如何提高学生物理实验能力

交流论文

如何提高学生物理实验能力

资中县第一中学朱派明

二○○三年三月

如何提高学生物理实验能力

物理是一门实验科学，物理学的建立和发展都是在实验的基础上进行的。实验能力的高低、实验术素质的好坏，是衡量一个学生学习物理水平的标准之一。在各级物理考试中，实验部分都占有相当的比例，特别是物理竟赛中，物理实验所占比例更大，设计实验更多，所以，要想在物理考试中取得较好成绩，必须提高物理实验能力。在最近几年的高考中，实验题在考察学生实验能力方面，设计实验方面都有较大提高。为此，我们在提高学生物理实验能力方面做了一些探索，现将我们的一些做法总结如下：

一.重视实验基本功的训练，培养学生实验基本操作能力

物理实验基本功是指实验的基本理论、基本方法和基本操作技能。实验的基本理论是：（1）充分认识实验的作用，通过实验使学生了解实验的设计思想和实验的原理；（2）能分析实验误差。实验的基本方法是：（1）了解实验的过程和步骤，能设计表格、处理实验数据、画出图象-得出结论；（2）会利用实验方法（如：等效法、累积法、比较法、图象法、半偏法、留迹法控制变量法）进行准确测量。实验的基本技能是：（1）能正确、熟练按操作规则使用物理仪器；（2）能根据实验正确地选择物理仪器；（3）能仔细观察实验现象，认真读数、记数、处理数据，对实验结果做出正确解释；（4）能排除在实验中出现的简单故障；（5）能写出规范的实验报告；（6）能总结实验中的得失。

实验基本功的训练主要是在高一阶段，认真做好课本的每一个演示实验和分组实验，通过演示实验、分组实验及课外实验来培养和规范学生的实验操作能力。有的教师认为课本演示实验和分组实验都有很“死”的“程序”，对规范学生的实验超操做能力帮助不大，但我们认为只要学生能严格按要求做好这些实验，对于训练学生的实验基本功，培养学生的实验操作能力有重要作用做能力，为以后实验打下坚实基础。

例如：“用双缝干涉测光的波长”实验，由于这个实验在高考中不作要求（现

在的新大纲已作要求），所以有不少学校没有开设这个实验，最多也只是用杨氏干涉仪器先由老师调好，让学生轮流观察干涉条纹，其实这个实验的原理较简单，但对仪器的调试要求很高，一个仪器没有调好实验现象（干涉条纹）就不会出现。为了训练学生的操作能力，我们开设了这个实验，学生在实验中经过多次失败，反复调试，最后观察到了实验现象，让学生们都感受到物理概念和规律是来之不易的。这个实验的目的在于训练学生对光学仪器共轴的调试能力，学会使用显微镜测长度的方法，也锻炼了学生的实验毅力和在失败中总结经验的能力

二.通过物理实验教学，培养学生的观察能力

提高学生的物理实验能力，首先要提高学生的观察能力，通过观察可以丰富学生的知识，扩大学生视野。在物理实验课上，要使学生养成对实验有目的、有步骤、有层次的观察习惯，启发学生分层次，采用不同方法进行观察。

1、对实验仪器的观察。教师可根据学生的心理特点，采取直接观察法。如：通过挂图或实物，让学生了解仪器的结构、量程、最小刻度（准确度）、用途，也可以采用对比观察法、特点观察法，使学生区别电流表、电压表、欧姆表以及其刻度特点，这样既直观又有对比，学生印象深刻。

2、对物理现象及过程的观察。在实验过程中，教师应引导学生根据实验目的、任务、要求明确观察什么，以及发生该物理现象的条件（或过程）。如：《研究电池感应现象》中教师应引导学生观察电流表指针是否偏转，向什么方向偏转。从而确定感应电流的方向，同时引导学生观察指针偏转的条件是什么？

3、引导学生仔细观察，提出质疑。观察能力的提高要求学生善于在观察中提出问题，并在观察中对问题加以认真分析和反复推敲，找出正确解释。如：在《摩擦起电》实验中，大部分学生只观察到带电棒将纸屑吸引上来，而少部分学生观察更仔细，他们还同时注意到纸屑接触带电棒后又跳开，教师可引导学生注意观察，并对学生提出质疑，认真分析，正确解释，消除疑问。充分体现他们的能力；对学生无法解释的，教师应有正确的解释。

三.通过对物理实验教学，培养学生的思维能力

物理思维能力是学生观察能力的提高和延续，是指学生在观察基础上将所学知识与观察到的现象相接合，通过抽象，认识问题的本质，从而提高分析问题和解决问题的能力。在实验教学中要培养学生的思维能力，关键在于启发学生正确思考，让学生自己根据实验原理确定使用仪器、实验步骤，在教师指导下，独立完成实验的全过程。

1、设置疑问，激发思维。

根据学生的心理特点，具有强烈的好奇心和求知欲，教师可根据实验目的、原理、步骤、器材，精心设计有启发性的问题，引导学生思考。如：”在测定金属电阻率“实验中，教师在讲解此实验中，可提问：要测电阻率，先要知道哪些量（S、L、R）？这些量怎样测量？-需要哪些实验仪器？采用哪种接法（包括电流表接法和滑动变阻器接法）？通过提问，激发学生思维。

2、完善实验，促进思维。

在中学物理实验中，有的实验从理论上讲是可行的，而实际操作中会出现许多问题，对那些不够完善的实验可以根据实验的不足之处加以改进，如：“测定玻璃的折射率”实验中，按书本上介绍的方法在实际操做会出现不少问题：如○1打头针插不竖直、○2在木板上大头针不易插进，有的学生（女生居多）便把玻璃砖当锤子用来钉大头针----。怎样避免以上问题，让学生思考，最后得出只需作一个小的改动，将木板换成平整的泡沫板即可。再如：“研究平抛物体的运动”实验中，若照以前教材的方法，要确定一个平抛轨迹上的一个点是很难的，该实验也可让学生提出改进方案------。

3、总结提高，深化思维。

在实验结束后，教师应引导学生总结、比较、找出原因、分析条件。如：“电阻测量”实验中，比较学生用内接法、外接法测出的电阻是否相同？为什么不同？什么条件下采用什么方法。通过分析比较，使学生加深理解，达到训练学生思维

能力，深化思维目的。

四.加强设计实验思想的培养，提高学生的设计实验能力。

设计性实验要求理解实验原理，编写实验步骤，设计实验表格，正确选用仪器和器材，并进行实验操作得出正确实验结果的一种实验形式。在物理实验竞赛中及最近几年的高考中，这种实验较常见，它对学生的能力要求也特别高。设计实验是一种最高水平的实验能力，是活化知识、进行创造性活动所必须具备的一种能力。

每个实验都有各自的设计思想，一个成功的实验，其设计思想总包含着对自己知识的灵活应用与创造性的科学构想。引导学生领会前人的实验设计思想，体会科学家所经历的探索过程，是一条培养学生具有设计实验能力的有效途径。例如：卡文迪许测量万有引力恒量实验。在介绍这个实验时，利用卡文迪许扭称实验模型，讲清实验的设计思想，由于物体间的引力非常微小，把微小的引力观察出来，是实验设计的关键。这里卡问迪许把万有引力转化为一对力偶是第一次放大；把力偶的作用转化为石英丝的转形变是第二次放大；把扭转形变通过光的反射转化到较大距离的标尺上读数（光杠杆的放大）是第三次放大。通过三次“转化”和“放大”的作用，就可以比较准确的观察测量出微小的引力。这个实验的设计思路十分巧妙，第三次放大的是利用光杠杆放大方法，挖掘出它们的设计思想对于提高学生的实验设计能力有很大的帮助。

平时利用课堂上的时间，专门出一些问题来让学生设计实验。所出的问题包括实验目的、实验器材和实验要求等方面的内容。并且引导学生从实验的目的出发，结合实验器材的用途，并利用自己掌握的实验方法设计出几种实验方案，然后按照实验设计的四个原则：（1）正确性。实验方案所依据的原理应正确，符合物理学的基本原理；（2）实验方案的实施要安全可靠，不会对人体、仪器、器材造成危害；（3）简便性。实验应当便于操作、读数及数据处理；（4）精确性。尽量减少外界环境对实验的影响。