1、浅谈中学物理实验能力的培养【摘 要】物理学是一门实验科学,在物理学中,每个概念的建立,定律的发现,都有其坚实的实验基础。以伽利略首创“实验、物理思维和数学演绎”三者巧妙结合的科学方法为标志,物理学才真正从古代自然哲学中分离出来,成为一门独立的科学,从这时起,物理实验真正成为物理学的基础。 下载 【关键词】物理实验;初中物理 物理学是建立在实验基础上的一门科学。在中学物理教学中建立物理概念,形成物理规律,应用物理知识和提高物理教学质量,离开物理实验是难以实现的。中学物理实验又是学生今后从事物理实验和科学实验的起点。因此,中学物理实验能力的培养,是中学物理教学的一项重要任务,也是实施素质教育的有效
2、途径,同时又是区分应试教育和素质教育的重要标志。在中学阶段重点培养哪些方面的实验能力呢? 一、物理实验是物理教学的重要基础 我们在学习物理知识的过程中,要形成概念和认识规律,首先必须要有一定的感性认识,在头脑中形成物理表象。这种表象一方面来源于生活环境,另一方面来源于实验提供的物理事实。通常,从生活中得到的感性材料比较复杂,学生不能够从中得到规律性的认识,如果只从生活环境中得出结论,往往会得出一个错误的结论。例如,人们往往认为轻的物体下落得慢,而重的物体下落得快。这个结论是古代希腊科学家亚里士多德首先总结出来的,这种观点统治了人类两千多年,很符合人们观察到的一些事实,如果不通过毛钱管做自由落体
3、实验,则学生从生活中得到的假象就很难被纠正,物理概念和物理规律就很难在头脑中建立。再比如,人们如果单凭生活经验,很难知道大气中存在大气压强,让学生做一做覆杯实验或马德堡半球模拟实验,大气压存在的物理事实就展现在学生眼前,对这个概念就易于理解和掌握。学生对物理概念不易理解,主要是因为学生在进行抽象思维活动时,缺少物理情境和表象的支持。若让学生多做实验,有助于形成表象,增加表象的数量,以克服学习中的困难,因此物理实验是物理教学的重要基础。 二、观察能力的培养 观察能力是中学物理实验能力中的基础能力。培养学生的观察能力,教师应在演示实验和分组实验时进行引导,要引导学生进行有目的重点观察。除交待实验器
4、材、实验目的外,更要提出观察的重点。观察时要指导学生有耐心,观察要精细。例如做复色光肥皂薄膜干涉实验时,指导学生观察条纹从哪里开始出现?条纹是彩色的还是黑白的?每条彩色条纹的颜色是怎样排列的?上部和下部的彩色条纹的宽度是否相同?彩色条纹的宽度是否随时间变化?又是怎样变化的?通过精细观察和思考,从而加深对薄膜干涉的理解。培养学生的观察能力,还要配合教学过程鼓励学生在日常生活中进行广泛的观察,养成善于观察思考的动脑习惯和良好的思维品质。例如长期观察月相的变化,画出每天不同位置的月相图,总结出月相变化的规律。这样的观察对学习相位的抽象概念大有裨益。再如,观察冬天池塘里的水的结冰情景,结冰是从池塘边缘
5、结起还是从池塘中间结起?或是整个水面同时结起? 三、实验操作能力的培养 实验操作能力是中学物理实验能力中的基本能力,操作能力的培养应经历从演示实验示范到自己动手操作的过程。中学物理实验中用到的基本仪器大多属于测量仪器,有米尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、打点计时器、弹簧称、温度计、气压计、安培表、伏特表、万用电表等。为了培养学生使用仪器的能力,实验前要使学生了解仪器的构造原理,了解释仪器的使用基本要求,然后进行操作。例如正确使用弹簧称的要求是:使用前观察弹簧称的最大刻度和每一小格的读数,从而了解弹簧称的称量和精确度,检查并校正零误差;使用时,施力大小不能超出弹簧称的最大刻度值,施力方向要与弹簧
6、称的轴线方向一致;读数时要根据最小刻度确定估读到那一位,有效数字的位数与仪器的最小刻度有关。仪器的安装和调试,是做好实验的基础,也是观察能力的具体体现。安装要牢固,调试要细心。例如做碰撞中的动量守恒实验,固定碰撞仪和调试槽末端水平很重要,调试被碰球与入射球球心的高度在同一水平线上,且为正碰,更要耐心?致,这是做好实验的关键。铺复写纸之前还要试碰几次,看落地点是否在一条直线上,若不在一条直线上,应重新调试,直到在一条直线上为止。操作动手能力是逐渐培养起来的,不能操之过急,急功近利。实验时出现故障是难免的,特别是电学实验更易出现故障,检验实验故障并能加以排除也是一种综合能力。检验实验故障的基本方法
7、是检查仪器的工作状态和各部分的连接是否正常,对可能发生故障的各个部件逐个检查,最后排除故障。例如在电学实验中故障多,情况也较复杂,大致有电表或元件内部损坏,导线内部断线,开关或导线接触不良等,检查的方法基本有电压法和电阻法两种。实验操作能力的培养要分阶段进行,才能逐步熟练。例如电路的连接,初中进行串联和并联的基本训练,高中进行电阻测量、电源电动势和内阻的测量等。 四、培养学生的动手制作能力 物理小实验是课堂教学的延伸和补充,是搞好物理实验教学的不可忽视的重要组成部分,它有利于培养学生的动手动脑能力,有利于进一步挖掘学生中的创造潜力,培养学生的分析问题和解决问题的能力,有利于培养学生的科学创新能
8、力。课本中的小实验有的侧重于操作,有的侧重于说理,有的侧重于对物理知识的理解和应用,各有各的特点。教师可根据小实验的不同特点提出不同的教学要求,对于一些简单易做的,可以让学生自己取材,仪器创作要求简单、容易、美观大方,能说明问题。然后自己动手独立完成实验,这样可充分发挥学生学习物理的积极性和主动性,也有利于他们探索和创造能力的培养。对于比较复杂的实验,特别是小制作和设计实验,教师要给予指导,甚至做出示范。为了调动学生做小实验的积极性,可在班上成立物理兴趣小组,把学生的小制作定期进行评比,利用学生好胜的心理,引导他们不断推陈出新,向创造型方向发展。对那些富有创造精神的作品,要及时向学生推荐,并给予肯定和表扬。如在学习声音的特性、重力、生活中的透镜等知识后,可让学生自制哨子、制作不倒翁、模型照相机等小制作,这对于培养学生动脑、动手操作能力是很有帮助的,并要鼓励学生们合作性地创造和探究,充分调动学生创新的意识和创新的精神。还有一些有趣的实验更能激发学生的学习热情,如纸锅烧水,制作土电话等,并进行评比,看谁做得精细,谁做得效果好。