合理安排、步步為營 努力提高物理電學(xué)實驗的質(zhì)量

王金鳳

摘要：物理是一門實驗科學(xué)，實驗在物理學(xué)中的地位不言而喻。但由于種種原因，高中物理的實驗教學(xué)效用并沒有得到有效發(fā)揮。因此，本文以電學(xué)實驗這一高考熱點為例，對其整個實驗過程的教學(xué)進行分步強化，希望可以有效提高高中物理電學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高中物理；電學(xué)實驗；教學(xué)策略

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）52-0275-02

一、明確實驗?zāi)康募霸?/p>

做電學(xué)實驗不是只要器具齊全、方法到位就可以，還需要相應(yīng)的理論知識做支撐。實驗的目的就是我們?yōu)槭裁匆鲞@個實驗，做這個實驗主要是探究什么問題。所以只有在明確了實驗?zāi)康闹?，學(xué)生才能根據(jù)實驗?zāi)康娜ピO(shè)計相應(yīng)的實驗方案，這是進行實驗的前提條件。而實驗原理則是整個實驗得以發(fā)揮作用，得出科學(xué)的探究結(jié)論的理論支持，如果不清楚實驗的原理，那么學(xué)生在做實驗時就會一頭霧水，即使得到了正確的結(jié)論，但是不知其所以然，記憶也不會長久。所以在實施電學(xué)實驗前，物理教師一定要使學(xué)生明確所做實驗的目的和實驗所運用到的物理原理。例如，在做“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”這一節(jié)實驗時，教師首先應(yīng)向?qū)W生講明干電池的電動勢會受到電阻大小的影響，這一點可以用一個小的實驗或是課件演示來進行說明，因此明確我們的實驗?zāi)康氖且獪y量出干電池的電動勢和內(nèi)阻?？墒峭ㄟ^電學(xué)儀器我們并不能直接測出電動勢和內(nèi)阻，所以這就需要學(xué)生運用所學(xué)到的物理知識來設(shè)計合理的實驗方案，通過對其他值的測量間接求出干電池的電動勢及內(nèi)阻。這時教師就應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生進行回憶，搜尋所學(xué)到的公式中哪些涉及到了內(nèi)阻和電動勢，并且其中其他的量是可以測出來的，進行篩選過后，學(xué)生就很容易選定應(yīng)用閉合電路歐姆定律來進行實驗探究。

二、引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)自主地設(shè)計實驗方案

1.設(shè)計實驗方案需遵守的原則。①安全性原則。不管任何時候，安全都是最重要的，在進行實驗時要避免由于器材和電路的選擇不當(dāng)而遭到電擊等情況的發(fā)生，所以在實驗前一定要學(xué)生檢查電學(xué)儀器有沒有損壞，電阻類器件的電流有沒有超過其允許的最大電流等，以達到保護人身和實驗器材安全的目的。②精確性原則。物理實驗要確保其結(jié)果的精確性，所以我們在設(shè)計實驗方案時也要盡可能去減小實驗誤差。其中不同的實驗方案在實驗原理、所用儀器以及實驗的重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的，所以在實驗實施前最好對已有方案進行一個初步的誤差分析，盡量選用精確度高的實驗方案來實施實驗。③方便性原則。高中生的實驗?zāi)芰Σ⒉粡?，所以為確保實驗的順利進行其實驗操作盡可能的簡單和方便，我們在選擇方案時，也盡量優(yōu)先考慮那些原理簡單、操作簡便、器具調(diào)節(jié)方便、物理量容易測量的方案來實施。④可行性原則。實驗設(shè)計要成為現(xiàn)實必須具備兩個條件：一是符合高中生的年齡特點、已有知識基礎(chǔ)和實驗操作的水平，以及本校的實驗設(shè)施能夠確保實驗的實施；二是方案設(shè)計能指導(dǎo)具體的實踐，實施起來安全可靠，不會對人身和器材造成危害。⑤經(jīng)濟性原則。教師要注意培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識，在做實驗時不僅要愛惜實驗器具，還要節(jié)約實驗?zāi)茉矗_到實驗過程經(jīng)濟、環(huán)保。

2.鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案。新課標(biāo)重視對學(xué)生自主性的開發(fā)，因此物理教師也應(yīng)該對鼓勵學(xué)生拋開課本，在上述原則下自主進行電學(xué)實驗方案的設(shè)計。電學(xué)實驗的設(shè)計往往涉及到儀器的選擇和電路的連接，這兩方面也是影響實驗成敗的關(guān)鍵。因此，物理教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生吃透實驗?zāi)康暮蛯嶒炘恚x擇正確的儀器和實驗電路來進行實驗。如：學(xué)生根據(jù)實驗需要和歐姆定律的原理設(shè)計閉合電路，運用到了電阻箱和電壓表。教師讓學(xué)生說一說為什么要選用這兩種器材，為什么要這樣連接，和書上給出的方案相比又有哪些優(yōu)點。通過這些提問讓學(xué)生意識到設(shè)計方案時應(yīng)該要注意的東西，并以教科書為參考，讓他們設(shè)計出更優(yōu)秀更合理的實驗方案。

三、細化對實驗操作的指導(dǎo)

雖然要加強學(xué)生在實驗活動中的主體地位，但是教師的引導(dǎo)作用同樣不能喪失。實驗中需要注意的事項有很多，比如學(xué)生的安全、儀器的使用與保護、具體的操作細節(jié)及禁忌等，都是教師應(yīng)該監(jiān)督并提醒學(xué)生的地方。

1.實際操作指導(dǎo)。學(xué)生在實驗操作時往往會忽視一些細節(jié)問題，導(dǎo)致實驗的不成功，所以教師應(yīng)對學(xué)生常出錯的地方指導(dǎo)糾正，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。例如，連接電路時導(dǎo)線不允許交叉；檢查實驗器材有沒有連接到電路中；選擇合適量程的電表，以減小讀數(shù)時造成的相對誤差；閉合開關(guān)前，要將電路中的滑動變阻器或電阻箱調(diào)節(jié)到適當(dāng)阻值，以免損壞電源或電表；實驗現(xiàn)象有悖理論時要檢查電路是否短路或斷路；測U、I數(shù)據(jù)時多做幾組，以六組以上為優(yōu)；做U-I圖像時盡可能讓點落在直線上。此外，教師還應(yīng)叮囑學(xué)生不要在實驗室以外的地方擅自做實驗，因為電學(xué)實驗涉及到電的問題，器材或使用方法不當(dāng)很容易對人身安全造成危害。所以學(xué)生在進行電學(xué)實驗時一定要有教師在一旁監(jiān)督指導(dǎo)，以確保實驗的安全、順利進行。

2.網(wǎng)絡(luò)軟件指導(dǎo)。好的實驗習(xí)慣不是短時間內(nèi)就能養(yǎng)成的，而且通常情況下都是一個教師要指導(dǎo)一個班甚至幾個班的學(xué)生做實驗，形成僧多粥少的局面。學(xué)生有很多問題要問或是有新想法需要教師證實，但是由于課堂時間的限制和提問學(xué)生太多的緣故而得不到及時的解答和證實，錯過了教學(xué)的最佳時期，這對學(xué)生的實驗積極性會是一個不小的打擊，時間一長或許就不提問了。為了解決這個問題，建議可以引進仿真物理實驗室、Multisim11、Edison4.0等仿真軟件進行物理實驗的仿真教學(xué)。這些仿真教學(xué)軟件可以為學(xué)生們提供一個實驗器具完備的綜合性實驗室，幾乎可以創(chuàng)建所有的電學(xué)實驗，而且實驗過程非常接近實際操作的效果。使用軟件進行仿真模擬實驗不僅能夠模仿實物電路的連接，而且具有各元器件的選擇范圍廣、參數(shù)修改方便等優(yōu)點，不會像實際操作那樣多次地使用元件而損壞器材，降低了實驗成本和實驗風(fēng)險，既經(jīng)濟又縮短了實驗的實施時間，并且能夠?qū)崿F(xiàn)全體學(xué)生共同實驗，可以說是物理實驗教學(xué)的好幫手。與此同時，它們還為學(xué)生提供了虛擬的電路實驗環(huán)境，使學(xué)生在實驗室以外的地方也能夠做實驗，有什么問題也可以在網(wǎng)絡(luò)上及時得到找到答案，拓展了實驗陣地也延長了學(xué)習(xí)時間，這種新鮮的做實驗的方法也更容易激發(fā)起學(xué)生做實驗的興趣，為學(xué)生的自主探究提供了一個良好的平臺。

四、重視實驗數(shù)據(jù)處理及實驗總結(jié)

1.數(shù)據(jù)處理。實驗數(shù)據(jù)是分析實驗結(jié)論的重要依據(jù)，其準(zhǔn)確性對于實驗結(jié)果的影響尤為巨大，所以培養(yǎng)學(xué)生具備合格的實驗數(shù)據(jù)的處理能力同樣是高中物理教師應(yīng)該考慮的部分。所謂數(shù)據(jù)處理能力，是指對通過實驗測得的眾多數(shù)據(jù)進行分析處理、以獲得某些量的變化規(guī)律或量與量之間的函數(shù)關(guān)系的能力。在高中物理的實驗中，我們多采用圖像法、公式法等方法來處理實驗數(shù)據(jù)，所以教師要注重引導(dǎo)學(xué)生理解圖像所表示的含義，例如圖像中線條斜率所表達的含義，截距所表達的含義等，從圖像中得出關(guān)鍵信息，從而保證實驗結(jié)果的有效性。其次，教師還要注意讓學(xué)生養(yǎng)成尊重原始測量數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣，以保證物理實驗的嚴謹性，這是一種科學(xué)精神的表現(xiàn)，對于他們今后做任何實驗都是百益而無一害的。實驗數(shù)據(jù)是我們觀察研究實驗現(xiàn)象，得出規(guī)律和相應(yīng)結(jié)論的重要依據(jù)，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不合理，請及時查找原因，而不是擅自進行隨意的改動，應(yīng)充分尊重實驗的原始數(shù)據(jù)和自己的勞動成果，這才是具備了良好實驗素質(zhì)的表現(xiàn)。

2.實驗總結(jié)。學(xué)生在做完實驗之后如果不加以及時的總結(jié)回顧，很快就會將知識遺忘，尤其是內(nèi)容繁雜的物理電學(xué)實驗。所以實驗不是做完就算完，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行思考總結(jié)，發(fā)現(xiàn)實驗過程中的問題與不足，并制定改進方案，為下一次的實驗更好的展開提供依據(jù)。實驗后可以總結(jié)的地方有很多，例如：本次實驗的目的是否達到了？實驗的結(jié)果與前期猜想是否一致？實驗方案有沒有什么可以改進的地方？實驗操作中有哪些不方便的地方？你從本節(jié)課中學(xué)到了哪些知識？等等。但從根本上來講，對這些問題的總結(jié)都是建立在扎實的電學(xué)知識的基礎(chǔ)之上的，所以教師要引導(dǎo)學(xué)生進行更深層次的電學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)，通過對易混淆問題的比較（如電路設(shè)計中會涉及到電流表的內(nèi)接法和電流表的外接法，而電流表的內(nèi)接法和外接法又會影響到實驗誤差的大?。﹣韼椭鷮W(xué)生明確不同知識之間的聯(lián)系和具體差異，掃除他們的盲點，這樣才能更深刻地對實驗過程進行總結(jié)。同時，總結(jié)的方式也有很多種，可以是教師總結(jié)，也可以是學(xué)生獨立總結(jié)，還可以是小組討論共同總結(jié)，以書面或者是口頭的形式都行，只要進行了總結(jié)，就一定有所收獲。

新課程非常重視對學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們進行實驗總結(jié)的目的也就是為了改進和創(chuàng)新。部分學(xué)生在做完實驗之后會形成一種滿足感，從而停止了思考的腳步，這是沒有創(chuàng)新精神的表現(xiàn)。而物理教師的任務(wù)就是要啟發(fā)學(xué)生在總結(jié)的基礎(chǔ)之上去思考、去創(chuàng)新，不拘泥于教師和書本的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)更好的實驗方案和實驗操作手段，不僅僅滿足于把實驗做出來。

五、結(jié)語

實驗是物理教學(xué)中最重要也是最直觀形象的教學(xué)手段，提高實驗教學(xué)的質(zhì)量無疑是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。因而物理教師們要敢于對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式進行改革，積極探索合適的教學(xué)方式，提高自身教學(xué)水平，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)高效的實驗教學(xué)，努力實現(xiàn)物理教學(xué)的最優(yōu)化。

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