淺談物理教學(xué)中對學(xué)生實(shí)驗技能的培養
摘 要：物理學(xué)科與其它學(xué)科的聯(lián)系、使用儀器的技能關(guān)鍵詞：系統；實(shí)驗數據；實(shí)驗習慣；構造原理
物理實(shí)驗教學(xué)，對提高學(xué)生的觀(guān)察能力、動(dòng)手操作能力、思維能力有突出的貢獻。物理課與數學(xué)、語(yǔ)文課的知識聯(lián)系也很密切，并且它是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的科學(xué)。所有的物理知識，包括物理概念、定律和理論，都是在實(shí)驗的基礎上建立起來(lái)的。因此，培養學(xué)生的實(shí)驗技能，對學(xué)生今后走上工作崗位都有重要的基礎作用。
下面我試從兩個(gè)方面淺談學(xué)生實(shí)驗技能的培養。
首先要注重對學(xué)生實(shí)驗技能培養的方法
（一）培養學(xué)生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用，是做好物理實(shí)驗的基礎�；緝x器主要有：刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點(diǎn)計時(shí)器、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、多用電表歐姆檔等。物理大綱要求“學(xué)會(huì )正確使用儀器進(jìn)行觀(guān)察、測量和讀數�！币寣W(xué)生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規則，以達到熟練地、正確地讀數，在介紹這些基本儀器使用方法時(shí)，應抓住各種基本測量?jì)x器的共性來(lái)加以指導：
１．各種基本測量?jì)x器都有一定的量程。必須要求學(xué)生在使用各種基本儀器前，搞清儀器的量程，并且能估計被測對象的情況，選用適當量程，避免超過(guò)量程而可能損壞儀器。
２．使用測量?jì)x器前通常都要調節零點(diǎn)或校正零點(diǎn)，否則測出的數據就不準確。如：“對電流表、電壓表等應學(xué)會(huì )調整零點(diǎn)，對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類(lèi)的儀器，還要學(xué)會(huì )零誤差修正，讓學(xué)生懂得零點(diǎn)是相對的，零誤差的修正在生產(chǎn)上有普遍意義。因此，必須使學(xué)生養成使用基本測量?jì)x器前調節零點(diǎn)或修正零誤差的習慣。
３．會(huì )正確讀數。要讓學(xué)生掌握讀數的一般方法，關(guān)鍵是會(huì )讀出儀器的最小刻度值，會(huì )從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時(shí)，要學(xué)會(huì )正確讀數的姿勢。如：從量筒上讀數時(shí)，眼視線(xiàn)應與液面保持相平，不能仰視或俯視，若是凹液面讀凹處，凸液面讀凸處，從電流表、電壓表讀數時(shí)，視線(xiàn)應與刻度盤(pán)垂直，并且正對指針，估計讀數四舍五入等。
４．根據儀器的構造原理，掌握它的使用方法和使用規則。如：天平是根據桿杠的平衡條件制成的，因此，使用前和秤量時(shí)都要做到橫梁平衡，同時(shí)必須嚴格保護刀口，要讓學(xué)生理解保護刀口的重要性，從而自覺(jué)遵守使用方法和規則。顯然，培養學(xué)生使用基本儀器的技能，必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來(lái)，這樣既有利于鞏固基礎知識，又能幫助學(xué)生理解為什么這樣使用儀器；只有理解了儀器原理，使用起來(lái)才會(huì )更加自覺(jué)和主動(dòng)。
（二）培養學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗過(guò)程必須掌握的技能
１．培養學(xué)生掌握實(shí)驗的一般原理、進(jìn)行實(shí)驗設計和實(shí)驗方法的技能。首先要求學(xué)生明確各個(gè)實(shí)驗的目的、原理或理論根據，根據實(shí)驗的原理、要求對實(shí)驗進(jìn)行設計，包括用什么物理定律、公式，電學(xué)實(shí)驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實(shí)驗條件，進(jìn)而設計好實(shí)驗步驟，畫(huà)好記錄表格等。
２．培養學(xué)生正確記錄實(shí)驗數據，并能進(jìn)行運算和分析，以得出正確結論的能力
這是實(shí)驗能否成功的關(guān)鍵。要培養學(xué)生這方面的技能，要求學(xué)生集中精力，按實(shí)驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據，有的實(shí)驗則要求測量或操作時(shí)動(dòng)作迅速，要把握時(shí)機，如：溫度測量、電學(xué)測量。要按實(shí)驗先后順序將需要測定的各量測出，并記錄下來(lái)。讀取數據和記錄必須注意：①讀數要及時(shí)，并馬上記錄；②要記錄完整數據，按有效數字的方式記錄；③數據的單位要正確。 一般要求學(xué)生實(shí)驗前列出表格，表格設計要求：能記錄直接測出的各物理量，能記錄各次測出的量，能填寫(xiě)計算出來(lái)的中間數據和最后數據等內容。
進(jìn)行數據處理、運算，對實(shí)驗結論進(jìn)行分析。在整理數據時(shí)，如發(fā)現有不合理的數據，應對該數據補測。要指導學(xué)生按有效運算法去處理數據對實(shí)驗結果進(jìn)行適當分析討論，如：討論數據說(shuō)明什么？與理論計算有何偏差？實(shí)驗過(guò)程為何這樣設計？實(shí)驗結果的物理意義（結論）是什么？對一些成績(jì)優(yōu)良的學(xué)生，還可讓他們設計某個(gè)達到相同目的的實(shí)驗。對實(shí)驗能力強的學(xué)生，許多深一層次的問(wèn)題都可以在這里分析研究，從而加強了對學(xué)生思維能力的培養，有效地鞏固知識，技能更加熟練。
３．要使學(xué)生了解誤差概念，并學(xué)會(huì )初步的誤差計算和分析。實(shí)驗后，要指導學(xué)生分析實(shí)驗誤差的原因，說(shuō)明實(shí)驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷，實(shí)驗原理、裝置不完善而引起的，如：螺旋測微器零點(diǎn)不準；電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器，或是改進(jìn)實(shí)驗方法。改進(jìn)實(shí)驗的方法，可改變儀器的位置或儀器的布置，撤換某件儀器，改變所選取的某個(gè)參數，改變實(shí)驗方法乃至改換實(shí)驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤(pán)上，分別稱(chēng)衡，可以發(fā)現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值，可以發(fā)現周期與擺角有關(guān)。
偶然誤差是在實(shí)驗條件不變的情況下，對某一物理量進(jìn)行多次重復測量時(shí)，由于各種偶然因素產(chǎn)生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術(shù)平均值，以其平均值為最終的結果。測量次數取多少，要根據偶然誤差對被測量影響的大小來(lái)確定。如：測量值的有效數值較小時(shí)或測量值變動(dòng)較大時(shí)等，應當多測量幾次。
４．會(huì )寫(xiě)一般的實(shí)驗報告。學(xué)生在實(shí)驗結束后，應根據原始記錄和實(shí)驗時(shí)的體會(huì )，寫(xiě)出實(shí)驗報告。實(shí)驗報告內容主要有：實(shí)驗名稱(chēng)、目的、器材、原理、方法和步驟、實(shí)驗數據、數據計算和處理、實(shí)驗結論及誤差分析等。這是一個(gè)很重要的技能，對實(shí)驗報告的寫(xiě)法、格式要嚴格要求，書(shū)寫(xiě)時(shí)，要求層次清楚，語(yǔ)言流暢，文字精練、正確，圖文并茂，要總結出實(shí)驗成功的經(jīng)驗或實(shí)驗失敗的原因，使學(xué)生將來(lái)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗時(shí)能寫(xiě)出自己的實(shí)踐成果，并讓別人看懂。
在批改實(shí)驗報告時(shí)要注意學(xué)生思維的火花，如對某個(gè)問(wèn)題的獨特看法，對某項操作的有益建議，對實(shí)驗的改進(jìn)意見(jiàn)等，要給予鼓勵，并要及時(shí)與之討論，讓師生都有所收獲。這樣做，既延伸了實(shí)驗課的教學(xué)，使之與理論課的教學(xué)有了更深層次的交匯與滲透，又是提高學(xué)生動(dòng)手技能的有效渠道。
５．養成良好的實(shí)驗習慣，包括愛(ài)護儀器，遵守安全操作規則和尊重實(shí)驗事實(shí)的習慣等。如：做電學(xué)實(shí)驗結束時(shí)，應將儀器調到最安全的狀態(tài)再切斷電源，然后拆除連接線(xiàn)，整理好儀器和導線(xiàn)。要經(jīng)常地對學(xué)生進(jìn)行良好實(shí)驗習慣的教育，以免損壞儀器及發(fā)生實(shí)驗事故等。
其次培養學(xué)生實(shí)驗技能的途徑的方法
１．實(shí)驗課是培養學(xué)生實(shí)驗技能的基本途徑。認真上好實(shí)驗課，既能幫助學(xué)生牢固地掌握物理知識，又能培養學(xué)生的實(shí)驗技能，是訓練和提高實(shí)驗技能的基本途徑。
實(shí)驗課包括演示實(shí)驗和分組實(shí)驗。演示實(shí)驗是學(xué)生使用儀器，進(jìn)行實(shí)驗操作典范，它教給學(xué)生正確的實(shí)驗方法。如：如何正確使用儀器、安排實(shí)驗步驟、操作、讀數和記錄數據、列表和作圖線(xiàn)、分析和推理，得出正確結論及分析誤差等。通過(guò)大量的演示實(shí)驗，學(xué)生可以在長(cháng)年累月的耳聞目睹中，潛移默化地學(xué)到實(shí)驗技能。
２．盡可能將演示實(shí)驗改為分組實(shí)驗。如:牛頓第二定律等。
３．將驗證性實(shí)驗改為探討性的實(shí)驗。先讓學(xué)生去研究、探索物理量之間的關(guān)系，后總結出物理規律。
４．開(kāi)辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識，又可培養學(xué)生的實(shí)驗技能。主要形式有：①指導學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)驗；②組織參觀(guān)活動(dòng)；③舉行操作實(shí)驗競賽；④組織課外興趣小組；⑤舉辦物理科技晚會(huì )等。
５．實(shí)驗考查�？疾榈男问接校孩贂�(shū)面實(shí)驗考試；②實(shí)物實(shí)驗操作的考查。
總之，這就是當前我貫徹和實(shí)施素質(zhì)教育，提高學(xué)生實(shí)驗素質(zhì)的正確教育思想。學(xué)生實(shí)驗技能的培養需通過(guò)多方面的長(cháng)期培養，但作為學(xué)生物理實(shí)驗技能的培養，上述所論及的是最主要、最基本的。因此，抓好上述的技能培養是抓住了矛盾的主要方面。
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