物理實驗技巧培養(yǎng)論文
時間:2022-05-06 08:30:00
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物理學是一門以實驗為基礎的科學,所有的物理知識,包括概念、規(guī)律、定理、定律等,都是在實驗的基礎上建立起來的。因此,培養(yǎng)學生的實驗技能,探索物理學的研究方法,培養(yǎng)嚴格的實事求是的科學態(tài)度,對學生今后搞科學實驗和技術創(chuàng)新都起著重要的基礎作用。那么,怎樣培養(yǎng)學生的實驗技能呢?本人從多年的教學中感悟到以下幾點。
首先,培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能掌握基本儀器尤其是測量儀器的使用,是做好物理實驗的基礎。
中學物理實驗的基本測量儀器主要有:刻度尺、量筒、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)。”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(guī)則。因此,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從以下四個方面加以指導。
①八年級物理接觸的第一個測量儀器是刻度尺,學會正確地使用刻度尺是使用好其它測量儀器的基礎。這是因為,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(jié)零點或校正零點,否則測出的數(shù)據(jù)不準確。如對安培表、伏特表等應學會調整零點。因此,必須使學生養(yǎng)成使用基本測量儀器前調節(jié)零點或校正零誤差的習慣。③會正確讀數(shù)。要讓學生掌握讀數(shù)的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小分度值,會從最小分度值之間估計出一位有效數(shù)字。同時,要學會正確讀數(shù)的姿勢。如從量筒上讀數(shù)時,眼睛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。又如從安培表、伏特表讀數(shù)時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估計讀數(shù)采取四舍五入的方法。④根據(jù)儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規(guī)則。如:天平是根據(jù)桿杠的平衡原理制成的,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(guī)則;溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據(jù)熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內(nèi)液柱穩(wěn)定時讀數(shù)。顯然,培養(yǎng)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。
其次,培養(yǎng)學生進行實驗過程必須掌握的操作技能
一是要求學生明確實驗前的準備工作。各個實驗的目的、原理或理論根據(jù),根據(jù)實驗的原理進行實驗設計,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。培養(yǎng)學生正確安裝和調整儀器,包括正確連接電路的技能。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。在電學實驗中,依照電路圖連接線路,連線時,應電源一端開始依次連接開關、用電器等,連接中開關必須處于斷開狀態(tài),導線最好選用幾種顏色。往接線柱上接導線時,導線應順時針而繞。電路連接后,必須復查,確認正確后方能通電。這種技能的培養(yǎng),從初中開始應先有示范,讓學生模仿學習,然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項,由學生獨立去安裝、調整。
二是要培養(yǎng)學生正確記錄實驗數(shù)據(jù)并能進行分析以得出正確結論的習慣。要培養(yǎng)學生這方面的技能,要求學生實驗時集中精力,要把握時機,按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數(shù)據(jù)和記錄必須注意:①讀數(shù)時要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數(shù)據(jù),按有效數(shù)字的方式記錄;③數(shù)據(jù)的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格。表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量,能填寫計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。進行數(shù)據(jù)處理、運算,對實驗結論進行分析。在整理數(shù)據(jù)時,如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù),應對該數(shù)據(jù)補測。要指導學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對實驗結果進行適當分析討論,如:數(shù)據(jù)說明什么?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(yōu)良的學生,還可讓他們對實驗進行再設計,對實驗能力強的學生,許多深一層次的問題都可以在這里分析研究,從而加強了對學生思維能力的培養(yǎng),有效地鞏固知識,技能更加熟練。(4)要使學生了解誤差概念,要指導學生分析產(chǎn)生實驗誤差的原因和減少誤差的方法。例如將物體放在天平左、右盤上,分別稱量。可以發(fā)現(xiàn)天平不等臂引起的誤差,從而讓學生懂得減少誤差首先要發(fā)現(xiàn)它的存在和來源,其次是確定減少誤差的方法。增加測量次數(shù)固然可提高平均值的可靠程度,但是作用是有限的,實際上,只有改進實驗方法和儀器,才能從根本上改善測量的結果,提高測量精確度。
三是從實驗結果方面養(yǎng)成寫好實驗報告的習慣。實驗結束后,應根據(jù)原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告。實驗報告內(nèi)容應包括實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)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,要嚴格要求。書寫時,要求層次清楚,語言流暢,文字精練、正確,圖文并茂,要總結出實驗成功的經(jīng)驗或實驗失敗的原因,使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果,并能讓別人看得懂。
四是養(yǎng)成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規(guī)則和尊重實驗事實的習慣等如:做電學實驗結束時,應將儀器調到最安全的狀態(tài)再切斷電源,然后拆除連接線,整理好儀器和導線。要經(jīng)常地對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器及發(fā)生實驗事故等。
第三,加強課內(nèi)外實驗拓展培養(yǎng)實驗興趣是培養(yǎng)實驗技能的關鍵。
由于農(nóng)村中學受條件的限制學生不可能隨時進實驗室,所以適當增加演示實驗和若干課外小實驗顯的特別重要。我們的實驗教學可以在課上,也可以在課下;可以使用實驗室所配備的器材,也可以自備自制教具,甚至可以使用我們?nèi)粘I钪械默F(xiàn)有物品,經(jīng)常用學生身邊的物品做實驗,如用圓珠筆和小刀做壓強實驗,用雪碧瓶做液體壓強與深度關系的實驗,用玻璃杯做大氣壓實驗,用眼藥瓶做物體的浮沉實驗等,這些都是學生非常熟悉的器材,更有利于使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且還能通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學生的創(chuàng)新能力:大家一起來想一想,還可以用什么來說明我們要知道的內(nèi)容。或者,這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題,等等。調動學生剛剛起步的創(chuàng)新的意識和創(chuàng)新的精神。
另外,盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系,后總結出物理規(guī)律。開辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識,又可培養(yǎng)學生的實驗技能。主要形式有:①指導學生進行課外實驗;②組織參觀活動;③舉行操作實驗競賽;④組織課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會等。多種實驗考查促進能力的形成,考查的形式有:①書面實驗考試;②實物實驗操作的考查。
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