对物理实验教学的几点建议

张晓山

物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的重要内容,不仅能够为学生提供具体的感性材料,以及通过事实验证揭示物理规律,而且能够使学生亲身经历和体验科学探究的过程和思维方法,提高创造性思维能力。因此,物理实验的不可替代性越来越受到广大教师的高度认同,也得到了新课改的充分肯定。下面结合教学中存在的问题,谈几点粗浅的认识。

一、自主学习,明确实验的目的和要求

在实施新课程的过程中,有不少教师对实验教学仍然沿用原来的做法。例如,为了节省时间,对于实验原理,实验方案、器材选择、实验步骤、注意事项等,都采取老师先讲授一遍的方式。学生在似懂非懂的情况下,被动的分组做实验。结果,实验往往未能完成,就可能草草收场,致使学生缺乏充分的体验过程,缺乏质疑和讨论的机会,只能被老师牵着鼻子走,被动接受,机械操作。为此,为了更好的体现新课程的要求,建议实验前,应该让学生自主学习实验的内容,明确实验的目的,理解实验原理和方法,了解仪器的选择和使用,知道控制实验条件和排除实验故障,以及熟悉分析处理实验数据和写出实验报告要求等。这样做,不仅有利于学生对实验理论的系统掌握,而且使学生养成主动学习和思考的习惯:每次实验前,知道应该做什么?怎么做?为什么这么做?存在什么问题?怎样改进?从而使学生对实验的目的、要求和步骤,做到心中有数。

例如,利用多用电表测量二极管的反向电阻。需要完成下列测量步骤:

(1)检查多用电表的机械零点。

(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处。

(3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。

(4)测反向电阻时,将黑表笔接二极管正极,将红表笔接二极管负极,读出电表示数。

(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央;否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3)、(4)。

(6)测量完成后,将选择开关拨向Off位置或交流电压最高档。

如果让学生通过自主学习,知道实验步骤,理解欧姆表正(红)表笔接电池的负极,负(黑)表笔接电池的正极,以及二极管的“单向导电性”,就可以在实验过程中顺利完成。

二、严格要求,提高实验操作能力

学生动手实验的过程是实验最重要的环节,不仅要求学生人人动手,积极动脑,而且要对学生严格要求,使其养成良好的实验习惯,切实提高实验操作能力。一定要让学生明白,动手能力只有在实验过程亲身经历和体验才能提高,良好的实验习惯只有在严格要求下才能逐步养成。为此,建议教师要引导学生:一是要特别重视掌握物理实验中一些基本仪器的使用规则和操作要求,二是要在实验过程中真正动手完成实验,不能以作题代替实验,三是要积极思考能否用其他方法或者实验装置完成同一实验或类似实验,逐步养成多角度思考问题的习惯。例如,游标卡尺、螺旋测微器、欧姆表、电流表和电压表的正确使用,以及利用它们进行实验数据测量,原理虽然很简单,但学生却屡屡出错。究其原因,就是平时实验过程学生缺乏动手实践的机会,缺乏严格的正确使用和训练要求,没有牢记在心,养成习惯。

实践证明,学生只有在理解实验原理的基础上带着问题、带着探究的心态去做实验,包括熟悉实验装置和实验器材,在实践中进一步理解和体会实验的基本思想,检查自己对实验基本思想理解的正确程度,对实验的方法、使用的仪器等及时做出评价调整,特别是能够发现问题,及时改正,才能有效的提高实验动手能力。

例如,用多用电表检测判断电路的故障,学生往往不知如何下手。怎么办?教师可引导学生从两方面思考问题:一是多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡是如何判断电路故障的?二是用多用电表判断电路故障的基本方法是什么。学生明确了这两个问题,就不难掌握:①在电路接通电源时,为了防止烧坏电表,不允许用欧姆档。只能用电压挡检测,而且用电压挡检测可以不断开电路。用电压档检测时,当检测到连接导线的两点间有电压,说明该段电路断路。当检测到连接导线的两点间电压为零,说明该段电路连接良好。②在电路未接通电源时,电路各处均无电压,只能用欧姆挡检测。当检测到连接导线的两点间有电阻,说明该段电路断路。当检测到连接导线的两点间电阻为零,说明该段电路连接良好。

又如,电学实验中对照实验原理图,画出实验线路连接图,学生往往不能有序的进行(如从电源正极出发,按照主线路、支线路,依次将仪器连接)。究其原因,仍然是在电学实验中,缺乏严格要求,学生没有养成这样的习惯:首先对照原理图正确连接仪器,然后按照仪器连接顺序,检查无误后,再闭合电源开关进行实验。

三、大胆放手,提高实验创新能力

每年的高考实验试题,学生最怕“不拘泥于大纲”的生题。为什么会出现这种现象,关键在于学生平时的实验学习缺少属于自己的学习体验,缺乏动手实践经验,缺乏创新意识和迁移能力。这不能全怪学生,实际上反映出实验教学存在的两大软肋:一是学生动脑、动眼、动口、动手的时间有限,老师放手不够;二是学生对实验的内在联系,缺乏整合、改装、重组的体验,对实验的迁移和创新缺乏动脑动手的锻炼。因此,在实验教学中一定要重视启迪学生思维、开发学生潜能,大胆放手,让学生主动做实验,养成独立思考的习惯。在此基础上,学生对实验原理、实验方法、实验步骤、仪器选择及组合等才能有独立的体验和看法,并把实验的各种要求变为自己的观点,这是促进知识迁移和提高能力的前提。

例如,电学实验是高考考查的重点,较难的就是设计性实验,往往涉及到:电流表的内接法和外接法的正确选择、滑动变阻器使用分压式接法还是限流式接法的判断、电压表和电流表如何使用的分析选择、以及仪器的选择和组合等。学生缺乏的是综合思考和创新能力。教学中要开放实验室,让学生对这些实验器材了如指掌,对实验理论知识形成系统化的体系,才能融会贯通,举一反三。同时,要鼓励学生在实验过程中,大胆质疑,积极主动地提出问题、发现问题、动手去探究问题,才能有效提高实验创新能力。