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刊名: 基础教育课程
主办: 教育部基础教育课程教材发展中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-6715
CN: 11-5187/G
邮发代号: 80-447
投稿邮箱:jcjykczz@163.com

历史沿革:
现用刊名:基础教育课程
曾用刊名:中小学图书情报世界
创刊时间:1993

论中学物理实验技能培养的方法

【作者】 闫 琦

【机构】 贵州省威宁县第三中学

【摘要】
【关键词】
【正文】  一、培养学生使用基本仪器的技能
  当前中学物理的实验仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。要想做好物理实验,首先就要对实验仪器非常熟悉,掌握它的使用方法。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,以达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共同特性来加以指导:
  1.观察“量程”。各种实验测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种实验仪器前,首先要弄清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而可能损坏仪器。尤其是刻度尺,它是中学物理接触的第一个测量工具,学会正确使用刻度尺是使用好其它测量工具的基础。
  2.学会校“零”。使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点,否则测出的数据就不准确。如:对电流表、电压表、弹簧测力计等应学会调整零点,对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器,还要学会零误差修正,让学生懂得零点是相对的,零误差的修正在生产上有普遍意义。因此,必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
  3.正确读数。读数,最关键是会读出仪器的最小刻度值,最小刻度值不仅仅明确数值的精确程度,还可以从最小刻度之间估计出一位有效数字。能准确、快速的读出数值和单位。同时,要学会正确读数的姿势。如:从量筒上读数时,眼睛视线应与液面保持相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处,凸液面读凸处;电流表、电压表、弹簧测力计读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估计读数四舍五入等。
  4.使用正确。根据仪器的构造原理,掌握它的使用方法和使用规则。如:天平是根据杆杠的平衡条件制成的,因此,使用前和秤量时都要做到横梁平衡,同时必须严格保护刀口,要让学生理解保护刀口的重要性,从而自觉遵守使用方法和规则;温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量物体的温度时,温度计不能离开被测物体,玻璃泡要与被测物体紧密接触,而且要在温度计内液柱稳定后方可读数。显然,培养学生使用基本仪器的技能,应从理解和操作着手,理论与实际相结合。这样既有利于巩固基础知识,又能帮助学生理解为什么这样使用仪器;只有理解了仪器原理,使用起来才会更加自觉和主动。
  二、培养学生进行实验过程必须掌握的技能
  1.培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能
  首先,可根据科学探究的七要素即:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。其次,培养学生正确调整和安装仪器,正确连接电路的技能。正确的实验,首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。
  2.培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力
  这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求:能记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。行数据处理、运算,对实验结论进行分析。在整理数据时,如发现有不合理的数据,应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论,如:讨论数据说明什么?与理论计算有何偏差?实验过程为何这样设计?实验结果的物理意义(结论)是什么?对一些成绩优良的学生,还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生,许多深一层次的问题都可以在这里分析研究,从而加强了对学生思维能力的培养,有效地巩固知识,技能更加熟练。
  3.要使学生了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析
  实验后,要求各组学生进行交流,指导学生分析实验结果存在差异的原因,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷,实验原理、装置不完善而引起的,如:刻度尺的刻度不均;桌面的水平度使天平产生误差;电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法。改进实验的方法,可改变仪器的位置或仪器的布置,撤换某件仪器,改变所选取的某个参数,改变实验方法乃至改换实验操作人员等。
  4.会写一般的实验报告
  实验报告的书写既延伸了实验课的教学,使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透,又是提高学生动手技能的有效渠道。因此,学生在实验结束后,应根据原始记录和实验时的体会,写出实验报告。
  5.养成良好的实验习惯,包括爱护仪器,遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等
  如:使用天平时,要用镊子夹砝码,不要将有腐蚀性、潮湿的物品直接放在天平盘中;做电学实验结束时,应将仪器调到最安全的状态再切断电源,然后拆除连接线,整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育,以免损坏仪器及发生实验事故等。同时也是一个养成教育的好机会。