張定湖
摘要:物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,在物理教學中實施素質教育就必須改革物理實驗教學,培養學生使用基本儀器的技能,培養學生掌握實驗必備技能,提升學生的實驗能力,以提高初中物理實驗教學的效率。
關鍵詞:初中物理;實驗教學;實驗技能;培養方法
中圖分類號:G633.7文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2018)17-019-1
一、培養學生使用基本儀器的技能
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。如:用溫度計測沸水的溫度實驗中,就不能用體溫計測量。因為體溫計的量程為35℃~42℃而沸水的溫度一般為100℃左右,所以會把體溫計脹破而應該選用實驗用的溫度計其量程為110℃。又如:用學生電壓表測4節干電池串聯的電壓,就不能選用0~3V的量程,因為4節電池串聯電壓在6V左右,超過0~3V的量程會損壞電壓表,而應選擇0~15V量程。
2.使用測量儀器前都通常要調節零點或校正零點,否則測出的數據就不準確。如:安培表、伏特表使用前指針是否指在零刻度,如果不是,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,零誤差的修正在生產上有普遍意義。
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,要學會正確的讀數的姿勢。如:從量筒上讀數應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若有凹液面讀凹出,凸液面讀凸處,從安培表、伏特表讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估計讀數四舍五入等。
二、培養學生掌握實驗必備技能
1.培養學生掌握實驗的一般原理、實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生要明確各個實驗的目的、原理和理論依據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式、電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。例如:用電流表和電壓表測導體的電阻實驗中,就要讓學生掌握實驗目的,會用電流表和電壓表測電阻,原理:歐姆定律。
其次,培養學生正確調整和安裝儀器或接好電路的技能。正確地實驗,首先是安裝、調整好儀器或接好電路。如:力學實驗中的支架滑輪的安裝,牽引線的走向,斜面的架設等,有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整,如:使用氣墊導軌前必須先調水平位置;在電學實驗中,依照電路圖連接線路,連線時,應將電路分為主回路和支路,從電源一端開始沿主回路按順序進行,其次為支路;主回路中必需有開關(先斷開);導線最好選有幾種顏色的,主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時,應按順時針方向將導線纏上。電路連接后,必須復查,確認正確后方能通電。
2.培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力。這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能,要要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據。要按實驗的先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意三點:一是讀數要即時,馬上記錄;二是要完整記錄數據,按有效數字的方式記錄數據;三是數據的單位要正確。記錄一般是要求學生列出表格,在實驗時填好。表格設計要求:能記錄直接測出的物理量,能記錄各次測出的量,能填寫需要計算出來的中間數據和最后數據等內容。例如:測量小燈泡的電功率實驗中,要利用滑動變阻器改變小燈泡兩端的電壓,從而改變電流,從而改變小燈泡的實際功率。因此,測量讀取數據,每改變一次電壓和就要迅速讀出此刻的電流,并記錄到設計好的表格中:
對數據進行處理、運算;對實驗結論進行分析。在整理數據時,要看看有無不合理的數據,如有應對該數據補測。數據的運算要按有效運算法計算,做好實驗后應指導學生對實驗結果進行適當分析討論,如:討論數據說明了什么?與理論計算有何偏差?實驗過程為何這樣設計?實驗結果的物理意義(結論)是什么?對一些成績優良的學生,還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。
3.要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。在做好實驗后,要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的不準,實驗原理、裝置不完善而引起的,如:螺旋測微器零點不準;風的吹動使天平產生的誤差;電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器(如:可改變儀器的位置或儀器的布置,換去某件儀器,改變所選取的某個參數);或是改進實驗方法(如:將物體放在天平左、右盤上,分別稱衡,可以發現天平不等臂引起的誤差)。
4.會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后,應根據原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告,實驗報告的內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能,對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求,書寫時,要求層次清楚,語言流暢,文字精練、準確,圖文并茂,要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因,使學生將來進行科學實驗時能寫出的實踐成果,并讓別人看懂。
總之,在物理實驗教學中,學生應學會使用基本儀器的技能、實驗過程必須掌握的技能。因此,教師要通過多種途徑抓好上述技能的培養,努力提高學生的實驗能力。
[參考文獻]
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