高小偉
【內容摘要】物理學是一門以實驗為基礎的科學。目前,中學物理教學最薄弱的環節是實驗,不少教師對實驗,特別是學生實驗不夠重視,有的即使開設了學生實驗,但在實驗目的,要求和方法上,尤其是實驗能力的培養上存在許多問題。
【關鍵詞】物理實驗現狀 基本儀器 實驗技能
物理學是一門以實驗為基礎的科學。所有的物理知識,包括物理概念,定律和理論,都是在實驗的基礎上建立起來的。因此,培養學生的實驗技能,了解物理學的研究方法,培養嚴格的實事求是的科學態度,對學生今后搞科學實驗和技術革新都有重要的基礎作用。國家教委考試中心在高考說明中明確指出要加強實驗能力的考查,近年的高考物理試題中,有學生實驗、演示實驗,還有小實驗,而且實驗題所占的比重逐年增加。這就是當前我們貫徹和實施素質教育,提高學生實驗素質的正確教育思想。
下面先談談當前我們中學物理實驗現狀,物理實驗主要分為演示實驗和分組實驗兩大塊。
演示實驗具有生動、直觀、形象的特點,極易引起學生的直接興趣。但在當前中學物理教學中,用語言描述代替演示操作,不做或少做演示實驗的現象仍然相當普遍。即使做演示實驗,有些教師借了演示實驗器材,沒有課前動手做就直接去給學生演示,當實驗過程中碰到意想不到的情況時,就不知怎樣處置。所以也就不可能達到應有的教學效果。教師應加強演示實驗的教學研究,切實提高自身演示教學的技能。
有部分學生認為老師做實驗的目的就是為了讓大家掌握課本知識,有時自己能看懂課本上的內容,沒必要再看老師的演示了。顯然,這些學生對演示實驗的目的和作用缺乏全面的認識。這與教師沒有重視演示操作的觀察指導,存在著為演示而演示,教師應對這部分學生加以引導,提高他們對演示實驗重要性的認識。
也有一部分學生是因為上課看不見或看不清教師做的實驗,或弄不明白教師為什么那樣做,認為老師做實驗給自己的印象不深,想親自做,時間一久,這部分學生就會對演示實驗失去興趣。作為教師應積極創造條件將演示實驗改為隨堂實驗,或邊學邊實驗,以適應中學生心理發展的需要。我們也可以控制班級人數,或用更大的演示器材來提高演示實驗的可見度。
對于分組實驗,初中生雖然求知欲旺盛,但看問題往往簡單化或帶有片面性,而且對知識的掌握滿足于一知半解,學習情緒不穩定,意志力比較薄弱,一遇到挫折,往往喪失信心。對于實驗中的器材,雖然好奇,但往往感到陌生,在實驗中一遇到困難,也常常產生畏難情緒。因此,初中物理的分組實驗應從落實基本操作技能訓練入手,加強實驗操作規范和良好實驗習慣的訓練和培養,并按照教師的演示示范→學生模仿練習→學生獨立操作的次序有計劃地加以訓練,逐步增強初中生對實驗的適應性,克服實驗中的盲目性。
高中生學習的自覺性、獨立性和自主性顯著增強,學習的情緒也較穩定,且高中生對物理學科的興趣趨于穩定,對實驗的重要性已有明確的認識,對分組實驗已不滿足于模仿機械操作。因此,高中物理的分組實驗除了重視基本操作技能和操作規范的訓練以外,應逐步增加實驗的探索性和設計性,以充分調動學生學習的積極性和主動性。
學校的學生分組實驗一般是一個班級在同一課時做同一個實驗,由于儀器套數少,一般三四個學生一組做實驗。再加上學生動手做實驗前,教師的講解和演示示范操作時間長,真正屬于學生的實驗時間是非常短的,這樣,就不可避免地造成僅有少數學生操作,而多數學生看或只作記錄,最后,相互間抄數據完成報告。要改變這種狀況,除應增加對實驗的投資,完善實驗室的管理外,在目前的條件下,最根本的措施就是要改革傳統的中學物理實驗教學模式,提高現有儀器的使用率,并積極開發一些低成本實驗。
物理學因擁有實驗對中學生具有良好的第一印象,但當學生不能理解物理知識,或在做實驗時遇到困難不能克服時,或做實驗過程中沒有成功的體驗時,學生的興趣就會減弱,有時甚至會出現懼怕物理實驗的心理。有的學生之所以不喜歡做實驗是怕出錯,遭到老師和同學嘲笑,這種心理一旦形成,就會形成不良循環:害怕做,就不做;越不做,越不會;越不會,越害怕。時間久了,這類學生的動手能力得不到培養,動手能力很差,在實驗中也就甘當記錄員了。因此,教師在實驗教學中,一定要注意學生的這種心理傾向,應和藹耐心,允許學生犯錯誤,并細心及時地糾正、指導他們,防止上述情況發生。
要使學生真正喜歡上物理實驗,要有效的提高學生的實驗技能,教師還應該從培養學生使用基本儀器的技能入手。
掌握基本儀器的使用是做好其他物理實驗的基礎。基本儀器主要有:刻度尺、量筒、秒表、天平、溫度計、測力計、安培表、伏特表、滑動變阻器等。物理新課程標準要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。”要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規則,以達到熟練地、正確地讀數,在介紹這些基本儀器使用方法時,應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導:
1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。
2.使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點,否則測出的數據就不準確。如:對安培表、伏特表等應學會調整零點,對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器,還要學會零誤差修正,讓學生懂得零點是相對的。因此,必須使學生養成使用基本測量儀器前調節零點或修正零誤差的習慣。
3.會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時,要學會正確讀數的姿勢。如:從量筒上讀數時,眼視線應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處。
4.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。如:天平是根據桿杠的平衡條件制成的,因此,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,同時必須嚴格保護刀口,要讓學生理解保護刀口的重要性,從而自覺遵守使用方法和規則。
顯然,培養學生使用基本儀器的技能,必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來,這樣既有利于鞏固基礎知識,又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器;只有理解了儀器原理,使用起來才會更加自覺和主動。
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(作者單位:江西省上饒市第二中學)