對物理實驗教學的幾點建議

張曉山

物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學。物理實驗作為物理教學的重要內(nèi)容,不僅能夠為學生提供具體的感性材料,以及通過事實驗證揭示物理規(guī)律,而且能夠使學生親身經(jīng)歷和體驗科學探究的過程和思維方法,提高創(chuàng)造性思維能力。因此,物理實驗的不可替代性越來越受到廣大教師的高度認同,也得到了新課改的充分肯定。下面結(jié)合教學中存在的問題,談幾點粗淺的認識。

一、自主學習,明確實驗的目的和要求

在實施新課程的過程中,有不少教師對實驗教學仍然沿用原來的做法。例如,為了節(jié)省時間,對于實驗原理,實驗方案、器材選擇、實驗步驟、注意事項等,都采取老師先講授一遍的方式。學生在似懂非懂的情況下,被動的分組做實驗。結(jié)果,實驗往往未能完成,就可能草草收場,致使學生缺乏充分的體驗過程,缺乏質(zhì)疑和討論的機會,只能被老師牽著鼻子走,被動接受,機械操作。為此,為了更好的體現(xiàn)新課程的要求,建議實驗前,應(yīng)該讓學生自主學習實驗的內(nèi)容,明確實驗的目的,理解實驗原理和方法,了解儀器的選擇和使用,知道控制實驗條件和排除實驗故障,以及熟悉分析處理實驗數(shù)據(jù)和寫出實驗報告要求等。這樣做,不僅有利于學生對實驗理論的系統(tǒng)掌握,而且使學生養(yǎng)成主動學習和思考的習慣:每次實驗前,知道應(yīng)該做什么?怎么做?為什么這么做?存在什么問題?怎樣改進?從而使學生對實驗的目的、要求和步驟,做到心中有數(shù)。

例如,利用多用電表測量二極管的反向電阻。需要完成下列測量步驟:

(1)檢查多用電表的機械零點。

(2)將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔,將選擇開關(guān)撥至電阻測量擋適當?shù)牧砍烫帯?/p>

(3)將紅、黑表筆短接,進行歐姆調(diào)零。

(4)測反向電阻時,將黑表筆接二極管正極,將紅表筆接二極管負極,讀出電表示數(shù)。

(5)為了得到準確的測量結(jié)果,應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤中央;否則,在可能的條件下,應(yīng)重新選擇量程,并重復步驟(3)、(4)。

(6)測量完成后,將選擇開關(guān)撥向Off位置或交流電壓最高檔。

如果讓學生通過自主學習,知道實驗步驟,理解歐姆表正(紅)表筆接電池的負極,負(黑)表筆接電池的正極,以及二極管的“單向?qū)щ娦浴?就可以在實驗過程中順利完成。

二、嚴格要求,提高實驗操作能力

學生動手實驗的過程是實驗最重要的環(huán)節(jié),不僅要求學生人人動手,積極動腦,而且要對學生嚴格要求,使其養(yǎng)成良好的實驗習慣,切實提高實驗操作能力。一定要讓學生明白,動手能力只有在實驗過程親身經(jīng)歷和體驗才能提高,良好的實驗習慣只有在嚴格要求下才能逐步養(yǎng)成。為此,建議教師要引導學生:一是要特別重視掌握物理實驗中一些基本儀器的使用規(guī)則和操作要求,二是要在實驗過程中真正動手完成實驗,不能以作題代替實驗,三是要積極思考能否用其他方法或者實驗裝置完成同一實驗或類似實驗,逐步養(yǎng)成多角度思考問題的習慣。例如,游標卡尺、螺旋測微器、歐姆表、電流表和電壓表的正確使用,以及利用它們進行實驗數(shù)據(jù)測量,原理雖然很簡單,但學生卻屢屢出錯。究其原因,就是平時實驗過程學生缺乏動手實踐的機會,缺乏嚴格的正確使用和訓練要求,沒有牢記在心,養(yǎng)成習慣。

實踐證明,學生只有在理解實驗原理的基礎(chǔ)上帶著問題、帶著探究的心態(tài)去做實驗,包括熟悉實驗裝置和實驗器材,在實踐中進一步理解和體會實驗的基本思想,檢查自己對實驗基本思想理解的正確程度,對實驗的方法、使用的儀器等及時做出評價調(diào)整,特別是能夠發(fā)現(xiàn)問題,及時改正,才能有效的提高實驗動手能力。

例如,用多用電表檢測判斷電路的故障,學生往往不知如何下手。怎么辦?教師可引導學生從兩方面思考問題:一是多用電表的電壓擋、電流擋和歐姆擋是如何判斷電路故障的?二是用多用電表判斷電路故障的基本方法是什么。學生明確了這兩個問題,就不難掌握:①在電路接通電源時,為了防止燒壞電表,不允許用歐姆檔。只能用電壓擋檢測,而且用電壓擋檢測可以不斷開電路。用電壓檔檢測時,當檢測到連接導線的兩點間有電壓,說明該段電路斷路。當檢測到連接導線的兩點間電壓為零,說明該段電路連接良好。②在電路未接通電源時,電路各處均無電壓,只能用歐姆擋檢測。當檢測到連接導線的兩點間有電阻,說明該段電路斷路。當檢測到連接導線的兩點間電阻為零,說明該段電路連接良好。

又如,電學實驗中對照實驗原理圖,畫出實驗線路連接圖,學生往往不能有序的進行(如從電源正極出發(fā),按照主線路、支線路,依次將儀器連接)。究其原因,仍然是在電學實驗中,缺乏嚴格要求,學生沒有養(yǎng)成這樣的習慣:首先對照原理圖正確連接儀器,然后按照儀器連接順序,檢查無誤后,再閉合電源開關(guān)進行實驗。

三、大膽放手,提高實驗創(chuàng)新能力

每年的高考實驗試題,學生最怕“不拘泥于大綱”的生題。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,關(guān)鍵在于學生平時的實驗學習缺少屬于自己的學習體驗,缺乏動手實踐經(jīng)驗,缺乏創(chuàng)新意識和遷移能力。這不能全怪學生,實際上反映出實驗教學存在的兩大軟肋:一是學生動腦、動眼、動口、動手的時間有限,老師放手不夠;二是學生對實驗的內(nèi)在聯(lián)系,缺乏整合、改裝、重組的體驗,對實驗的遷移和創(chuàng)新缺乏動腦動手的鍛煉。因此,在實驗教學中一定要重視啟迪學生思維、開發(fā)學生潛能,大膽放手,讓學生主動做實驗,養(yǎng)成獨立思考的習慣。在此基礎(chǔ)上,學生對實驗原理、實驗方法、實驗步驟、儀器選擇及組合等才能有獨立的體驗和看法,并把實驗的各種要求變?yōu)樽约旱挠^點,這是促進知識遷移和提高能力的前提。

例如,電學實驗是高考考查的重點,較難的就是設(shè)計性實驗,往往涉及到:電流表的內(nèi)接法和外接法的正確選擇、滑動變阻器使用分壓式接法還是限流式接法的判斷、電壓表和電流表如何使用的分析選擇、以及儀器的選擇和組合等。學生缺乏的是綜合思考和創(chuàng)新能力。教學中要開放實驗室,讓學生對這些實驗器材了如指掌,對實驗理論知識形成系統(tǒng)化的體系,才能融會貫通,舉一反三。同時,要鼓勵學生在實驗過程中,大膽質(zhì)疑,積極主動地提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、動手去探究問題,才能有效提高實驗創(chuàng)新能力。