【摘 要】物理學是一門以實驗為基礎的科學。實驗教學是物理教學的重要組成部分,在物理教科書中有大量演示實驗、學生分組實驗及章節小實驗。通過觀察和實驗可以幫助學生加深對知識的理解,發展學生的動手動腦能力,培養學生實事求是的科學精神。
【關鍵詞】物理教育 實驗教學 培養技能
物理實驗作為物理教學的基本手段,有其特殊的教學功能,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。實驗不僅能夠為學生提供學習的感性材料,驗證物理定律,還能夠提供科學的思維方法,加深對基本知識的認識程度,激發學生的求知欲,培養學生的探索能力。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有重要的基礎作用。
物理課與生活實踐聯系很密切,鼓勵學生聯系生活實際,不但是學以致用的學習方法,而且能培養學生的興趣,激發學生的學習情緒。一般來說,學生對物理實驗產生了興趣,就對物理知識產生了強烈的好奇心和求知欲,就能主動積極地學習。所以,為了使學生能從旁觀者、被動的接受者變成能積極主動地參與教學過程的主體者,就必須注重對學生物理實驗技能的培養。以下是本人結合自身多年的教學經驗和體會總結的一些具體方法:
一、培養學生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基礎。物理大綱要求“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。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。
4. 根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。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。
二、培養學生進行實驗過程必須掌握的技能
1. 培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,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。
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,有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,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,能記錄各次測出的量,能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。
3. 要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。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缺陷,實驗原理、裝置不完善而引起的,偶然誤差是在實驗條件不變的情況下,對某一物理量進行多次重復測量時,由于各種偶然因素產生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值,以其平均值為最終的結果。測量次數取多少,要根據偶然誤差對被測量影響的大小來確定。
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。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、正確,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自己的實踐成果,并讓別人看懂。
5. 養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器及發生實驗事故等。
三、培養學生實驗技能的途徑
1. 實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握物理知識,又能培養學生的實驗技能,是訓練和提高實驗技能的基本途徑。
2. 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。
3. 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,后總結出物理規律。
4. 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。
5實驗考查。考查的形式有:①書面實驗考試;②實物實驗操作的考查。
總之,學生實驗技能的培養需通過多方面的長期培養,物理實驗教學不但要傳授知識,更重要的是指導學生進行思考,啟迪學生的創造思維,培養學生的創造性思維能力。在教學實踐中,只要我們努力探索、勇于革新,把學習與創造、模仿與創新、理性與幻想有機地結合起來,就一定能提高學生的實驗技能,有效地開發學生的創造潛能,培養學生的創造性思維能力。
【參考文獻】
[1]吳永熙,張德啟. 試論物理教育中的課題探究教學.
[2]華長慧. 教學創新:構建師生互為主體的平臺.