培养中学生实验基本技能途径的探究

2014-08-01王光辉

赤峰学院学报·自然科学版 2014年17期

关键词：课外仪器技能

王光辉

（太原师范学院物理系，山西太原 030012）

培养中学生实验基本技能途径的探究

王光辉

（太原师范学院物理系，山西太原 030012）

通过“加强实验课”、“增设实验习题课”、“开展课外小实验活动”三种途径对中学生基本实验技能的培养进行初步探究.

实验技能；途径；习题课；课外实验

中学物理实验是中学生今后从事科学实验的起点，学生实验技能的培养和提高是学生进行科学实验的关键.如何来培养中学生的基本实验技能呢？我们从下面几个方面进行探究.

1 加强实验课教学

实验课是培养和提高学生基本实验技能的重要环节.搞好实验课教学的各环节，既能帮助学生加深理解物理基本概念和基本知识，又能培养他们的基本实验技能和分析问题和解决实际问题的能力.

1.1 预习实验的指导

预习实验是学生实验前的知识和能力准备，准备的充分与否直接影响着实验的效果.预习实验前，教师应设计一些有关实验原理及技能方面的指导性思考题，目的是帮助学生明确实验的目的和要求，实验原理以及实验设计思想，并根据实验目的和原理选择实验器材，了解实验装置，实验方法和实验步骤.如：测液体密度的实验，需测量哪些物理量？选用什么实验器材？为什么实验中要取部分液体作为测量对象，而不是全部液体？怎样得到测量对象的质量和体积？怎样完成测量操作，怎样读取和记录测量数据等？最后，要求学生根据自己预习的情况对部分思考题进行书面作答，并且要求学生写出预习实验报告.

实践证明，完成好预习实验这一环节，不仅能使学生明确了实验的目的，加深学生对实验原理的理解，了解了实验方法，而且也初步培养了一些实验的技能和技巧，这为他们实验过程中实现手脑并用，提高了实验技能的培养，奠定了基础.

1.2 实验过程的指导

实验过程是学生，运用自己所学的基本知识，基本技能和基本方法去探索新知识，获取新技能的实践活动过程，也是对科学探索研究问题情境的亲身体验.学生的主要任务是根据实验要求，安装、调试仪器，操作控制实验条件，观察测量，取得必要的数据.可见，实验过程是培养和提高学生实验技能，养成科学实验态度的重要阶段.因此，应从以下三方面加以指导：

1.2.1 结合学生预习实验结果的检查，典型和普遍的问题进行指导

学生实验前，教师对学生预习实验报告进行检查，向学生提问实验的相关内容，启发学生思考作答.

对于那些操作难度大，使用不当且容易产生较大偏差的仪器、仪表的关键性操作，通过示范实验，规范操作，指导学生把握正确使用仪器的要领及实验成败的关键操作，从而为学生进行实验操作提供了保障.

实验过程中教师要启发学生如何用学得的理论知识去进行实验操作和分析实验中的问题，对学生实验操作进行检查.发现问题时，先让学生自己分析问题所在，提出改正方法，然后教师针对情况进行讲评.在讲评时，指导学生正确使用仪器和器材的技能和技巧，对于易犯错误的操作，要讲清楚犯错误的原因及不正确操作可能产生的后果.

1.2.2 指导学生要养成科学的操作习惯

实验前先检查、调试仪器、器材，调整零点，实验后要整理器材的良好习惯.为此，可在实验准备时，有意将一些仪器和器材调到非正常工作状态.实验时，教师一定要注意观察并提醒学生注意观察检查、调整自己所使用的仪器和器材，发现有问题的必须给予及时的纠正.经过这样多次的训练，促使学生在实验过程中多地动脑思考，动手操作实验仪器，逐步形成良好习惯.这种做法使每个学生在实验中经过自己的思索，总结实验.从而提高了他们的独立调节仪器，正确使用仪器的技能.实验结束时，别忘了提醒学生要将自己使用的器材整理好.

1.2.3 指导学生合理采集实验数据，正确记录实验结果

在使用有量度的仪器进行测量时，要求学生必须能够合理读取数据并记录.读数时，首先必须弄清所使用测量工具的分度值是多少，测量时是否需要估读；其次是对于估读的仪器怎样进行估读？这里分两种情况来分析：一是对于十分度的测量工具，如毫米刻度尺，我们在读数时要求估读到十分之一毫米位，即要估读到分度值的下一位；可对于非十分度的测量工具则需根据具体情况而定，比如中学实验电表，电表读数位由其量程和准确度来确定,量程和准确度又决定了精确度,同时也就确定了有效数字的最后一位即估读位的数位.中学实验电表的准确度一般是 2.5级,其准确度与量程相结合就确定了估读数字的误差范围，它要求估读时不能超过最大绝对误差的差值，其误差的最高位数是有效数字最后一位所在数位.对量程 0—0.6A,分度值为 0.02A的电流表，其绝对误差 Δx=0.6A×2.5%=0.015A.故该电流表读数的误差值最高位出现在百分位上，百分位以下估读无意义,因此应估读到百分位上即分度值 0.02A的二分之一所在位.再次，读数时，还必须注意视线与刻度的关系，如在用量筒测液体的体积时，读数时视线应与液面所对刻线相平，若液面是凹形面，则应与凹面相平，否则会造成读数的偏大或偏小.最后，必须把读出的数据连同单位如实地记录下来.

1.3 实验报告撰写指导

实验报告的撰写，是实验的重要环节，是实验过程的理论总结.教师要指导学生以科学的态度，实事求是的精神，如实记录实验数据，依据理论知识，处理实验数据，分析实验误差，得出实验结果，并完成实验思考问题的解答.

综上所述，做好实验的全过程，不仅可以使学生学会分析现象，处理数据的方法，而且可以培养他们实事求是的态度和科学作风，更重要的是提高了他们分析解决实际问题的能力.

2 增设实验习题课

实验习题课是在学生初步掌握基本概念和规律以及熟悉基本仪器使用规则和操作规程的基础上，针对学生学习和实验中经常出现的问题而设计的，旨在扫除知识障碍，提高基本实验技能的一种课型.现从四个环节来探讨：

2.1 学生习作环节

这一环节（在此之前总是要先把实验习题前一周印发给学生，并强调要认真预习）主要是学生使用仪器，连接电路或组装器材、根据要求改变实验条件，观察实验现象，读数并记录等.在此过程中，教师要注意检查学生实验习作情况和实验素养，还要做针对性指导.比如在“研究分压电路与限流降压电路”的实验习题课上.教师要注意检查学生的两种电路连接是否正确，特别是电流表，电压表是否能使用规则和要求接入电路，滑动变阻器在两种作用下接入电路的方式是否正确，以及学生在按实验要求，在不同条件下进行操作过程中有无问题存在等，若发现问题要及时指导纠正.要求学生必须严格按仪器使用规则和实验操作程序有目的地进行实验，认真观察实验现象，如实记录数据，从而保证实验结果的合理性.

2.2 学生分析讨论环节

这一环节是学生从现象上升为理论认识的必然过程，因此可以通过类比方法启发学生对现象及实验结果进行讨论分析，从而得出正确的结论.

2.3 教师讲评环节

这一环节主要是教师根据第一、二环节中出现的问题做点评式讲解，如“分压电路”如图中，当滑片 P滑向 A时，变阻器 R的 PB段两端电压 UPB的变化情况，学生思路大致可概括为两种：

（1）当滑片 P滑向 A时，RAP↓、R并↑（RBP与 RL并联等效电阻）,且RAP减小幅度大于 R并增加的幅度，因此，总电流 I1=U/（RAP+R并）↑（因为蓄电池的内阻很小，可忽略不计，故蓄电池路端电压 U可以是不变量）又 UPB=IR并，而 I↑，R并↑，所以 UPB↑.

（2）当 R并当作一个等效的串联分阻，据串联电路特点有 UPB/UAP=R并 /RAP，当 P移向 A时，R并↑，RAP↓，所以 UPB/UAP=R并 /RAP↑，又由 UPB+UAP=U（U一定）,所以当滑片 P移向 A时，UPB↑.

讲评时，教师要引导学生通过对此分析，找出其中的优点和不足，使学生明白，尽管两种分析思路得出结论相同，但第一种思路在论证 RAP减小幅度比 R并增加幅度大时，缺定量的阐述且较繁琐；而第二种思路则根据有力，过程简洁明了值得借鉴.通过这样的分析，不仅使学生学会分析方法，而且开阔了眼界，更有助于能力提高.

2.4 实验总结环节

学生完成实验习题的书面作答，并总结反思自己在整个学习过程中的得与失.

因此，有计划，有目的地增设实验习题课，不失为提高学生实验技能的有效途径.

3 开展课外实验活动

课外实验活动题材广泛，材料丰富，是一种激发学习兴趣，发挥学生创造能力的有益活动.开展课外实验活动，不仅可以完善、丰富、深化课内知识，而且有利于培养提高学生的实验技能和实践能力，增强思维的独创性.其主要形式有：3.1 开展课外小实验活动

课外小实验是学生操作的天地.如在学习量筒、天平、弹簧测力计的知识后，可以组织学生进行自制天平、量筒、橡皮测力计等制作，并进行测量实验，同时也可以引导他们利用身边的废弃材料进行各种实验演示活动.如用可乐瓶和水演示自由落体运动和竖直上抛运动中的失重，超重现象，演示液体对容器侧壁有压力等.这样既有利于学生手脑并用，发展自己实验的技能，又能培养他们的创新精神，增强他们节约和环保的意识.

3.2 加强基本仪器使用的训练

开放实验室，并且把相关基本仪器的教学挂图，结构原理图以及操作规程张贴墙壁上，便于学生观察和复习.鼓励学生联系生产、生活的实际设计小实验，利用课外时间到实验室并将基本仪器的演示实验，验证性实验改进为探索性实验进行实验操作练习.使学生在有目的的练习中提高技能.如：学生在实验课完成了“测液体的密度”测量.课后布置这样思考题：如何测出不规则蜡块的密度，要求学生设计出实验方案，并自己动手实验.通过这样方式，不仅可以加强学生对实验原理的理解，熟悉实验方法，提高实验操作的熟练程度，而且还可以使学生初步学会设计实验的方法和思路.