物理实验中如何培养学生的实验能力

物理学是一门以实验为基础的学科,学生实验能力的提高,是物理教学质量的关键,下面就初中物理探究实验教学中的能力培养问题谈谈笔者的想法和做法.

1培养学生阅读使用说明书的能力

学会正确使用仪器,是进行探究实验的关键,怎样培养学生正确使用实验仪器的能力呢?把主动权交给学生,学生一看就会的不讲或少讲,不要怕学生不会用!游戏机、手机比我们很多实验仪器都复杂,学生是怎么学会用的,都是看着说明书学会用的.笔者在仪器使用的教学上是这样做的,先让学生阅读仪器的使用说明书,再观察仪器,然后按照使用说明书进行调节、使用.养成长期坚持看说明书的习惯,只要是有关新的仪器使用的教学,学生都知道先看说明书,再按说明书上的要求去进行调节、使用.

2培养学生处理实验数据的能力

实验数据是我们总结规律的第一手材料,在探究实验教学过程中要从三个方面培养学生分析实验数据的能力.

2.1正确读数的能力

关键要让学生先弄清仪器上标明刻度的分度值、量程、眼睛的位置,再就是要让学生正确读数并进行估读数据.

2.2数据的处理能力

处理数据就是把数据列成表格或把记录的数据画成图象.在探究实验教学过程中,要指导学生根据测量的物理量,正确设计好记录数据的表格,正确建立直角坐标系,正确标明横、纵坐标的数字和单位等,为下一步的分析数据总结规律作好铺垫.如在用伏安法测电阻时,设计的记录数据表格及记录数据如表1.

表1 U/V I/A R/Ω1 1 0.5 22 2 1.01 1.983 3 1.48 2.032.3数据的判断能力

在中考的试题中,提供的记录数据中有时个别数据是明显错误的,考察学生对数据的正确性判断能力,要求学生将错误的数据找出来,平时的教学中,要强化学生判断数据是否正确的意识,如在密度的探究实验教学中,同一种物质,质量与体积的比值是一个定值,若某组数据的比值与其他组差距很大,则这组数据是记录错误的!

3培养学生总结实验结论的能力

实验结论是在探究实验的基础上,总结出来的物理规律,也是我们用来解决物理实际问题的理论依据,实验结论是通过对实验现象的观察和实验数据的分析总结而得出的.对于观察实验现象得出结论,重点放在引导学生弄清实验的条件及控制的变量上,如：在探究电磁感应现象时,得出产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）部分导体；（3）切割磁感线运动.在探究压力作用效果（压强）与哪些因素有关时,当压力一定时,受力面积越小,压强越大；当受力面积一定时,压力越大,压强越大.对于通过实验数据的分析得出结论,重点放在引导学生分析数据或图象的特点上,如在分析定值电阻的伏安特性图象（横坐标表示电流,纵坐标表示电压）时,我们可观察到图象是一条倾斜直线,是一个典型的正比例函数图象,表明定值电阻的两端电压与电流的比值是不变的,从而可以纠正认为导体的电阻与电压成正比,与导体中的电流成反比的错误认识.在观察分析水加热至沸腾的温度、时间图象时,我们发现水沸腾后,出现一段水平直线,表明水沸腾后,吸收热量,但温度保持不变,这正是我们应该知道的水沸腾时的规律.

4培养学生分析误差的能力

在最近几年的探究类考题中,经常出现一些与实验误差有关的问题,让很多学生防不胜防,造成大面积失分!因此,学生分析实验误差能力的培养要引起高度重视.笔者在实验探究的过程中是从演示实验中就开始引导学生分析的,在学生分组实验中,都要求学生对自己的实验进行评估,让学生通过优化实验方案,重组实验顺序,以减小实验误差.如在演示定滑轮省力情况时,用弹簧测力计竖直向下拉与沿水平方向拉两次的示数比较,让学生知道沿水平方向拉时,实验误差更小,消除了弹簧测力计本身重力对实验结果的影响.在后面的测滑轮组机械效率的实验中,让学生通过讨论懂得应该如何用弹簧测力计拉着绳的自由端提升物体,才能减小实验误差.又如在用天平、量筒等测液体的密度实验中,让学生分析按不同的实验步骤进行实验,讨论实验结果与液体密度真实值的差异大小,再让学生选择出最佳的实验步骤,从而得出更准确的结论.

5培养学生的创新能力

在教学中设计开放性问题,要求学生通过猜想展开发散性思维,最终得出一个或多个合理的结论.例如学习“能的转化和守恒定律”后,就引导学生思考：能量守恒,那么最初能量从哪儿来?根据质能方程E等于mc2,能量与质量有关,而质量也守恒,那么最初的质量又从哪里来?既然都守恒,我们身边客观地存在着物质和能量,那么在我们以外,一定存在着另类物质和能量,正是它们平衡了我们身边的这些物质和能量,也就是存在着等量的负物质、负能量,整个宇宙中的正、负物质或正负能量的总和是否为零?正、负物质和正、负能量又怎样分开的?这些无穷无尽的问题,就是学生未来创新的源泉!

教师要灵活多样的诱导学生思维发散.对同一个现象要提出多个问题,对同一个问题要多种解法,对一个解法要多角度评议,对问题的条件做各种顺逆、扩缩,引导学生从不同的方面观察,通过知识串联,达到举一反三、触类旁通,提高了学生思维的灵活性,防止定势思维,培养发散思维.富兰克林在做静电实验时,他的夫人碰到莱顿瓶,意外地发生了闪电,他马上联想到天空闪电,从而揭示了大自然中雷电的本质.在学会了伏安法测电阻后,还要引导学生讨论,给你一个已知电阻和一个电压表、电源、开关、导线等,如何测未知电阻?给你一个已知电阻和一个电流表、电源、开关、导线等,如何测未知电阻?给你一个电阻箱和一个电流表、电源、开关、导线等,如何测未知电阻?在学生学会了用托盘天平,量筒等测液体的密度后,引导学生分析思考：如何用瓶子、水、托盘天平等测液体的密度?如何用U型管、刻度尺、水等测不溶于水的液体的密度?如何用方木块、烧杯、水、刻度尺等测液体的密度?如何利用弹簧测力计、细线、小金属块,水,烧杯等测液体的密度?通过引导学生运用不同的器材,不同的方法来进行探究实验,才能使学生的实验探究思路开阔,方法灵活,促进学生实验探究能力的提高.