物理实验能力的培养

发表时间:2020/10/15   来源:《中国教师》2020年16期   作者:胡金凤
[导读] 物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,物理学的实验基础、
        胡金凤
        青岛长江学校           
        摘要:物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,物理学的实验基础、理论体系及研究方法在学生智能结构的发展中占有非常重要的地位。由于物理本身比较抽象,如若能在物理实验教学中培养学生的发散思维和创造能力,则对学生认知能力的提高,创造能力的萌发都将起着强有力的作用。
        随着信息化社会的发展,培养创新型人才,变得尤为重要。在中学物理教学中实施创新教育,培养学生的科学创新精神和提高创造能力,是落实素质教育的核心,在物理教学中要充分发挥学生思维的主体性,改革实验教学,开展研究性学习,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力信息技术能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境,有利于学生主动探索,主动发现,能提供图文并茂的多重感官综合刺激,有利于学生获取关于客观事物规律与内在联系的知识,还能提供按照超文本方式组织与管理各种教学信息和科学知识,有利于发展联想思维和建立新旧概念之间的联系。科学地、合理地应用现代信息技术,优化课堂教学过程,改善数学课堂教学结构方法和模式,促进学生有效学习,提高学生数学能力,提高教学质量是义务教育阶段学校教育的当务之急。
        实验,是在人为控制的条件下,利用仪器、设备、突出自然界或工农业中的物理现象的主要因素,使其反复再现。它的特点:一是可控制性,二是可重复性。
        物理实验教学的任务,就是通过演示实验、学生实验和课外实验,使学生深刻地理解概念和规律是怎样在实验基础上建立起来的,并掌握一定的实验能力;同时,在这一过程中培养学生严格、细致、实事求是、刻苦钻研、一丝不苟的科学态度,勤于动手、善于思考、讲究科学方法的踏实工作作风,以及遵守操作规程,爱护国家财物的高尚道德品质。总之,就是打好思想基础,业务基础,培养实验能力。
        实验能力,主要是指掌握实验技能和方法,自己创造物理实验条件,进行物理实验的能力。我们从观察能力、操作能力、数据处理能力、以及实验设计能力四个方面论述。
        一、观察能力
        观察是一种有目的、有计划、较持久的知觉。而实验的根本任务是人为地创造条件进行观察。观察目的有:一是了解现象,按计划仔细地观察知觉对象,通过注意、想象、比较来知觉对象的特点及其变化等;二是取得资料,通过测量取得一些数据;三是发掘问题,观察不单是眼睛注视,还必须进行积极的思维,要善于从平常的现象中发现不平常的内容,或发现细微的,但很有意义的问题。
        观察为观察者的一种能力,一种素养,并不是天生具有的,而要通过培养和训练。在实践的活动中逐步形成和发展的。因此,在教学实践中,应做好如下的工作。
        第一,要鼓励学生善于观察,勤于思考,养成良好的观察习惯。例如:小气象站测量降水量的雨量筒。在无风的天气里,雨点竖直落在雨量筒里,根据筒里水深度,便可知每小时的雨量。然而,在有风的天气里,雨点落的路径被吹斜了,这样,这种方法测量得出的雨量还能准确地反映真实雨量的多少吗?第十届全国初中物理知识竞赛(复赛)试题中,出现了类似问题。
        第二,在课堂教学中,创造实验条件,引导学生进行观察。教学中进行演示实验,不单是为了有助于对知识的理解,而且特别是有利于培养学生的观察能力。教师在进行演示之前,必须给学生明确观察的目的、任务,即观察什么?怎样观察?以此激发学生的实验兴趣。例如:在学习光的全反射现象及产生全反射的两个条件,推出临界角的计算公式,进行下列实验,让学生进行观察和思考。
        在圆形水槽里放入一条金鱼,使学生都能看到金鱼,再用一块双层玻璃板(内有空气薄层)坚直放入水槽中,把鱼隔在板后,然后转动玻璃板,当转到某一位置时,有部分同学便看不见金鱼,为什么?(要求:用光的全反射原理解释)
        第三,要教给学生观察的方法。物理实验观察,通常采用的方法有:对比观察法和归纳观察法。
        1、对比观察法。
        人们认识事物、现象,往往是通过对两个事物、现象的对比,或把某一些现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。
        例如:观察物质熔解或凝固时体积变化,就可以把石蜡放在烧杯里,先用酒精灯徐徐加热使其全部熔解,这时可观察到石蜡液面是平的,标上记号;待石蜡冷却后,经过观察,虽然高度没有明显变化,但表面凹下去了。
        再如:还可以人为地控制条件,使液体在常压、加压,减压下沸腾,比较后可知,沸点随外界压强的变化而变化。
        总之,使用对比观察法,有利于掌握现象的特征以及它与其它类似现象的区别。
        2、归纳观察法。


        通过对个别现象分别进行观察,得到一些个别的结论,再分析归纳,从而得出一般的规律的观察方法就是归纳观察法。
        例如:探求声音是怎样发生的,可以通对各种现象的观察、归纳得出结论。
        观察1:有橡皮槌敲音叉股,可以听到音叉发出的声音。把悬在细线上的小球跟发声的音叉接触,小球被音叉弹开;用手指轻轻接触发声音叉,可以感受到它在振动。
        观察2:拨动乐器的弦,可以听到声音。仔细观察发声的弦,可以看到它的轮廓变得模糊了,而且中间比较粗,弦的外形的改变,正是因为它在很快地振动的缘故,弦停止了振动,声音也随之消失了。
        通过观察,归纳得出结论:一切发音的物体在振动,振动的物体是发声的源泉,即声源。
        可见,使用归纳观察能力,有利于掌握现象的实质及研究比较复杂现象的一般规律。
        总之,培养观察能力,要明确观察的目的、任务,激发学生的观察兴趣,要使学生养成善于观察,勤于思考的习惯,要教给学生观察的方法,对学生的进行观察训练,要求观察得准确、全面、细致、敏捷。
        二、操作能力
        操作能力,主要是指基本仪器的使用和数据处理,仪器、设备组装或连接,故障排除等三个方面。
        1、基本仪器的使用。
        中学物理实验涉及的基本测量仪器有:刻度尺、天平、弹簧测力计、计时器、温度计、电流电压表、示波器等。
        使用基本测量仪器的规范要求是:
        (1)、了解测量仪器的使用方法,明确测量范围和精确度;
        (2)、对某仪器如天平电流电压表等,在使用前,必须调节零点或记下零点误差;
        (3)、牢记使用规则和操作规程;
        (4)、正确读取数据。
        2、仪器、设备的组装连接。
        要进行物理实验,总是需要先把各个仪器部件、设备组装起来,并要求装备和连接必须正确无误。具体要求是:布局要合理,要便于观察和操作;连接要正确、简单;实验前要检查,必要时进行预备性调查节。
        3、故障的排除。
        实验发生故障时,应根据各部件工作状态及各部件联结处的分析,可能产生故障的几种因素,逐步检查,以致最后排除故障。
        总之,培养实验操作能力,有利于知识的理解,有利于自己创造条件探索问题,有利于学生智力的发展。
        三、数据处理能力
        为了得到正确的实验结果,必须具有一定的数据处理能力,在中学阶段,处理数据的主要方法是列表法、图象法,它能够直观地显示出变量之间在一定范围内的关系,总结出一般规律;同时,也可由实验图象求未知量。
        图象法的具体要求是:一是建立坐标系;二是描绘实验数据点,连成图线;三是根据所得图线,推导变量之间的函数关系,探索相关问题。
        四、实验设计能力
        物理实验教学,不仅要求学生会正确使用基本仪器进行观察、测量和读取数据,掌握一定的操作技能,会简单地处理实验,得出结论,而且应当培养学生根据确定的目的、任务,自己独立地设计实验方案的本领,即培养学生实验设计能力。
        物理实验教学只是物理教学过程中的其中一种。使学生全面掌握理解知识尚须其它教学手段、方法相互配合,合理地组织教学、选择有效的手段和方法,才能达到预期的教学目的。

参考文献:
        [1]循序渐进地培养学生的实验能力和创新精神.邱秋生.2004年05期.实验教学与仪器;2004年05期任俊清.2014. 学苑教育.
        [2]如何培养学生的实验能力.钱天佐.2010年01期.学生之友(初中版)(金视野)

作者:胡金凤,女,1984年7月出生,学历:本科,职称:中学二级,青岛长江学校,研究方向:中学物理
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