季海立
【摘要】物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中占有很重要的地位.学生在进行物理实验时,由于各种原因,经常会出现一些错误.本文总结了初中物理实验中几种常见的错误,并通过实例分析其原因,提出相应的解决方法.
【关键词】初中物理;实验教学;常见错误
初中物理实验是学生学习物理知识、培养学科核心素养的重要途径,是物理学习中非常重要的一环.然而,学生在实验过程中常常会出现一些错误,这些错误可能会影响实验结果的准确性,还会影响学生对物理知识的理解和掌握.教师应该重视学生在物理实验中出现的错误,并采取相应的措施加以解决[1].
1 初中物理实验中学生常见的错误
1.1 仪器使用不当
学生在进行物理实验时,经常会出现仪器使用不当的问题.
例如 在使用刻度尺时,学生可能会不注意刻度尺的0刻度位置与起点对齐,或者没有选择合适的刻度尺;在使用电流表测电流时,学生可能会选择不合适量程的电流表,导致读数误差太大或烧坏电流表;在使用天平测质量时,游码没有移到标尺最左端零刻度处,导致测量数据错误;在探究滑动摩擦力的影响因素时,选用的接触面材质对比性不强,无法观察到摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系[2].
1.2 实验操作不规范
学生在进行物理实验时,经常会出现实验操作不规范的问题,还可能会出现步骤错误、操作顺序颠倒等问题,导致实验失败[3].
例如 在进行电学实验时,学生可能会接错电路元件,或者在连接电路时没有按照正确的顺序进行,或者没有注意接线柱“+”“-”,或者在电表读数时没有正视表盘导致读数偏大或偏小;在进行光学实验时,学生调整光源时位置和角度不正确;在测滑轮组的机械效率时,物重没有统一标准.
1.3 数据处理错误
学生在进行物理实验时,经常会出现数据处理错误的问题.
例如 在记录实验数据时,学生可能会写错数据、数据记录不精确,或者在计算数据时出现计算错误、单位换算的错误,导致实验结果错误;在绘制实验图象时,学生可能会没有选择合适的绘图工具,导致图象不能准确反映实验过程,或没有选择合适的单位长度,导致将图象画得太小或太大[4].
2 初中物理实验中学生常见错误例析
例如 在“探究并联电路电压特点”的实验中,小李同学按如图1所示电路图连接电路并进行实验,实物连接如图2所示(电压表尚未连接).
(1)为了得出普遍规律,实验应选取规格 (选填“相同”或“不相同”)的两个小灯泡;
(2)小强同学一眼看出小李连接的实物图(如图2)有错误,并指出如果直接闭合开关,电路将 ,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏;
(3)小强同学根据图1在图2中只更改与L1,L2的四个接线柱c,d,e,f相连的某根导线的一端,就能使电路连接正确.请在需要改动的导线上打“×”并改正;
(4)改正电路后进行实验,小强同学在ab,cd,ef处测得的电压数据都是2.5V,而另外一个小组中的小刘同学在ab,cd,ef处测得的电压数据分别为2.5V,1.2V,1.3V.小强同学迅速指出,小刘同学在连接电路时出现了错误,你认为小刘同学的错误可能是 ;
(5)分析小强同学的测量数据,可以初步得到的结论是 .
解析 (1)为了避免偶然性,得出普遍规律,应选取规格不同的灯泡进行实验.
(2)由图可知,导线ec和两灯并联,会将两盏灯都短路;干路上没有用电器,导线直接接在电源两端,会导致电源短路,因电流过大会损坏电源.
(3)要使电路连接正确,我们可以将开关与c接线柱相连的导线改接到d接线柱.也可以将电源正极与小灯泡左端接线柱e相连的导线改为与小灯泡右端接线柱f相连,如图3或图4所示.
(4)由小强同学的测量数据可知,测得的电压Uab=Ucd+Uef,两端电压不相等,相加等于总电压,符合串联电路电压特点,所以是一个串联电路.
(5)由小强同学的测量数据可知,并联电路中,灯泡两端的电压与电源电压相等.
错误原因分析 本实验是一个较简单的实验,考查学生对串并联电路特点的掌握情况和对电路正确连接的熟练程度,学生还需要正确连接电压表的“+”“-”接线柱,防止接反,学生刚刚接触物理实验,对实验仪器和操作不熟悉是导致本实验出现错误的主要原因之一.对串并联电路的特点理解不深刻、粗心大意、缺乏实验技能和经验也是导致实验中出现错误的原因.
3 防止学生在初中物理实验中出错的应对策略
3.1 加强培训,规范操作
教师应该加强对学生实验仪器和操作的培训,先由自己进行实验演示,同时讲解仪器的使用方法,总结实验过程中的易错点并提醒学生注意防范.在实验开始后,教师要多观察,规范学生的实验操作步骤,让学生按照正确的操作顺序进行实验,熟练掌握仪器的使用方法和实验的注意事项.同时,教师要加强对实验原理和方法的讲解,让学生深入理解实验原理和方法,避免在实验中出现错误[5].
3.2 耐心指导,实事求是处理数据
教师应该加强对实验数据处理的指导,物理学科注重探究和创新精神,创新的前提是实验过程的严谨和实验数据的准确.教师要引导学生掌握正确的数据处理方法和技巧,避免在数据处理中出现错误.同时要强调数据处理的科学性,实事求是地处理数据,不能乱编数据,这涉及個人的诚信问题,也是学科核心素养的要求.教师更要强调数据的重要性,实验数据可以核验实验是否存在错误或疏漏的,也是分析实验结果的重要参考.让学生养成认真处理数据的习惯[6].
3.3 认真总结,培养实验技能和安全意识
教师可以多开展一些实验类活动,如小组合作实验、实验竞赛活动、实验操作比赛活动,让学生在合作和比赛中互相学习和提高.也可以组织一些实验互评活动,让学生去发现别人在实验中出现的错误及闪光点,加深对实验的认知.这些方法可以增强学生的实验兴趣和动力,激发学生的实验热情,使学生不断总结实验中的错误,培养学生的实验技能,逐渐掌握正确的实验操作方法和技巧,长此以往,学生也会遵守实验室规定,注意实验安全.
4 结语
初中物理实验是物理教学的重要组成部分,学生在实验过程中难免会出现一些错误.教师可以通过加强实验仪器和操作的培训、加强实验原理和方法的讲解、培养学生的实验技能、加强实验数据处理的指导、开展实验竞赛活动和实验操作比赛活动等,帮助学生减少实验错误,提高实验结果的准确性,增强学生的实验兴趣和动力,提高物理教学的质量和效果.
参考文献:
[1]王琼瑛.初中物理实验教学应注意的三个问题[J].中学物理教学参考,2023,52(08):14-16.
[2]石海娥.初中物理实验问题探讨[J].实验教学与仪器,2007(05):12+16.
[3]张春勇.初中物理实验教学中学生动手能力的培养策略[J].数理化解题研究,2020(32):67-68.
[4]雷宏.初中物理实验结论表述中常见的错误[J].中学物理,2013,31(22):36-37.
[5]汤建华.让错误资源成为创新的财富[J].中学物理,2014,32(12):39-40.
[6]施白妹.浅析物理实验中培养学生科学态度的策略[J].数理化解题研究,2023(26):119-121.