(山東省威海臨港經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)苘山中學264416)
淺談如何培養(yǎng)學生的實驗能力
陳永威(山東省威海臨港經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)苘山中學264416)
實驗是研究物理最根本的方法。要想學好物理,實驗起著不可替代的作用,所以物理教學中,教師要充分利用演示實驗和學生分組實驗,培養(yǎng)學生的實驗能力。學生有了較強的實驗能力,不僅能學好物理,提高學習成績,還能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。因為學生有了驗證自己創(chuàng)意的實驗能力,創(chuàng)新才不是空想。
從當前的中學物理教學的現(xiàn)狀來看,實驗是物理教學的一個薄弱環(huán)節(jié)。有些學校條件較差,沒有足夠的實驗場地、實驗儀器;更多的學校因為受傳統(tǒng)應試教育思想的影響,教師覺得做實驗浪費時間,不利于提高學生的學習成績。這些現(xiàn)象導致學生的實驗能力沒有得到相應的訓練。隨著素質(zhì)教育的逐步深入,學生實驗能力的培養(yǎng),必定受到更多的重視。那么,在新課程的背景下,如何培養(yǎng)學生的實驗能力呢?
物理學中有很多基本的測量儀器,如力學中的各種刻度尺、秒表、天平、測力計、量筒;電學中的電流表、電壓表等等。了解和學會這些測量儀器是學生學習物理的重要內(nèi)容,也是學生融入社會生活必備的技能。這些測量儀器在使用上有很多的共性,抓住這些共性,就能使學生對各種儀器的掌握事半功倍。
每種測量儀器都有一定的量程和分度值。使用前必須根據(jù)被測對象的實際情況和測量精確度的要求選擇量程和分度值合適的測量儀器,這樣既能保證在不損害儀器的前提下順利地完成測量,還能減小測量誤差。比如要測量一幢高樓的高度,選用量程為20厘米的刻度尺,就很難完成;為安裝玻璃測量窗戶的寬度,選用分度值為1厘米的刻度尺,就無法保證測量的準確性。
很多測量儀器使用前要調(diào)零,比如天平、彈簧測力計、電壓表、電流表等,如果不調(diào)零讀出的數(shù)據(jù)就不準確。不僅要讓學生認識調(diào)零的重要性,還要學會調(diào)零的方法。
會正確讀數(shù),尤其注意視線的位置。比如,使用量筒時,視線應與量筒內(nèi)液面保持相平。若仰視,會使讀出結(jié)果偏小;若俯視,會使讀出的結(jié)果偏大。使用刻度尺、電壓表、電流表時,視線應與刻度盤垂直,否則讀出的結(jié)果也會偏大或偏小,還應讀出單位。同一個數(shù)字,加上不同的單位,代表的大小會相差巨大。若不注意單位,就會造成巨大的錯誤和損失,真可謂“差之毫厘,謬以千里”。
培養(yǎng)學生正確使用、調(diào)整和安裝儀器的技能。比如,往量筒中加入適量的水,有的學生一下子加多了,向外倒出,又少了,常常如此重復好幾次。加水時,應注意先快后慢的原則。剛開始水倒入的可以快一點,要到預設值時要慢一點加水,甚至可以一滴一滴的加。又如,有的學生只會連接串聯(lián)電路,不會連接并聯(lián)電路,原因是連線時沒有分清干路和支路,不知道應找準電流的分合點后,依次將各支路接入。有的學生往接線柱上接導線時,越擰越松,最后導線掉下來了,原因是把導線逆時針纏在了接線柱上。正確做法是將導線順時針纏在接線柱上。要讓學生掌握這些技巧,剛開始,教師要詳細做好講解和示范,學生模仿,邊看邊做,最終學生可以做到獨立安裝、使用、調(diào)整各種儀器。
培養(yǎng)學生記錄實驗數(shù)據(jù),并能分析、論證,從而歸納出正確結(jié)論的能力。不少物理實驗比較復雜,步驟很多,要求學生能準確詳細記錄每一步的數(shù)據(jù),并具備一定的數(shù)據(jù)分析、處理能力。要求學生讀取數(shù)據(jù)和記錄時,必須實事求是、及時、完整,單位要正確。要重視實驗數(shù)據(jù)記錄表格的設計,記錄表格可以使實驗數(shù)據(jù)的記錄更有條理,便于比較。表格設計要有利于數(shù)據(jù)分析,能記錄直接測出的物理量,填寫需要計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。做完實驗后,應指導學生對實驗結(jié)果進行適當?shù)姆治鲇懻?,比如,實驗中哪些步驟會導致誤差變大?實驗方案的設計有什么不足之處?有沒有更好的方案?通過討論,可加強學生的思維能力,有效地鞏固知識,使技能得以熟練。
教師要培養(yǎng)學生養(yǎng)成正確、良好的實驗習慣,包括愛護實驗儀器,遵守安全操作規(guī)程,實驗結(jié)束要整理儀器,保持實驗室的安靜整潔等等。比如,連接電路時,一定要斷開開關(guān),不能帶電操作。電學實驗結(jié)束,要切斷電源。砝碼用完后要放回砝碼盒中。
演示實驗具有形象直觀、生動有趣的特點。對于一些物理規(guī)律,枯燥的講解引不起學生的興趣,而有趣直觀的演示實驗,卻能在學生腦海中留下深深的印記,正所謂“百聞不如一見”。很多學生反映物理抽象、難懂,正是因為他們頭腦中缺乏對物理現(xiàn)象的感性認識,而這些感性經(jīng)驗恰恰是物理思維的基礎(chǔ)。因此,教師要盡一切可能,在課堂上向?qū)W生展現(xiàn)豐富多彩的物理現(xiàn)象和活生生的物理情景。教師的演示實驗要求準備充分、操作規(guī)范、尊重事實,展現(xiàn)出“物理學家的風采”。
要提升學生分組實驗的效果。要做好小組的分工,確保每個人都能進入角色,杜絕“看熱鬧”“旁觀者”現(xiàn)象。要倡導小組合作,培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。教師要做好指導、評價、鼓勵的工作,想辦法激發(fā)學生的積極性,使學生能主動地參與教學。
課本中雖然將實驗分為演示實驗和學生分組實驗,但在教學過程中,教師可以根據(jù)實際條件和需要將演示實驗改為學生分組實驗。對于學生獨立完成有困難的實驗,可以采用教師先講解、演示,學生再實際操作的模式。學生分組實驗可以更好地激發(fā)學生的興趣,更多地增加學生動手的機會,也更利于學生對知識的深入理解和加深記憶,還能鍛煉學生的協(xié)作意識和團隊精神。比如“阿基米德原理”的教學,“電路的串聯(lián)與并聯(lián)”一節(jié)都可以安排學生分組實驗,既不會占用多少課堂時間,又能取得良好的學習效果。
探究實驗比較復雜,學生做起來難度大,因為課本上沒有現(xiàn)成的實驗步驟和方案,也沒有現(xiàn)成的結(jié)論,但探究實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力最有效的途徑。通過設計實驗方案,學生可能靈光一現(xiàn),想出不少新奇的點子。通過自己實驗、分析、論證得出正確結(jié)論,學生會體驗到巨大的成就感和幸福感。這些可能成為學生將來不斷探索、不斷進步的原動力。只有多做探究性實驗,學生才可能擺脫簡單的模仿、照搬,成為有著獨特見解、獨立意識的創(chuàng)新型人才。
(責編 趙建榮)