物理是以实验为基础的学科,不论是将来从事科学研究,还是各级各类的考试,实验都是其重要的组成部分。近年来物理学科高考中的实验题不仅考查实验原理、实验操作中的步骤、实验仪器的使用、数据处理等最基础的实验能力,而且还侧重于考查学生对实验原理的理解、实验方法的灵活运用等更高层次的能力,教师在教学中如何提高学生的实验能力,适应高考改革的形势呢?根据教学实践和研究,现提出一些在教学中的参考意见,供同仁们参考。
一、重视实验教学的每一个环节
实验的重要性不言而喻,很多规律、定理的建立都与实验密不可分。所以,重视实验,就是要从实验教学开始。在实验教学中,应从以下五个要素入手。
1.明确实验目的和实验原理。
为什么要重视一个实验的目的和原理?首先得回答为什么要做实验?首先实验是我们日常生活、工作的一个重要组成部分,每时每刻都离不开它,所以我们得重视和尊重实验;其次,真理来源于实践(实验),“实践出真知”、“实践是检验真理的唯一标准”等就是很好的例证,说明实验是使我们从未知到已知、从愚昧到文明的必经之路;再者,在宇宙中有很多已经是我们知道的,那么它们之间有没有联系呢?以及还有更多的是我们还不知道的,有待去探索和研究……,这一切除了理论的推理以外,更重要的是依赖于实验去验证。明确实验目的和实验原理本质上就是要知道我们要做什么,怎么做?可是在实际教学中很多老师往往只注重应试,而忽略了它的重要性。一做实验就急于按操作步骤完成实验,得出预定中的结论,而不注重引导学生亲自体验实验设计的探索过程,至使在考设计性、探究性的实验时,大多数学生根本就不知道该怎么做。事实上由于在纷繁复杂的宇宙物质世界中,我们可以提出很多问题,但要提出有意义,以及能够实施和解决的问题就很困难。而明确实验目的和实验原理就是引领学生提出和解决问题的一个重要环节。更重要的是如果学生一旦养成了这种习惯,他就失去了提出问题和解决问题的能力,只会一味地模仿别人,没有创新,这对一个民族的教育是很可怕的。统观中学教材中的实验,实验原理大多都是根据某一概念或规律来设计的,我想在教学中不妨可以根据生活中观察到的一些现象或其它学科的相关知识的建构思想放到物理实验中来,可能会得到意想不到的效果。
2.设计实验装置图或电路(光路)图。
实验装置或光电路图的设计是成功地完成一个实验的重要组成部分,设计的好坏不仅直接关系到成本的高低、操作的方便程度、实验环境条件,而且会影响测量结果的精确程度甚至得到错误的结论。例如:在研究匀变速直线运动规律时,用打点计时器和用光电门计时器,以及在平板上还是在气垫导轨上做,其仪器成本是不同的,而得到数据的准确程度也不同。在电路设计时,采用限流电路还是采用分压电路也得根据实际测量的电学量来选择。
3.明确实验步骤及注意事项。
实验步骤是完成实验的具体过程,该过程的顺序、规范和完成质量的好坏直接关系到测量结果的正误,甚至是对仪器的损坏或者影响人身安全。所以在做实验之前应重点强调。例如:在研究“平抛运动”的实验中,应强调“装置调水平”、“Y轴处于铅垂”、“斜槽末端水平”、“小球从同一位置静止释放”;在“验证机械能守恒定律”时,要求“先接通电源,再释放纸带且让第一、二两点间的距离接近2mm”等。
4.学会数据的采集、分析和处理。
做实验之前务必要搞清楚要测量那些量?用什么仪器仪表去测?怎样测?怎样计数和记录?怎样分析和处理?当然还包括仪器仪表的选择、计数、绘制数据表格、会选择恰当的坐标系作图。
源电动势和内阻”时,首先,由于要用图象法处理数据,所以采集的数据不能太少(教材要求12组数据);其次,要注意该实验获得的U—I图线和“测定小灯泡的伏安特性”曲线的差异;另外,由于获得的数据在纵轴U上比较密集,所以在作图时,U轴的始点不要从OV开始。5.学会归纳实验的结论和误差分析。以上四部完成以后,就是要对所研究的问题下一个结论,这个过程不仅让学生弄清楚实验结果与实验原理中的理论公式是否相吻合,而且还可以培养学生的归纳总结能力。最后要对实验结果进行误差分析。[1] [2] 下一页
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