如何引導學生進行實驗后的反思

魏君湖

初中物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科.按照新課標的要求,教學中加強了探究式學習,調動了學生學習的積極性,活躍了課堂氣氛.以往的探究實驗比較注重的是實驗前的準備和實驗中的操作,而忽視了實驗后學生的反思.在教學中正確引導學生進行反思,對進一步理解實驗、深化實驗、完善實驗起著重要的作用.那么,探究實驗之后學生應反思些什么呢?筆者以伏安法測電阻為例,談幾點看法:

反思一:實驗目的和原理

在學生完成實驗后,教師可引導學生圍繞實驗原理進行反思,如變通實驗原理公式后,還能否求出被測電阻?驗證實驗方案是否簡潔,是否存在著不合理的地方?如果有,應該如何改進,才能使實驗結果更加準確等等.

反思二:實驗步驟與方法

探究實驗一般按以下幾個步驟進行操作:提出問題;猜想或假設;設計實驗;進行實驗;分析論證;交流與評估.此時應讓學生反思:實驗前的準備工作是否做好?實驗是否按要求去做?引導學生思維求異,尋求多種實驗方案,然后對實驗方法進行反思,找出其特點和不足,從而優化實驗結構,選取最佳實驗方案.

例如,如圖1(a)、(b)所示是伏安法測電阻常用的兩種電路連接方法.

在進行實驗操作后,引導學生對以上兩種方法進行反思:(1)采用上述兩種方法對被測電阻值的大小有什么影響?

(2)(a)接法電壓表測量準確,但電流表測量的電流值偏大,為什么?

(b)接法電流表測量準確,但電壓表測量的電壓值偏大,為什么?

(3)采取什么辦法可減小實驗誤差?

(4)若把電阻換成小燈泡,實驗結果有什么不同?你發現了什么規律?

反思三:實驗現象和規律

讓學生深入地反思在實驗過程中觀察到的現象、實[HJ1.9mm]驗條件和實驗現象的變化,分析產生這個現象的原因,總結實驗規律,掌握科學的測量方法,加深對物理知識和物理規律的理解和應用,增強分析判斷能力.

例如,學生在測量小燈泡電阻時發現:加在燈泡兩端的電壓越高,燈越亮,計算出的電阻值也越大,為什么呢?

通過反思學生了解到:電壓高,燈越亮,燈絲發光時溫度也越高,從而使學生加深了對影響電阻大小的因素的理解,并找到了問題的

解決辦法:多次測量(且電壓變化盡量小一些)取平均值.

反思四:實驗的異同點

對類似實驗,可進行聯系與比較,引導學生反思實驗的異同點,使學生容易掌握實驗的本質,理解實驗規律,鞏固知識與技能.待學生做過“伏安法測電功率”實驗后,可向學生提出以下問題引導學生反思:1.兩實驗根據的原理、電路圖、共同用到的實驗儀器、需要測量的相同物理量分別是什么?2.比較兩實驗操作方法有何不同?通過以上問題,鼓勵學生大膽質疑,發表見解,展開討論,分析對比,有效地培養了學生思維的深刻性和批判性.

反思五:實驗注意事項

每一個探究實驗都有其操作的注意事項,引導學生圍繞實驗注意事項進行反思,認清錯誤操作的危害,從而規范學生的實驗操作,為順利完成實驗奠定了良好的基礎.如在連接電路時開關為何要打開?滑動變阻器為何要把滑片滑到阻值最大處?電源兩極直接用導線相連會導致什么嚴重后果?

反思六:實驗拓展與創新

通過實驗,學生學會了用法安法測電阻,此時可進一步引導學生認真反思:除了用伏安法測電阻以外,根據所給的實驗器材,你還能用其他方法測出電阻值嗎?鼓勵學生進一步拓展,大膽創新,如:

1.如果原器材少了其中一個電表,多了一個定值電阻,如何測出被測電阻呢?怎樣用測得的數據來表達電阻的大小呢?有多少種連接方法?只連一次電路,又如何連接?有幾種連接方法?

方法一:(圖2)因U₁/R₀=U₂/R_x,則R_x=U₂R0/U₁.

方法二:(圖3)因U₁/R_x=(U-U₁)/R₀,則R_x=U₁R₀/(U-U₁).

方法三:(圖4)因I₁R_x=I₂R₀,則R_x=I₂R₀/I₁.

方法四:(圖5)因I₁(R₀+R_x)=I₂R_x,則R瓁=I₁R₀/(I₂-I₁).

2.如果原器材少了一個電表,多了一個已知最大阻值的滑動變阻器電阻(或電阻箱),又如何測出被測電阻呢?怎樣用測得的數據來表達電阻的大小呢?有多少種連接方法?

方法一:如圖7所示,閉合開關S,把滑動變阻器的滑片滑至a端,測出通過R瓁的電流I₁,再把滑片移至b端,測出電流I₂.因I₁R瓁=I₂(R_x+R),則R_x=I₂R/(I₁-I₂).

方法二:如圖8所示,先閉合開關S,滑片P分別置于a和b端,讀出電壓表的示數U₁和U₂.因U₂/R_x=(U₁-U₂)/R,則R_x=U₂R/(U₁-U₂).

3.除此之外,你還能用什么方法來測電阻?

引導學生思考,還可分組討論,最后總結得出:可用等效法測量,還可以用萬用表或歐姆表直接測出電阻.

總之,學生通過實驗反思,可總結實驗規律,優化實驗方案,創新實驗設計,揭示實驗本質,增強實驗效果.知道自己學會了什么,掌握了什么,使學生樂于探究,勤于動手,既提高了學習的興趣,同時又提高了課堂的教學效率,達到教育的目的.

(責任編輯:黃春香)