如何引导学生进行实验后的反思

魏君湖

初中物理是一门以观察和实验为基础的学科.按照新课标的要求,教学中加强了探究式学习,调动了学生学习的积极性,活跃了课堂气氛.以往的探究实验比较注重的是实验前的准备和实验中的操作,而忽视了实验后学生的反思.在教学中正确引导学生进行反思,对进一步理解实验、深化实验、完善实验起着重要的作用.那么,探究实验之后学生应反思些什么呢?笔者以伏安法测电阻为例,谈几点看法:

反思一:实验目的和原理

在学生完成实验后,教师可引导学生围绕实验原理进行反思,如变通实验原理公式后,还能否求出被测电阻?验证实验方案是否简洁,是否存在着不合理的地方?如果有,应该如何改进,才能使实验结果更加准确等等.

反思二:实验步骤与方法

探究实验一般按以下几个步骤进行操作:提出问题;猜想或假设;设计实验;进行实验;分析论证;交流与评估.此时应让学生反思:实验前的准备工作是否做好?实验是否按要求去做?引导学生思维求异,寻求多种实验方案,然后对实验方法进行反思,找出其特点和不足,从而优化实验结构,选取最佳实验方案.

例如,如图1(a)、(b)所示是伏安法测电阻常用的两种电路连接方法.

在进行实验操作后,引导学生对以上两种方法进行反思:(1)采用上述两种方法对被测电阻值的大小有什么影响?

(2)(a)接法电压表测量准确,但电流表测量的电流值偏大,为什么?

(b)接法电流表测量准确,但电压表测量的电压值偏大,为什么?

(3)采取什么办法可减小实验误差?

(4)若把电阻换成小灯泡,实验结果有什么不同?你发现了什么规律?

反思三:实验现象和规律

让学生深入地反思在实验过程中观察到的现象、实[HJ1.9mm]验条件和实验现象的变化,分析产生这个现象的原因,总结实验规律,掌握科学的测量方法,加深对物理知识和物理规律的理解和应用,增强分析判断能力.

例如,学生在测量小灯泡电阻时发现:加在灯泡两端的电压越高,灯越亮,计算出的电阻值也越大,为什么呢?

通过反思学生了解到:电压高,灯越亮,灯丝发光时温度也越高,从而使学生加深了对影响电阻大小的因素的理解,并找到了问题的

解决办法:多次测量(且电压变化尽量小一些)取平均值.

反思四:实验的异同点

对类似实验,可进行联系与比较,引导学生反思实验的异同点,使学生容易掌握实验的本质,理解实验规律,巩固知识与技能.待学生做过“伏安法测电功率”实验后,可向学生提出以下问题引导学生反思:1.两实验根据的原理、电路图、共同用到的实验仪器、需要测量的相同物理量分别是什么?2.比较两实验操作方法有何不同?通过以上问题,鼓励学生大胆质疑,发表见解,展开讨论,分析对比,有效地培养了学生思维的深刻性和批判性.

反思五:实验注意事项

每一个探究实验都有其操作的注意事项,引导学生围绕实验注意事项进行反思,认清错误操作的危害,从而规范学生的实验操作,为顺利完成实验奠定了良好的基础.如在连接电路时开关为何要打开?滑动变阻器为何要把滑片滑到阻值最大处?电源两极直接用导线相连会导致什么严重后果?

反思六:实验拓展与创新

通过实验,学生学会了用法安法测电阻,此时可进一步引导学生认真反思:除了用伏安法测电阻以外,根据所给的实验器材,你还能用其他方法测出电阻值吗?鼓励学生进一步拓展,大胆创新,如:

1.如果原器材少了其中一个电表,多了一个定值电阻,如何测出被测电阻呢?怎样用测得的数据来表达电阻的大小呢?有多少种连接方法?只连一次电路,又如何连接?有几种连接方法?

方法一:(图2)因U₁/R₀=U₂/R_x,则R_x=U₂R0/U₁.

方法二:(图3)因U₁/R_x=(U-U₁)/R₀,则R_x=U₁R₀/(U-U₁).

方法三:(图4)因I₁R_x=I₂R₀,则R_x=I₂R₀/I₁.

方法四:(图5)因I₁(R₀+R_x)=I₂R_x,则R瓁=I₁R₀/(I₂-I₁).

2.如果原器材少了一个电表,多了一个已知最大阻值的滑动变阻器电阻(或电阻箱),又如何测出被测电阻呢?怎样用测得的数据来表达电阻的大小呢?有多少种连接方法?

方法一:如图7所示,闭合开关S,把滑动变阻器的滑片滑至a端,测出通过R瓁的电流I₁,再把滑片移至b端,测出电流I₂.因I₁R瓁=I₂(R_x+R),则R_x=I₂R/(I₁-I₂).

方法二:如图8所示,先闭合开关S,滑片P分别置于a和b端,读出电压表的示数U₁和U₂.因U₂/R_x=(U₁-U₂)/R,则R_x=U₂R/(U₁-U₂).

3.除此之外,你还能用什么方法来测电阻?

引导学生思考,还可分组讨论,最后总结得出:可用等效法测量,还可以用万用表或欧姆表直接测出电阻.

总之,学生通过实验反思,可总结实验规律,优化实验方案,创新实验设计,揭示实验本质,增强实验效果.知道自己学会了什么,掌握了什么,使学生乐于探究,勤于动手,既提高了学习的兴趣,同时又提高了课堂的教学效率,达到教育的目的.

(责任编辑:黄春香)