淺談數(shù)字化實驗教學(xué)

畢聯(lián)忠

（秦皇島市海港區(qū)教師進修學(xué)校，河北 秦皇島066000）

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，許多科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造都源于實驗。作為一名物理教師，我們在教授物理知識的同時，如何能巧妙地設(shè)置導(dǎo)入實驗，有效地改進演示實驗，如何讓創(chuàng)新在實驗教學(xué)中出彩，是初中物理教師正在探索的課題。

1 巧設(shè)導(dǎo)入實驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

導(dǎo)入實驗?zāi)軌驗閷W(xué)生呈現(xiàn)一個個生動形象、令人驚奇的物理現(xiàn)象，它能喚醒初中生強烈的好奇心和求知欲。教師在物理教學(xué)中，如果能打造出一個有效、精確、完美、充滿驚奇的導(dǎo)入實驗，就能夠把學(xué)生的注意力吸引到課堂上來，引發(fā)他們的直覺興趣，為后面的學(xué)習(xí)營造良好的氛圍。例如，在引入“流體壓強與流速關(guān)系”時，我用一根洗衣機廢舊排水管，將一些彩色碎紙屑放在桌上，一手拿管，使口對著紙屑，另一只手握住管中間甩動，使管在水平面做圓周運動，紙屑會被吸走。如此有趣的導(dǎo)入實驗，不僅引發(fā)了學(xué)生的濃厚興趣，而且通過直觀的實驗現(xiàn)象更容易使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題?？梢姡處煂⑹谡n內(nèi)容和實驗巧妙地結(jié)合起來，創(chuàng)設(shè)新奇有趣的誘發(fā)情境，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愿望，使學(xué)生順利進入新授課的學(xué)習(xí)。

2 設(shè)計學(xué)生實驗，優(yōu)化實驗教學(xué)

學(xué)生實驗的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、邏輯思維能力，因此，在實驗教學(xué)中，重視學(xué)生的主體角色尤為重要。千篇一律的教師做、學(xué)生看的做法很容易使學(xué)生對物理實驗失去興趣，特別是對“照本宣科”的實驗失去新鮮感，從而影響物理實驗教學(xué)的效果。因此，教師要善于思考，勇于實踐，對實驗教學(xué)進行創(chuàng)新。針對我校物理實驗器材的配備條件，在力所能及的條件下，我將某些驗證性實驗改為探究性實驗，將課堂演示實驗改為學(xué)生實驗，讓學(xué)生對實驗獲得更加清晰的印象，使他們既學(xué)到了物理知識，又培養(yǎng)了實驗?zāi)芰?，提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

3 重視課外實驗，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)

初中物理教材的許多單元后都附有一些“小實驗、小制作”,教師應(yīng)要求、幫助學(xué)生通過這些小制作，去消化、吸收所學(xué)的知識和方法，做到學(xué)以致用，從而真正使學(xué)生把死的知識變成活的應(yīng)用，在學(xué)習(xí)中應(yīng)用，在應(yīng)用中學(xué)習(xí)。但在當(dāng)前的升學(xué)競爭壓力下，物理課外小實驗真正開展的卻很少。新標(biāo)準(zhǔn)對課外實驗十分重視，八年級物理教材有課外實驗約28個，課外實驗作為學(xué)生的一項拓展作業(yè)，作為物理教師，應(yīng)引起足夠的重視。例如，在學(xué)過彈簧測力計的內(nèi)容后，指導(dǎo)學(xué)生“制作橡皮筋測力計”的課外實驗；在學(xué)過電磁鐵后，指導(dǎo)學(xué)生做“用電流使鐵釘磁化”“自制電鈴”的課外實驗；在學(xué)習(xí)了聲音的性質(zhì)以后，指導(dǎo)學(xué)生“自制小樂器”；在學(xué)習(xí)了凸透鏡成像特點后，指導(dǎo)學(xué)生“自制照相機”等，以深化和鞏固知識，同時鍛煉學(xué)生的動手實踐能力。

4 物理教師要重視學(xué)生實驗技能培養(yǎng)的方法

4.1 培養(yǎng)學(xué)生使用基本儀器的技能

掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基矗基本儀器主要有：刻度尺、量筒、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。物理大綱要求“學(xué)會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)。”要讓學(xué)生了解這些儀器的構(gòu)造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則，以達到熟練地、正確地讀數(shù)，在介紹這些基本儀器使用方法時，應(yīng)抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導(dǎo)。

4.2 培養(yǎng)學(xué)生進行實驗過程必須掌握的技能

4.2.1 培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的一般原理、進行實驗設(shè)計和實驗方法的技能

首先要求學(xué)生明確各個實驗的目的、原理或理論根據(jù)，根據(jù)實驗的原理、要求對實驗進行設(shè)計，包括用什么物理定律、公式，電學(xué)實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設(shè)計好實驗步驟，畫好記錄表格等。其次，培養(yǎng)學(xué)生正確調(diào)整和安裝儀器，正確連接電路的技能。正確的實驗，首先是安裝、調(diào)整好儀器或正確連接電路。如力學(xué)實驗中的支架滑輪的安裝、牽引線的走向、斜面的架設(shè)等，有時要對一些儀器做機械調(diào)整或電氣調(diào)整，電氣調(diào)整如：使用氣墊導(dǎo)軌前必須先調(diào)水平位置；在電學(xué)實驗中，依照電路圖連接線路，連線時，應(yīng)將電路分為主回路和支路，從電源一端開始沿主回路按順序進行，其次為支路；主回路中必須有開關(guān)（先斷開）；導(dǎo)線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導(dǎo)線時，應(yīng)按順時針方向?qū)?dǎo)線纏上。電路連接后，必須復(fù)查，確認(rèn)正確后方能通電。這種技能的培養(yǎng)，從初中開始應(yīng)先有示范，讓學(xué)生模仿學(xué)習(xí)，然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項，由學(xué)生獨立去安裝、調(diào)整。

4.2.2 培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實驗數(shù)據(jù)，并能進行運算和分析，以得出正確結(jié)論的能力

這是實驗?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。要培養(yǎng)學(xué)生這方面的技能，要求學(xué)生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù)，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如：溫度測量、電學(xué)測量。要按實驗先后順序?qū)⑿枰獪y定的各量測出，并記錄下來。讀取數(shù)據(jù)和記錄必須注意：（1）讀數(shù)要及時，并馬上記錄；（2）要記錄完整數(shù)據(jù)，按有效數(shù)字的方式記錄；（3）數(shù)據(jù)的單位要正確。一般要求學(xué)生實驗前列出表格，表格設(shè)計要求：能記錄直接測出的各物理量，能記錄各次測出的量，能填寫計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。

4.2.3 要使學(xué)生了解誤差概念，并學(xué)會初步的誤差計算和分析

實驗后，要指導(dǎo)學(xué)生分析實驗誤差的原因，說明實驗的誤差主要有系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差主要是由于儀器本身的缺陷，實驗原理、裝置不完善而引起的，如：螺旋測微器零點不準(zhǔn)；風(fēng)的吹動使天平產(chǎn)生誤差；電表指針不對準(zhǔn)零刻度等。減少系統(tǒng)誤差的方法是校準(zhǔn)儀器，或是改進實驗方法。改進實驗的方法，可改變儀器的位置或儀器的布置，撤換某件儀器，改變所選取的某個參數(shù)，改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上，分別稱衡，可以發(fā)現(xiàn)天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值，可以發(fā)現(xiàn)周期與擺角有關(guān)。偶然誤差是在實驗條件不變的情況下，對某一物理量進行多次重復(fù)測量時，由于各種偶然因素產(chǎn)生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復(fù)測量取算術(shù)平均值，以其平均值為最終的結(jié)果。測量次數(shù)取多少，要根據(jù)偶然誤差對被測量影響的大小來確定。如：測量值的有效數(shù)值較小時或測量值變動較大時等，應(yīng)當(dāng)多測量幾次。

總之，物理教學(xué)不但要傳授知識，更重要的是要體驗科學(xué)探究的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)的思想方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。作為物理教師，應(yīng)解放思想，大膽嘗試，積極探索創(chuàng)新，使學(xué)生在物理課中，感受到實驗的魅力，體驗到學(xué)習(xí)的樂趣和物理課的精彩。

［1］張芳.初中物理創(chuàng)新思維培養(yǎng)探微[J].中學(xué)理科,2008（07）.

［2］鄧春燕.淺談物理創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[J].南方論刊,2005（07）.