試論中專物理實驗的規范化建設

摘 要:科學的訓練能使人具備優良的素質、較強的能力，教師應把精力從單純傳授理論知識轉移到對學生綜合能力的全面培養和訓練上來，為其今后的就業和發展打好基礎。

關鍵詞:中等職業教育 物理 規范化 建設

中圖分類號:G623文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)02(c)-0246-02

引言

近年來大學生找工作不易，但職業院校學生、中專畢業生卻特別得到一些企業的青睞——一是因為職業院校、中專學校采取的訂單式培養方式，以及根據市場需求靈活的設置專業，為學校打開了市場，二是準確的就業定位更是企業對他們情有獨鐘的原因。中專生雖然在學歷層次、理論水平上有短缺，但敬業精神較強，可塑性大，有一技之長，工作上手快，所學專業能學以致用。在當今競爭激烈的社會中，僅有豐富的理論知識，如果沒有嫻熟的動手能力為依托，顯然就業范圍將受到較大的限制。而熟練的技術工人是當今市場的香餑餑。

多年的教學證明:只有通過多途徑的動手能力的培養，如實驗室實驗、校辦工廠的動手、教師指導下的工廠或市場的實踐等，才能使學生對今后的就業有初步的認識，在獲取知識的同時培養其較高的綜合素養。如:嚴謹的科學態度，實事求是的科學作風，較強的動手能力——這正是合格勞動者的基本素質。

物理學是一門實驗科學，對此，教師必須有深刻的認識，尤其是對于理工學校的物理教師更要重視物理實驗教學，重視學生動手能力和獨立工作能力的培養。我們要清楚，實驗的目的是取得一組(一個)實驗數據或取得一個結論，但實驗教學的目的更重要的是培養學生的思維能力、觀察能力、解決問題的能力和培養學生實事求是的工作作風。科學的訓練能使人具備優良的素質、較強的能力，教師應把精力從單純傳授理論知識轉移到對學生綜合能力的全面培養和訓練上來，為他們今后的就業和后續發展打好基礎。科學的態度，規范化的實驗行為習慣正是這一切的保證，下面就中專物理實驗的規范化談一點個人心得:

1 科學的態度

中專生的普遍特點是，容易興奮、好奇、好動，這無疑是可貴的積極因素，但同時許多學生也具備初中生的后遺癥，只重視理論學習重視卷面成績，對實驗沒有足夠的認識而輕視實驗，馬虎草率完成老師布置的任務。教師在實驗活動中應肯定積極的一面并因勢利導，讓學生認識到實驗的重要性和實驗大有學問。正確的認識是實驗規范化的保證，規范化的實驗操作是實驗取得成功和最大績效的保證。

實驗中，教師應引導學生完成三個問題:“你要干什么？”、“你能干什么？”、“你要怎么干？”。你要干什么——明確目標。如果清楚你要干什么，將使你的實驗由被動變主動，化消極為積極，從枯燥無趣到興趣盎然。你能干什么——是你對實驗室的一個認識、對實驗的一個認識，對你所在團隊的認識，對你在團隊中的角色定位的認識，也是你對自身能力的一個認識。你要怎么干——這將使你進行發散性思考、邏輯性思考、謹慎、嚴密，甚至怎樣組織你的小團隊，你得點滴不漏，同時得對你已有的知識進行再認知和梳理。

2 正確選用實驗器材

實驗儀器、器材的選取直接決定著實驗結果的精度、實驗的可信度、實驗的成敗、實驗的安全性。這實質上是實驗規范化的第一步。一般地，選用儀器、器材時應注意以下幾點:

2.1 了解儀器的精度與測量范圍

所有儀器都有它的精度和測量范圍。不同的精度要求選用不同的測量儀器，如線度的測量，了解線度可能達到的極限及精度要求，以便正確選取測量工具如米尺、游標卡尺、還是螺旋測微器;忽略儀器的使用范圍，或者將得不到正確的數據，或者直接導致儀器損壞，比如電學實驗各種電流表、電壓表的測量范圍、滑動變阻器的額定電流和最大阻值、電阻箱各倍率檔的額定電流，避免量程過大時測量的誤差大，也避免電流過大燒壞儀表和器材。常用儀器彈簧秤、溫度計亦如此，超出彈簧秤的限度讀數不再準確甚至損壞，而超出溫度計的測量范圍或是不能顯示溫度(被測物溫度低于溫度計測量范圍最小值)，或直接損壞溫度計(被測物溫度高于溫度計測量范圍最大值)。

2.2 使用條件

它決定著該儀器是否可用，實驗數據的可靠性，及是否會損壞儀器。如熱學實驗:氣體在絕熱壓縮升溫時利用空氣壓縮引火儀，若儀器的筒是玻璃制的，可用棉花浸乙醚，但若儀器的筒是有機玻璃的則因乙醚會溶解有機玻璃而應避免使用乙醚，而選其它替代品如硝化棉等。感應圈不能在溫度高的地方長時間連續使用，以免絕緣蠟融化。

2.3 有無特殊的環境條件限制

有的儀器受特殊的環境條件限制，如熱敏溫度計不宜在高電壓、大電流及強磁場下使用。電流表、電壓表規定的使用條件是環境溫度0～40℃，相對濕度<80%。

2.4 所選儀器要匹配

例如，研究電源的輸出功率與負載電阻的關系時，實驗中我們常遇到有的學生選取電流表是安培表而不是精度更高的毫安表，與所選實驗室學生用電阻箱不匹配，當負載電阻改變時安培表因精度不夠指針指示變化不大，學生為得到一組數據而隨意加大電源輸出電壓增大電流，導致電阻絲燒斷。

3 程序規范化

每一個實驗都要歷經安裝→操作→處理數據→歸置器材的過程，程序規范將保證實驗的有效性。我們的實驗很多是設計性實驗，實驗器材由學生自己選取。教學中我們常遇到這樣的情況:學生在儀器、器材組裝過程甚至實驗中途突然發現器材不是所需要的，某一器材沒有準備或器材數量不夠。這是在安裝之前就應該悉數準備到位的，不應該中途再來補漏。其次還應做到以下幾點:

(1)實驗前儀器應在狀態。這是一個不可忽視的環節，例如電學實驗電阻箱和滑動變阻器連接前應在最大阻值，再按需要減小數值，若按慣性思維“一切從零開始”，會造成短路;而安培表、伏特表則要檢查是否在零刻度。

(2)檢查儀器的組裝或器材、元件的連接是否正確。如在使用氣墊導軌時，檢查軌道是否調平(包括縱向調平和橫向調平)，光電門的連接是否完好，數字計時器歸零按鈕是否靈敏，氣源與導軌的連接是否嚴密。又如，待測電路電流表、電壓表的串聯、并聯、正負極性是否連接正確;滑線變阻器的接線是否合理;連接線路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接電源的程序;接線是否簡捷、牢固。

(3)實驗器材的歸放。養成良好的實驗習慣，實驗完畢調整儀器狀態和歸置儀器、器材。有的儀器儀表要將轉換開關置于0檔放置，如萬用表;有的器材要求放在干燥潔凈的環境中以避免銹蝕或防塵，如砝碼、氣墊導軌;有的物品應隔離放置，如具有腐蝕性的物品;另外，物品的放置層次應便于下次取拿。

4 操作規范化

實驗儀器、器材的選取直接決定著實驗結果的精度、實驗的可信度、實驗的成敗、實驗的安全性。這實質上是實驗規范化的第一步。一般地，選用儀器、器材時應注意以下幾點。

4.1 了解儀器的精度與測量范圍

所有儀器都有它的精度和測量范圍。不同的精度要求選用不同的測量儀器，如線度的測量，了解線度可能達到的極限及精度要求，以便正確選取測量工具如米尺、游標卡尺、還是螺旋測微器；忽略儀器的使用范圍，或者將得不到正確的數據，或者直接導致儀器損壞，比如電學實驗各種電流表、電壓表的測量范圍、滑動變阻器的額定電流和最大阻值、電阻箱各倍率檔的額定電流，避免量程過大時測量的誤差大，也避免電流過大燒壞儀表和器材。常用儀器彈簧秤、溫度計亦如此，超出彈簧秤的限度讀數不再準確甚至損壞，而超出溫度計的測量范圍或是不能顯示溫度（被測物溫度低于溫度計測量范圍最小值），或直接損壞溫度計（被測物溫度高于溫度計測量范圍最大值）。

4.2 動作規范化

動作規范與否，有時影響儀器的使用壽命，有時直接影響實驗結果。它應包含以下幾點:

(1)動作幅度的把握:例如，物理天平底座的水平、橫梁的平衡調節是一個細致的、輕微的動作，初學者往往把握不住“度”，動作幅度過大而費時費工甚至損傷儀器;氣墊導軌縱向水平和橫向水平的調節、滑動變阻器控制電流等，動作都應“收”而輕緩。電學實驗導線與導線、與儀器、其它器材的連接都必須穩實、牢固，電插頭與插座的離合會因動作拖泥帶水接觸電阻大而跳火，這時動作應“放”而干脆利落。

(2)左右手協調配合:實驗中我們常會看到有的同學很多時候習慣性的均由右手單手完成，不會左右手配合完成，動作很別扭，效率非常低，有時還很危險。例如天平測量質量需要反復取放砝碼，正確而規范的動作應該是左手把握升降旋鈕重復升降觀察是否平衡，右手負責取放砝碼，輕松自如效率高，如若只靠右手單獨完成就很忙亂別扭，效率將大打折扣。游標卡尺是工人手邊的一個常用工具，規范的方法應該左手始終托住被測物體，右手推拉副尺，安全快速，如若放開左手，被測物就有掉下損壞的可能，同時對操作者也是不安全的。

(3)手、眼協調:邊動作邊觀察手眼一致本是一個基本動作，生活中無需言語人人都會，但實驗時許多學生手到時眼不到，眼到時手又不能到。例如電學實驗滑動變阻器調節電流，規范的動作應該是眼睛盯住儀表，手慢慢推動滑鍵，而我們有的學生是不停地重復著推→停→看、推→停→看。辦事效率低也是能力低的一種表現，教師應提醒他們注意。

(4)動作應順勢而為:例如導線接在儀器器材接線柱時應按螺帽旋緊方向——順時針方向順勢繞線，但有的學生偏要倒行逆施使得多芯導線接紕或是連接不牢實。天平橫梁的平衡調節，應是兩只手各負其責，左手調節左邊的平衡螺絲、右手調節右邊的，有的(右撇子)學生一概右手包辦，也有(左撇子)學生左手統攬。

動作規范絕不是有的人認為的吹毛求疵、小題大作，教師的忽視、學生的不拘小節決不僅僅是眼前幾個實驗效果的好壞問題！工廠因工人的工作態度、無知或操作不當而導致的事故報道不絕于耳！國家的損失、人員的傷亡也因此發生了不少！教師的科學態度對學生的行為有著不容忽視的影響，教師規范化的行為對學生起著潛移默化的作用，教師耐心細致不厭其煩的指導對學生的幫助不言而喻。通過規范化實驗操作使學生認識到“再小的動作也有學問”，從而不敢輕視規范化操作的必要性和行為習慣的培養。

5 取數及數據處理規范化

實驗數據的采集和數據處理是否規范，直接影響著實驗結果。教學中應注意以下幾點。

5.1 取數前了解儀器精度

觀察儀器的刻度及標識，弄清刻度值的最小分度值及其單位，由此可確定測量值應取到哪一位，單位是什么。有的儀器最小分度是1/格，取數應在“1”的下一位，例如最小分度是1mm的刻度尺，應將最小刻度1mm十等分，每一等分0.1mm，取數至零點幾毫米。有的儀器的最小分度不是“1”，不能一概而論10等分取值，例如電流表量程0.6A檔，最小分度0.02A/格，應將最小刻度二等分，每一等分為0.01A，指針在半等分以下舍棄，在半等分或超過半等分入為一個等分值;同理，伏特表量程15V檔最小分度為0.5V/格，應將最小刻度0.5V五等分，每一等分為0.1V，指針在半等分以下舍棄，在半等分或超過半等分的入為一個等分值。也有最小分度無需再等分，而由副尺補充的，如游標卡尺、螺旋千分卡。另外，取數不帶單位或單位不正確是學生常犯的錯誤，這在今后的工作中可能鬧出許多笑話或造成無法挽回的損失。問:你的體重是多少，答:60;問:是60噸嗎？他會想:老師瘋了！再問:是60克嗎？他會嘆息:莫名其妙！繼續問:60(公斤)千克嗎？至此豁然開朗:差之毫厘謬以千里，(物理量)單位真的很重要！嚴謹，才是科學的態度！

5.2 調節儀器零點，或記下零點誤差

大多數實驗儀器有零點調節裝置，每次切換功能后、檔位選擇后、每次測量前都應注意數值調零，若調節不能歸零的，必須讀、記下零點誤差。“0”狀態時的實際指示、顯示大于“0”，讀記數時應減去零點誤差值，小于零則應加上，學生常因弄不清而顛倒計算。也會因為沒有養成良好的實驗習慣，忙于追求實驗結果或是根本對此沒認識而遺漏這一環節。

5.3 讀數、計數方法要正確

包括:視線角度——正視和平視。常用的如游標卡尺、螺旋千分卡，天平、測力計、，帶有折射面的儀器如各類非數字顯示儀表、“U”形管壓強計、量杯等;液面取值——注意明確液面最低點取值如水面、酒精面刻度和液面最高點取值如水銀面;取動態值和靜態值——取動態數值要求迅速而準確，動態值代表的是那一時刻的狀態，若取數遲緩則誤差相對較大，取靜態數值則需要注意不能操之過急，要求達到穩定、平衡才能取;數據取舍——取合理的有效數字，剔除可疑數據(學生往往不做數據可能性分析，所有數據統統收納);

5.4 數據處理

一般地要求設計一份表格，將一些相關量和測量數據納入其中，數據最后進行方程法或圖像法處理，給出相應的測量誤差并對誤差進行分析，誤差大小的分析和產生原因的分析。

6 實驗報告規范化

工科職校生、工科中專學生畢業后多數工作在生產第一線，常要提交生產報告或實驗報告。物理課作為基礎課，實驗先于其它學科，指導學生完成一份規范的實驗報告物理教師責無旁貸。(1)報告的格式;(2)包含的內容;(3)插圖的安排;(4)表格的設計;(5)數據的填寫、處理;(6)誤差分析;(7)實驗時間、報告日期、報告人等等，都是報告的基本內容。實驗報告不規范會使你的實驗受到質疑;沒有報告，也許使你前功盡棄！

中專學生、尤其工科學校對實驗的要求不是簡單的完成幾個實驗，物理實驗作為基礎課實驗更要打好基石，為專業課實驗、實習鋪路搭橋。通過實驗規范化訓練，應讓學生實實在在體會到知識無處不在和理解理性操作的必要性;培養學生良好的實驗習慣，使學生的思維能力、觀察能力、動手能力、處理問題的能力得以提高;培養學生實事求是的、一絲不茍的、團結協作的科學態度，使其成為能學以致用的、高素質的勞動者。這是社會的需要，也是廣大教師的共同目標。

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