加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

潘艷玲　張怡

1 有計(jì)劃和針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΠㄔO(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、觀察實(shí)驗(yàn)操作、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析與總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。它的形成和發(fā)展是循序漸進(jìn)的，不是每個(gè)實(shí)驗(yàn)都能把各種能力同時(shí)培養(yǎng)起來的。教師首先要根據(jù)教學(xué)大綱和教材，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)認(rèn)真分析后，確定每個(gè)實(shí)驗(yàn)要著重培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力。例如，在使用常用的測(cè)量儀器——直尺、天平、彈簧秤、壓強(qiáng)計(jì)、溫度計(jì)、電流表、電壓表、萬用電表時(shí)，就應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力及數(shù)據(jù)處理能力。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)要循序漸進(jìn)、逐步深入。例如，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在實(shí)驗(yàn)《測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度》、實(shí)驗(yàn)《驗(yàn)證牛頓第二定律》和實(shí)驗(yàn)《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》中都會(huì)使用到。在做第1個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于學(xué)生對(duì)儀器比較生疏，操作時(shí)會(huì)很緩慢，出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤。在做第2個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，就要要求學(xué)生在儀器的安裝及使用操作過程中不應(yīng)再有原則性錯(cuò)誤，不過在具體細(xì)節(jié)上允許出現(xiàn)些偏差。第3次實(shí)驗(yàn)，就要要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正確無誤地將實(shí)驗(yàn)儀器安裝并調(diào)試好。

2 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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)?；緝x器主要有：刻度尺、量筒、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、秒表、天平、溫度計(jì)、測(cè)力計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、安培表、伏特表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。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(dá)到熟練地、正確地讀數(shù)。在介紹這些基本儀器時(shí)，應(yīng)抓住各種基本測(cè)量儀器的共性來加以指導(dǎo)。

2.1選擇儀器量程

必須要求學(xué)生在使用各種基本儀器前，弄清儀器的量程，并且能估計(jì)被測(cè)對(duì)象的情況，選用適當(dāng)量程的儀器，避免超過量程而損壞儀器。

2.2調(diào)節(jié)或校正零點(diǎn)

對(duì)安培表、伏特表等應(yīng)學(xué)會(huì)調(diào)整零點(diǎn)，對(duì)游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、刻度尺之類的儀器，還要保持零誤差修正，讓學(xué)生懂得零點(diǎn)是相對(duì)的，零誤差的修正在生產(chǎn)上有普遍意義。因此，必須使學(xué)生養(yǎng)成使用基本測(cè)量儀器前調(diào)節(jié)零點(diǎn)或修正零誤差的習(xí)慣。

2.3正確讀數(shù)

要讓學(xué)生掌握讀數(shù)的方法，關(guān)鍵是會(huì)讀出儀器的最小刻度值，會(huì)從最小刻度之間估計(jì)出一位有效數(shù)字。同時(shí)，要學(xué)會(huì)正確讀數(shù)的姿勢(shì)。如：用直尺測(cè)量時(shí)，為避免視差，應(yīng)使尺面垂直被測(cè)物的表面進(jìn)行測(cè)量，眼睛對(duì)正刻度線讀數(shù)；用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意保持卡尺與被測(cè)面垂直；從安培表、伏特表上讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與刻度盤垂直，并且正對(duì)指針。

2.4根據(jù)儀器的構(gòu)造原理掌握其使用方法和使用規(guī)則

如：天平是根據(jù)杠桿的平衡條件制成的，因此，使用前和稱量時(shí)都要做到橫梁平衡，同時(shí)必須嚴(yán)格保護(hù)刀口，要讓學(xué)生理解保護(hù)刀口的重要性，從而掌握正確使用方法自覺遵守使用規(guī)則；溫度計(jì)是利用液體的熱脹冷縮性質(zhì)制成的，所以，根據(jù)熱平衡原理測(cè)量液體時(shí)，溫度計(jì)不能離開液體，而且要在溫度計(jì)內(nèi)液柱穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)。顯然，培養(yǎng)學(xué)生使用基本儀器的技能，必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結(jié)合起來，這樣既有利于鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，又能幫助學(xué)生理解為什么這樣使用儀器。只有理解了儀器原理，使用起來才會(huì)更加靈活。

3 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作必須掌握的技能

3.1掌握實(shí)驗(yàn)的一般原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

首先要求學(xué)生明確各個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、原理或理論根據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理、要求對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括用什么物理定律、公式，電學(xué)實(shí)驗(yàn)用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測(cè)量，然后選擇所需的儀器和實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)而設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，首先是安裝、調(diào)整好儀器或正確連接電路。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，依照電路圖連接線路，連線時(shí)，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(jìn)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、支回路分別用不同顏色。往接線柱上接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)按順時(shí)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)，應(yīng)先做示范，讓學(xué)生模仿學(xué)習(xí)，然后逐步提高要求到由教師講述方法及注意事項(xiàng)，再由學(xué)生獨(dú)立安裝、調(diào)整。

3.2正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

要培養(yǎng)學(xué)生這方面的技能，要求學(xué)生集中精力，按實(shí)驗(yàn)步驟有條不紊地操作和讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，有的實(shí)驗(yàn)則要求測(cè)量或操作時(shí)動(dòng)作迅速，要把握時(shí)機(jī)，如：溫度測(cè)量、電學(xué)測(cè)量等。讀取和記錄數(shù)據(jù)必須注意：①讀數(shù)要及時(shí)，并馬上記錄；②要記錄完整的數(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(shí)驗(yàn)前列出表格，表格設(shè)計(jì)要求：能記錄直接測(cè)出的各物理量，能記錄各次測(cè)出的量，能填寫計(jì)算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等。

進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析。在整理數(shù)據(jù)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)該數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)。要指導(dǎo)學(xué)生按有效運(yùn)算法去處理數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)分析討論，如：數(shù)據(jù)說明了什么？與理論計(jì)算有何偏差？實(shí)驗(yàn)過程為何這樣設(shè)計(jì)？實(shí)驗(yàn)結(jié)果的物理意義（結(jié)論）是什么？對(duì)一些成績優(yōu)良的學(xué)生，還可以讓他們?cè)O(shè)計(jì)某個(gè)達(dá)到相同目的的實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生，許多深一層次的問題都可以在這里分析研究，從而加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，有效地鞏固了知識(shí)與技能。

3.3學(xué)會(huì)初步的誤差計(jì)算和分析

實(shí)驗(yàn)后，要指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)誤差的原因，說明實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理、裝置不完善而引起的，如：螺旋測(cè)微器零點(diǎn)不準(zhǔn)、風(fēng)的吹動(dòng)使天平產(chǎn)生誤差、電表指針沒有對(duì)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(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(gè)參數(shù)，改變實(shí)驗(yàn)方法乃至改換實(shí)驗(yàn)操作人員等。

偶然誤差是在實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，對(duì)某一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，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(cè)量取算術(shù)平均值，以其平均值為最終的結(jié)果。測(cè)量次數(shù)的多少，要根據(jù)偶然誤差對(duì)被測(cè)量影響的大小來確定。如：測(cè)量值的有效數(shù)值較小時(shí)或測(cè)量值變動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)多測(cè)量幾次。endprint

綜上所述，要培養(yǎng)學(xué)生這方面的技能，必須讓學(xué)生認(rèn)識(shí)誤差。首先要發(fā)現(xiàn)誤差的存在和來源，其次是確定減少誤差的方法。

4 教師應(yīng)發(fā)揮示范作用

在進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，即使學(xué)生按照教師的要求在實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，對(duì)儀器的操作步驟也比較清楚，但一旦接觸到實(shí)驗(yàn)儀器，仍會(huì)束手無策。因此，實(shí)驗(yàn)前教師應(yīng)對(duì)如何正確操作儀器進(jìn)行示范，必要時(shí)強(qiáng)調(diào)說明不按規(guī)范操作會(huì)造成什么后果。尤其在學(xué)生進(jìn)行操作的過程中，要抓住典型事例向?qū)W生反復(fù)示范。講清儀器的基本原理，以及可能出故障的情況，啟發(fā)學(xué)生自己排除故障。這樣一來，學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，而且還鍛煉了自己分析和解決問題的能力。

在實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生是活動(dòng)的主體，教師要充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用，要認(rèn)真觀察學(xué)生實(shí)際操作的全過程，仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)中存在的問題，及時(shí)給予指導(dǎo)。特別對(duì)于基礎(chǔ)薄弱、動(dòng)手能力差的學(xué)生，要耐心指導(dǎo)，引導(dǎo)他們分析出現(xiàn)問題的原因，指出改進(jìn)的方向。

5 培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣

5.1做好實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

實(shí)驗(yàn)操作的全過程包括儀器調(diào)節(jié)、操作觀察、數(shù)據(jù)記錄、儀器整理。教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，嚴(yán)格按基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用要求來操作，使之形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)前都要對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)備性調(diào)節(jié)，根據(jù)需要，有的儀器位置安裝底座要水平，有的要垂直。各儀器之間的聯(lián)系也應(yīng)滿足一定要求，如：電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，電路連接要正確，還要考慮到觀察、操作、檢查的方便，要養(yǎng)成先檢查電路，然后再閉合開關(guān)的習(xí)慣；光具座上的儀器應(yīng)保持共軸；測(cè)量儀表必須先進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)，當(dāng)某些條件變化影響到零點(diǎn)時(shí)，要重新調(diào)整零點(diǎn)。對(duì)待實(shí)驗(yàn)課要養(yǎng)成先認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)課文，作好預(yù)習(xí)再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。

5.2不要草率地做實(shí)驗(yàn)

有的學(xué)生為了搶時(shí)間，實(shí)驗(yàn)時(shí)草率從事，這樣做是十分有害的。因?yàn)橐_(dá)到實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)目的，完成各項(xiàng)基本訓(xùn)練，就要使學(xué)生領(lǐng)會(huì)操作方法，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的注意。許多實(shí)驗(yàn)要求在相同的條件下重復(fù)測(cè)量，有時(shí)要改變某一條件再進(jìn)行測(cè)量，都需要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，并注意發(fā)現(xiàn)問題，匆忙、草率地做實(shí)驗(yàn)是難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的要求的。

5.3正確對(duì)待實(shí)驗(yàn)結(jié)果

要讓學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有信心，不要盲目相信別人的數(shù)據(jù)，更不能隨便更改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或抄襲別人的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)誤差過大時(shí)，要冷靜地分析原因，要鼓勵(lì)學(xué)生與教師討論問題。

5.4要愛護(hù)教學(xué)儀器

要讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)儀器的作用、性能，并學(xué)習(xí)正確使用的方法。亂動(dòng)教學(xué)儀器和不敢用實(shí)驗(yàn)儀器都是要克服的毛病。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求學(xué)生整理好實(shí)驗(yàn)儀器，檢查儀器零件是否有丟失和損壞，并應(yīng)及時(shí)報(bào)告。endprint