淺談物理教學中對學生實驗技能的培養
摘 要：物理學科與其它學科的聯系、使用儀器的技能關鍵詞：系統；實驗數據；實驗習慣；構造原理
物理實驗教學，對提高學生的觀察能力、動手操作能力、思維能力有突出的貢獻。物理課與數學、語文課的知識聯系也很密切，并且它是一門以實驗為基礎的科學。所有的物理知識，包括物理概念、定律和理論，都是在實驗的基礎上建立起來的。因此，培養學生的實驗技能，對學生今后走上工作崗位都有重要的基礎作用。
下面我試從兩個方面淺談學生實驗技能的培養。
首先要注重對學生實驗技能培養的方法
（一）培養學生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎。基本儀器主要有：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、打點計時器、電流表、電壓表、滑動變阻器、電阻箱、多用電表歐姆檔等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。”要讓學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，應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導：
１．各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學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，避免超過量程而可能損壞儀器。
２．使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點，否則測出的數據就不準確。如：“對電流表、電壓表等應學會調整零點，對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器，還要學會零誤差修正，讓學生懂得零點是相對的，零誤差的修正在生產上有普遍意義。因此，必須使學生養成使用基本測量儀器前調節零點或修正零誤差的習慣。
３．會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法，關鍵是會讀出儀器的最小刻度值，會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時，要學會正確讀數的姿勢。如：從量筒上讀數時，眼視線應與液面保持相平，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，視線應與刻度盤垂直，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，使用前和秤量時都要做到橫梁平衡，同時必須嚴格保護刀口，要讓學生理解保護刀口的重要性，從而自覺遵守使用方法和規則。顯然，培養學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，這樣既有利于鞏固基礎知識，又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器；只有理解了儀器原理，使用起來才會更加自覺和主動。
（二）培養學生進行實驗過程必須掌握的技能
１．培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據，根據實驗的原理、要求對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等。
２．培養學生正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力
這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能，要求學生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如：溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出，并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意：①讀數要及時，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。 一般要求學生實驗前列出表格，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，能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。
進行數據處理、運算，對實驗結論進行分析。在整理數據時，如發現有不合理的數據，應對該數據補測。要指導學生按有效運算法去處理數據對實驗結果進行適當分析討論，如：討論數據說明什么？與理論計算有何偏差？實驗過程為何這樣設計？實驗結果的物理意義（結論）是什么？對一些成績優良的學生，還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。對實驗能力強的學生，許多深一層次的問題都可以在這里分析研究，從而加強了對學生思維能力的培養，有效地鞏固知識，技能更加熟練。
３．要使學生了解誤差概念，并學會初步的誤差計算和分析。實驗后，要指導學生分析實驗誤差的原因，說明實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，實驗原理、裝置不完善而引起的，如：螺旋測微器零點不準；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，或是改進實驗方法。改進實驗的方法，可改變儀器的位置或儀器的布置，撤換某件儀器，改變所選取的某個參數，改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上，分別稱衡，可以發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，可以發現周期與擺角有關。
偶然誤差是在實驗條件不變的情況下，對某一物理量進行多次重復測量時，由于各種偶然因素產生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值，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確定。如：測量值的有效數值較小時或測量值變動較大時等，應當多測量幾次。
４．會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后，應根據原始記錄和實驗時的體會，寫出實驗報告。實驗報告內容主要有：實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能，對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求，書寫時，要求層次清楚，語言流暢，文字精練、正確，圖文并茂，要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因，使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果，并讓別人看懂。
在批改實驗報告時要注意學生思維的火花，如對某個問題的獨特看法，對某項操作的有益建議，對實驗的改進意見等，要給予鼓勵，并要及時與之討論，讓師生都有所收獲。這樣做，既延伸了實驗課的教學，使之與理論課的教學有了更深層次的交匯與滲透，又是提高學生動手技能的有效渠道。
５．養成良好的實驗習慣，包括愛護儀器，遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。如：做電學實驗結束時，應將儀器調到最安全的狀態再切斷電源，然后拆除連接線，整理好儀器和導線。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育，以免損壞儀器及發生實驗事故等。
其次培養學生實驗技能的途徑的方法
１．實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課，既能幫助學生牢固地掌握物理知識，又能培養學生的實驗技能，是訓練和提高實驗技能的基本途徑。
實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是學生使用儀器，進行實驗操作典范，它教給學生正確的實驗方法。如：如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數和記錄數據、列表和作圖線、分析和推理，得出正確結論及分析誤差等。通過大量的演示實驗，學生可以在長年累月的耳聞目睹中，潛移默化地學到實驗技能。
２．盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:牛頓第二定律等。
３．將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系，后總結出物理規律。
４．開辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識，又可培養學生的實驗技能。主要形式有：①指導學生進行課外實驗；②組織參觀活動；③舉行操作實驗競賽；④組織課外興趣小組；⑤舉辦物理科技晚會等。
５．實驗考查。考查的形式有：①書面實驗考試；②實物實驗操作的考查。
總之，這就是當前我貫徹和實施素質教育，提高學生實驗素質的正確教育思想。學生實驗技能的培養需通過多方面的長期培養，但作為學生物理實驗技能的培養，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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