邱永富



摘 要:我校地處四川省涼山州雷波縣,這里經濟相對落后,教學質量相對差一點。現在我根據多年的教學經驗來談一談,怎樣來提高物理教學效果。---從開放式自主實驗與傳統實驗的比較入手,闡述開放式自主實驗的優越性,探討實施開放式自主實驗的原則,通過開放式自主實驗在“測定電源電動勢和內電阻”實驗中的應用,說明其可行性。
關鍵詞:比較;原則;應用
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)07-207-02
隨著素質教育的不斷推進,如何培養學生的實踐能力和創新精神尤受人們關注.要使素質教育真正落到實處就必須使教育改革深入到各個學科,各個教學環節.在眾多的教學環節中物理實驗教學是實施素質教育,進行實踐能力和創新精神培養的較理想的突破口.其中學生分組實驗與課外小實驗為學生創設了良好的物理環境,是培養學生學習興趣,激發學生學習動機的有效手段,是發展學生思維能力和實踐動手能力,培養學生實事求是、嚴肅認真、不畏艱難、探索創新、團結協作的科學精神和態度及愛護儀器設備、節約原料的良好作風和行為習慣的有利時機和場所.顯然,傳統的實驗教學模式已不再滿足時代要求,如何繼承與發展中學物理實驗教學,是擺在物理教學工作者面前的現實問題.
一、開放式自主實驗與傳統實驗的區別
1、教學的目不同
我們正處于信息爆炸,知識迅猛更新的時代.物理實驗的目的不再僅僅是幫助學生掌握有關知識,培養學生的觀察和實驗能力.而同時更注重于培養學生學習科學的志趣和實事求是的科學態度,樹立創新意識和科學思維能力,分析問題和解決問題能的力,及科學方法的訓練.因此,開放式自主實驗的目的是努力使學生具有科學精神(實事求是,崇尚理性,崇尚實驗,具有創意,具有不斷求知的精神和自學鉆研的能力),具有合作精神和扎實的基本技能.
2、教學的主體不同
在傳統實驗教學中,教師是傳授知識和技能的主體,而學生則被動地接受知識和技能.顯然,傳統的教學模式不能夠充分發揮實驗之功效,學生只按照教師事先設計好的或相關參考資料編排的原理、步驟和器材按部就班地操作即可,這無異于“照方抓藥”,只重視結果,對實驗過程不給予重視,對實驗方法不給予創新.學生無法享受到探索、創新的樂趣.開放式自主實驗是以學生為本,把學生推到實驗的主體位置.讓學生在實驗中的每一個環節都能發揮主動性.在實驗教學過程中,由學生根據實驗目的自己選定實驗原理,選擇儀器,制定實驗步驟,處理和分析實驗結果、實驗數據.教師只提供實驗資料、解答實驗問題等方面為學生服務.
3、教學的方法不同
傳統實驗教學具有一定模仿性.實驗前教師一般要進行詳細講解,甚至操作示范.實驗中,學生不需主動思維和創新,只需按實驗教材“依樣畫葫蘆”.開放式自主實驗力戒刻板,它給學生提供較大的創新思維空間.實驗中,學生根據實驗目的,自己選擇和組合儀器,自己確定實驗方案和步驟.總之,作為實驗教學的主體學生,可以充分運用自己所掌握的知識和技能,淋漓盡致地發揮自己的聰明才智.
二、開放式自主實驗的主要教學原則
1、科學性原則
要進行物理實驗,首先要明確實驗的目的、內容和要求,然后從分析研究實驗原理入手.實驗原理必須科學,要掌握實驗的關鍵、操作的要點,合理地選擇實驗裝置、器材和實驗條件,正確地處理數據、估計誤差、得出結論,實驗步驟要符合邏輯.開放性自主實驗的特點在于學生是實驗的主體,整個實驗過程設計源于自身或合作組員的經驗,因此,教師要對每組學生的實驗方案事先進行審查,把好科學關.巧合不是準確,錯誤不是誤差,若違背科學性原則,實驗再精彩,方案設計得再好也是不可取的.
2、開放性原則
開放式自主性實驗教學擺脫傳統封閉式實驗教學時空觀念束縛,堅持時間開放原則.中學物理實驗教學一般都有具體的實驗日程安排,時間緊,不利于自主實驗的開展.因此,除實驗前的準備工作必須充分,做到科學計劃、緊湊安排外,還可以利用課余時間,尤其是雙休日對學生開放,以滿足不同層次學生的發展需要.對實驗方案、實驗結果的評價也要打破傳統框框,既要重視實驗結論又要注重實驗方案的實施過程,既要重視知識掌握、應用又要注重思維創新、能力發展.做到個人評價、小組評價、教師評價三者相結合.通過民主評議、師生答辯,確立達到實驗目的的最佳實驗方案.
3、可行性原則
開放性自主實驗雖然具有很強的提高學生能力和功能,但并不是在每一個實驗教學中都能有效的發揮它的功能.在一些學生還未掌握基本方法、不具備開展實驗所需的最基本的知識時,實施開放性自主實驗顯然是不符合以人為本的基本原則.因此,為了充分發揮物理實驗在教學中的作用,應根據不同的知識點的教學情況,根據學生能力現狀和實際知識基礎,靈活選擇實驗教學模式.
三、開放式自主實驗的應用案例
實驗目的:測定干電池的電動勢和內電阻
實驗原理:每組同學可利用所學知識自我選擇(略)
實驗器材:同學們可選擇實驗室里常規的所有儀器(略)
實驗方案:(下面是同學們設計的幾種方案)
方案一:電壓表直接測量法
實驗電路:如圖1所示.
實驗方法:將電壓表選擇適當量程直接接到電池的兩極,讀出示數U.
實驗結果:E=U.
說明:此法方便快捷,但誤差較大,也無法測出內阻,因此僅用于粗測電動勢.亦可用萬用電表電壓檔測量.
方案二:單只電壓表與定值電阻輔助測量法
實驗電路:如圖2所示.
實驗方法:先將開關S2撥到1位置,閉合S1,讀出電壓表讀數U1;再將開關S2撥到2位置,閉合S1,讀出電壓表讀數U2.
實驗結果:E= ;r= .
說明:若無單刀雙擲開關,可用撤換電阻法.如圖3所示,方法從略,結果同上.
方案三:單只電流表和電阻輔助測量法
實驗電路:如圖4所示.
實驗方法:先將開關S2撥到1位置,閉合S1,讀出電流表示數I1;再將開關撥到2位置,閉合S1,讀出電流表示數為I2.
實驗結果:E= ;r=
說明:若無單刀雙擲開關,也可用撤換電阻法.如圖5所示,方法從略,結果同上.
方案四:單只電流表和單只電壓表輔助測量法
實驗電路:如圖6所示.
實驗方法:閉合開關S,改變滑線變阻器的阻值,讀出兩組電表的示數分別為U1、I1、U2、I2.
實驗結果:E=U1+ 或E=U2+ ;r= .
說明:為了減小誤差,多次測量取平均值或用作圖法來處理數據.
方案五:兩只電壓表輔助測量法
實驗電路:如圖7、8所示.
實驗方法:先將電壓表V1直接接入電池兩極,如圖7所示,讀出其示數為U1;然后將電壓表V1、V2串聯后接入電池兩極,如圖8所示讀出其示數分別為U1ˊ、U2ˊ.
實驗結果:E= .
說明:此法不能測出電池的內阻,電壓表的內阻不影響實驗結果。