浅谈学生分组实验的基本技能

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  在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,这就需要发挥教师的主导作用。实验时,教师可先介绍实验目的、方法及注意事项,然后教师在台上做示范,学生在台下跟着教师做,这种方法对于起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的步步指导下,养成良好的实验方法、实验修养。随着实验技能的不断提高,应逐步培养学生自己设计实验,独立完成实验的能力。
  一、首先要培养学生使用基本仪器的能力
  “千里之行,始于足下”。掌握基本仪器的使用,是做好物理实验的基础,教师要引起高度重视。基本仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆挡等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,以达到熟练、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性和个性来加以认真讲解,最后进行书面和现场考试,这样效果比较好。
  二、培养学生正确调整和安装仪器,正确连接电路的能力和识图的能力
  要做实验,首先需要安装、调整好仪器或正确连接电路。如:力学实验中的支架、滑轮的安装,牵引线的走向,斜面的架设等,有时要对一些仪器做机械调整或电气调整,如:使用气垫导轨前,必须先调到水平位置;在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始沿主回路进行,其次为支路;主回路中必须有开关(先断开);导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上。教师要反复强调安培表、伏特表的连接特点及“+”、“一”极的接线位置,让学生学会用欧姆定律正确估算量程,既避免量程过大,使测量值的误差大,又避免量程过小,导致仪表被损坏。学生掌握了基本实验技能,就能独立动手操作,打好实验基础,学到课本上没有的或者是一带而过的知识。电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。这些技能的培养,从初中开始应先有示范,让学生模仿学习,然后逐步提高到由教师讲述方法及注意事项,由学生独立去安装、调整。
  三、培养学生记录,并分析处理实验数据的能力
  这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的能力,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据。有的实验则要求测量或操作时,动作迅速,要把握时机,如:温度测量等。要按实验先后顺序将需要测定的数测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格。
  
  在整理数据时,如发现有不合理的数据,应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据,对实验结果进行适当分析讨论,如:讨论数据说明什么?与理论计算有何偏差?实验过程为何这样设计?实验结果的物理意义(结论)是什么?
  四、要使学生了解误差的概念,并学会初步的误差计算和分析
  实验后,要指导学生分析实验误差,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷,实验原理、装置不完善而引起的,如:螺旋测微器零点不准;电表的灵敏度等。减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法。例如将物体放在天平左、右盘上,分别称量,可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值,可以发现周期与摆角有关。
  偶然误差是在实验条件不变的情况下,对某一物理量进行多次重复测量时,由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值,以其平均值为最终的结果。测量次数取多少,要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。
  综上所述,要培养学生这方面的技能,必须让学生懂得误差的存在和来源,其次是确定减少误差的方法。
  五、会写一般的实验报告
  学生在实验结束后,应根据原始记录和实验时的体会,写出实验报告。实验报告内容主要有:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能,对实验报告的写法、格式要严格要求,要总结出实验成功的经验或实验失败的原因。
  在批改实验报告时要注意学生思维的火花,如对某个问题的独特看法,对某项操作的有益建议,对实验的改进意见等,要给予鼓励,并要及时与之讨论,让师生都有所收获。这样做,既延伸了实验课的教学,使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透。
  (责任编辑 易志毅)
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