培養中學生實驗基本技能途徑的探究

王光輝

（太原師范學院 物理系， 山西 太原 030012）

培養中學生實驗基本技能途徑的探究

王光輝

（太原師范學院 物理系， 山西 太原 030012）

通過“加強實驗課”、“增設實驗習題課”、“開展課外小實驗活動”三種途徑對中學生基本實驗技能的培養進行初步探究.

實驗技能；途徑；習題課；課外實驗

中學物理實驗是中學生今后從事科學實驗的起點，學生實驗技能的培養和提高是學生進行科學實驗的關鍵.如何來培養中學生的基本實驗技能呢？我們從下面幾個方面進行探究.

1 加強實驗課教學

實驗課是培養和提高學生基本實驗技能的重要環節.搞好實驗課教學的各環節，既能幫助學生加深理解物理基本概念和基本知識，又能培養他們的基本實驗技能和分析問題和解決實際問題的能力.

1.1 預習實驗的指導

預習實驗是學生實驗前的知識和能力準備，準備的充分與否直接影響著實驗的效果.預習實驗前，教師應設計一些有關實驗原理及技能方面的指導性思考題，目的是幫助學生明確實驗的目的和要求，實驗原理以及實驗設計思想，并根據實驗目的和原理選擇實驗器材，了解實驗裝置，實驗方法和實驗步驟.如：測液體密度的實驗，需測量哪些物理量？選用什么實驗器材？為什么實驗中要取部分液體作為測量對象，而不是全部液體？怎樣得到測量對象的質量和體積？怎樣完成測量操作，怎樣讀取和記錄測量數據等？最后，要求學生根據自己預習的情況對部分思考題進行書面作答，并且要求學生寫出預習實驗報告.

實踐證明，完成好預習實驗這一環節，不僅能使學生明確了實驗的目的，加深學生對實驗原理的理解，了解了實驗方法，而且也初步培養了一些實驗的技能和技巧，這為他們實驗過程中實現手腦并用，提高了實驗技能的培養，奠定了基礎.

1.2 實驗過程的指導

實驗過程是學生，運用自己所學的基本知識，基本技能和基本方法去探索新知識，獲取新技能的實踐活動過程，也是對科學探索研究問題情境的親身體驗.學生的主要任務是根據實驗要求，安裝、調試儀器，操作控制實驗條件，觀察測量，取得必要的數據.可見，實驗過程是培養和提高學生實驗技能，養成科學實驗態度的重要階段.因此，應從以下三方面加以指導：

1.2.1 結合學生預習實驗結果的檢查，典型和普遍的問題進行指導

學生實驗前，教師對學生預習實驗報告進行檢查，向學生提問實驗的相關內容，啟發學生思考作答.

對于那些操作難度大，使用不當且容易產生較大偏差的儀器、儀表的關鍵性操作，通過示范實驗，規范操作，指導學生把握正確使用儀器的要領及實驗成敗的關鍵操作，從而為學生進行實驗操作提供了保障.

實驗過程中教師要啟發學生如何用學得的理論知識去進行實驗操作和分析實驗中的問題，對學生實驗操作進行檢查.發現問題時，先讓學生自己分析問題所在，提出改正方法，然后教師針對情況進行講評.在講評時，指導學生正確使用儀器和器材的技能和技巧，對于易犯錯誤的操作，要講清楚犯錯誤的原因及不正確操作可能產生的后果.

1.2.2 指導學生要養成科學的操作習慣

實驗前先檢查、調試儀器、器材，調整零點，實驗后要整理器材的良好習慣.為此，可在實驗準備時，有意將一些儀器和器材調到非正常工作狀態.實驗時，教師一定要注意觀察并提醒學生注意觀察檢查、調整自己所使用的儀器和器材，發現有問題的必須給予及時的糾正.經過這樣多次的訓練，促使學生在實驗過程中多地動腦思考，動手操作實驗儀器，逐步形成良好習慣.這種做法使每個學生在實驗中經過自己的思索，總結實驗.從而提高了他們的獨立調節儀器，正確使用儀器的技能.實驗結束時，別忘了提醒學生要將自己使用的器材整理好.

1.2.3 指導學生合理采集實驗數據，正確記錄實驗結果

在使用有量度的儀器進行測量時，要求學生必須能夠合理讀取數據并記錄.讀數時，首先必須弄清所使用測量工具的分度值是多少，測量時是否需要估讀；其次是對于估讀的儀器怎樣進行估讀？這里分兩種情況來分析：一是對于十分度的測量工具，如毫米刻度尺，我們在讀數時要求估讀到十分之一毫米位，即要估讀到分度值的下一位；可對于非十分度的測量工具則需根據具體情況而定，比如中學實驗電表，電表讀數位由其量程和準確度來確定,量程和準確度又決定了精確度,同時也就確定了有效數字的最后一位即估讀位的數位.中學實驗電表的準確度一般是 2.5級,其準確度與量程相結合就確定了估讀數字的誤差范圍，它要求估讀時不能超過最大絕對誤差的差值，其誤差的最高位數是有效數字最后一位所在數位.對量程 0—0.6A,分度值為 0.02A的電流表，其絕對誤差 Δx=0.6A×2.5%=0.015A.故該電流表讀數的誤差值最高位出現在百分位上，百分位以下估讀無意義,因此應估讀到百分位上即分度值 0.02A的二分之一所在位.再次，讀數時，還必須注意視線與刻度的關系，如在用量筒測液體的體積時，讀數時視線應與液面所對刻線相平，若液面是凹形面，則應與凹面相平，否則會造成讀數的偏大或偏小.最后，必須把讀出的數據連同單位如實地記錄下來.

1.3 實驗報告撰寫指導

實驗報告的撰寫，是實驗的重要環節，是實驗過程的理論總結.教師要指導學生以科學的態度，實事求是的精神，如實記錄實驗數據，依據理論知識，處理實驗數據，分析實驗誤差，得出實驗結果，并完成實驗思考問題的解答.

綜上所述，做好實驗的全過程，不僅可以使學生學會分析現象，處理數據的方法，而且可以培養他們實事求是的態度和科學作風，更重要的是提高了他們分析解決實際問題的能力.

2 增設實驗習題課

實驗習題課是在學生初步掌握基本概念和規律以及熟悉基本儀器使用規則和操作規程的基礎上，針對學生學習和實驗中經常出現的問題而設計的，旨在掃除知識障礙，提高基本實驗技能的一種課型.現從四個環節來探討：

2.1 學生習作環節

這一環節（在此之前總是要先把實驗習題前一周印發給學生，并強調要認真預習）主要是學生使用儀器，連接電路或組裝器材、根據要求改變實驗條件，觀察實驗現象，讀數并記錄等.在此過程中，教師要注意檢查學生實驗習作情況和實驗素養，還要做針對性指導.比如在“研究分壓電路與限流降壓電路”的實驗習題課上.教師要注意檢查學生的兩種電路連接是否正確，特別是電流表，電壓表是否能使用規則和要求接入電路，滑動變阻器在兩種作用下接入電路的方式是否正確，以及學生在按實驗要求，在不同條件下進行操作過程中有無問題存在等，若發現問題要及時指導糾正.要求學生必須嚴格按儀器使用規則和實驗操作程序有目的地進行實驗，認真觀察實驗現象，如實記錄數據，從而保證實驗結果的合理性.

2.2 學生分析討論環節

這一環節是學生從現象上升為理論認識的必然過程，因此可以通過類比方法啟發學生對現象及實驗結果進行討論分析，從而得出正確的結論.

2.3 教師講評環節

這一環節主要是教師根據第一、二環節中出現的問題做點評式講解，如“分壓電路”如圖中，當滑片 P滑向 A時，變阻器 R的 PB段兩端電壓 UPB的變化情況，學生思路大致可概括為兩種：

（1）當滑片 P滑向 A時，RAP↓、R并↑（RBP與 RL并聯等效電阻）,且RAP減小幅度大于 R并增加的幅度，因此，總電流 I1=U/（RAP+R并）↑（因為蓄電池的內阻很小，可忽略不計，故蓄電池路端電壓 U可以是不變量）又 UPB=IR并，而 I↑，R并↑，所以 UPB↑.

（2）當 R并當作一個等效的串聯分阻，據串聯電路特點有 UPB/UAP=R并 /RAP，當 P移向 A時，R并↑，RAP↓，所以 UPB/UAP=R并 /RAP↑，又由 UPB+UAP=U（U一定）,所以當滑片 P移向 A時，UPB↑.

講評時，教師要引導學生通過對此分析，找出其中的優點和不足，使學生明白，盡管兩種分析思路得出結論相同，但第一種思路在論證 RAP減小幅度比 R并增加幅度大時，缺定量的闡述且較繁瑣；而第二種思路則根據有力，過程簡潔明了值得借鑒.通過這樣的分析，不僅使學生學會分析方法，而且開闊了眼界，更有助于能力提高.

2.4 實驗總結環節

學生完成實驗習題的書面作答，并總結反思自己在整個學習過程中的得與失.

因此，有計劃，有目的地增設實驗習題課，不失為提高學生實驗技能的有效途徑.

3 開展課外實驗活動

課外實驗活動題材廣泛，材料豐富，是一種激發學習興趣，發揮學生創造能力的有益活動.開展課外實驗活動，不僅可以完善、豐富、深化課內知識，而且有利于培養提高學生的實驗技能和實踐能力，增強思維的獨創性.其主要形式有：3.1 開展課外小實驗活動

課外小實驗是學生操作的天地.如在學習量筒、天平、彈簧測力計的知識后，可以組織學生進行自制天平、量筒、橡皮測力計等制作，并進行測量實驗，同時也可以引導他們利用身邊的廢棄材料進行各種實驗演示活動.如用可樂瓶和水演示自由落體運動和豎直上拋運動中的失重，超重現象，演示液體對容器側壁有壓力等.這樣既有利于學生手腦并用，發展自己實驗的技能，又能培養他們的創新精神，增強他們節約和環保的意識.

3.2 加強基本儀器使用的訓練

開放實驗室，并且把相關基本儀器的教學掛圖，結構原理圖以及操作規程張貼墻壁上，便于學生觀察和復習.鼓勵學生聯系生產、生活的實際設計小實驗，利用課外時間到實驗室并將基本儀器的演示實驗，驗證性實驗改進為探索性實驗進行實驗操作練習.使學生在有目的的練習中提高技能.如：學生在實驗課完成了“測液體的密度”測量.課后布置這樣思考題：如何測出不規則蠟塊的密度，要求學生設計出實驗方案，并自己動手實驗.通過這樣方式，不僅可以加強學生對實驗原理的理解，熟悉實驗方法，提高實驗操作的熟練程度，而且還可以使學生初步學會設計實驗的方法和思路.

4 總結

學生實驗技能的提高不是朝夕之事，它需要教學工作者從多方面對學生進行長期不懈的培養和有目的，有計劃的反復訓練.

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G633.7

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1673-260X（2014）09-0272-02