初中物理学生实验技能的培养
2019-02-15张生芳
摘 要:实验是物理教学的基本方法,也是物理教学的重要实践手段。物理学是以实验实践活动为基础的课程,课程中所有的物理概念、定律和应用,都是在实验平台上搭建构成的。
关键词:初中物理;实验技能;培养;方法与途径
课程改革的全面推进要求必须培养学生的实验技能,通过实验操作培养学生严谨的科学态度。物理课堂教学的基本手段是实验,通过实验为学生学习提供感性材料,在实践中验证定律,强化学生的知识理解与和记忆,驱使学生的求知欲望,提升探索创新能力。
一、 培养学生实验技能的方法
(一) 培养学生使用基本仪器的技能
做好物理实验的基础是准确掌握基本仪器的使用。物理教学中常用基本仪器包括刻度尺、量筒、计时器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱等。物理课程标准要求学生“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数”。这就需要学生熟悉实验仪器的原理和用途,准确掌握仪器的量程,使用方法与规则,才能读数正确。
抓住基本测量仪器的共性给学生介绍基本仪器的使用。如:①基本测量仪器均有相应量程。熟悉仪器的量程是学生使用各种基本仪器的前提,根据实验对象选用合适量程的仪器,避免选用量程不当造成实验数据有误。②为了保证测量数据的准确性,通常须在使用测量仪器前调节或校正零点。③多量程仪表更要注意认清分度值,否则就不可能正确读数。如:安培表、伏特表等是常用双量程。④正确读数。学会正确读数,能估算有效数字。如读数刻度尺时视线要垂直于尺而且正对所读刻度处,估读要正确;读数安培表和伏特表时,视线正对指针且与刻度盘垂直,四舍五入估计出读数。
(二) 培养学生正确操作实验过程的技能
(1)培养学生一定的实验技能。让学生掌握实验的一般原理,会用科学的方法进行实验设计。要求学生明确实验的目的和原理根据,能根据实验的原理恰当进行设计实验,明确实验所用的定律公式,准确设计实验电路图及实验方法。能根据实验前的已知量和被测量选择合适的仪器,根据实验条件设计实验步骤,提前设计好实验记录单。实验技能的培养先由教师示范,再让学生模仿学习。
(2)培养学生掌握基本的实验方法。比如:掌握“控制变量法”的思维及应用,在研究“电阻定律”时运用的就是这种方法:温度一定时,导体的电阻大小与其长短、粗细、材料都有关系,在研究导体的电阻大小与长度的关系时应选择符合什么条件的器材;同理,探究是否与粗细有关、与材料有关分别应选择符合什么条件的器材等,这是学生正确操作实验过程的基础。
(3)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。a. 实验数据后要有正确的单位记录,没有单位的数据在物理学上是没有意义的;b. 读数时有效数字的位数要准确,估计值只能有一位;c. 会对实验记录进行正确的计算和分析,得出正确的实验结论。
(4)学会正确安装仪器。如在电学实验中连接实验电路,能依照电路图准确连线。连线时正确区分电路的主路和支路,从电源端始沿主路有序進行,再连线支路。成功连接电路后必须检查,确认无误后再通电实验。仪器的正确安装由教师示范再让学生模仿,在此过程中教师讲述方法与注意事项,最终学生学会独立安装和调整。
(5)让学生了解误差,学会对误差的计算和分析。实验结束后要指导学生分析实验误差原因,明确实验误差是系统误差还是偶然误差。仪器本身的缺陷和实验装置不完善容易引起系统误差,如风的吹动使天平产生误差,电表使用前未调零等。校准仪器和改进实验方法是减少系统误差的有效手段。实验方法改进可改变仪器的位置或仪器的顺序,如将物体分别放在天平左右盘上称量等。多次重复测量取算术平均值减少偶然误差。由此可见,发现误差的存在和来源是减少误差的前提和必须,其次是重视减少误差方法的选用。
(6)会写实验报告。实验报告是学生操作实验时的体会和实验后的总结。能根据原始记录写出符合要求的实验报告,内容主要包括实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。
(7)良好实验习惯的养成。爱护仪器,遵守安全操作规则和尊重实验事实等是基本的实验习惯。如结束电学实验时,实验仪器应调到最安全状态后再切断电源,拆除实验连接线并整理好仪器。教师应时刻强化学生的良好实验习惯教育,避免仪器损坏和实验事故发生。
二、 培养学生实验技能的途径
(一) 学生实验技能培养的基本途径是实验教学
优质而高效的实验课既帮助学生巩固课堂知识,又教会学生一定的实验技能,是提升学生课堂参与度的有效手段,是训练提高实验实践能力的基本途径。实验分演示实验和分组实验。演示实验教师教会了学生正确的实验方法,是教师使用仪器进行实验操作示范。根据教学实际尽可能将演示实验改为分组实验。如实验中仪器正确使用、实验步骤的准确安排、实验的操作、实验数据的读取和记录、实验现象的分析和结果的推理,以及正确结论的得出和产生误差的分析等。学生在大量演示实验的耳闻目睹中,实验技能得到潜移默化的熏陶和培养。开始实验时教师要先明确学生实验的目的与方法,特别要强调实验的注意事项。教师台上示范实验时学生在台下跟做。演示实验对起始年级的学生是合适且有效的,教师的步步指导培养起学生良好的实验修养。
(二) 开辟第二课堂
让学生理论联系实际,在生活实践中主动尝试实验探究。比如结合青少年科技创新活动,鼓励学生积极开展科技创新实践,深化课堂知识中完善和丰富了学生实验实践应用能力,学生的创造性思维得以有效发展,实验技能在学生的生活中得到最佳培养。学生在课外实验中必须要引导适当,在参与中提升学生对实验的兴趣和激情。学生的课外实验重要的是从自己的操作实践中观察运用,在总结经验教训中不断改进实验,让学生获得成就感,发挥学生的创造性,增加学生学习的乐趣,强化实验课堂教学课内与课外的有机融合。
总之,培养学生实验技能是长期示范、指导和引导的结合,要使学生物理实验技能得到培养和提升,物理教师要充分引导学生学会学习、学会探究,不断提高教育教学的质量,努力达到物理新课程改革的要求。
参考文献:
[1]阎金铎,田世昆.中学物理教学概论[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]王逢贤.学与教的原理[M].北京:高等教育出版社,2000.
作者简介:
张生芳,甘肃省白银市,甘肃省靖远县第八中学。