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教師如何培養學生的實驗能力的探討的論文

2021-02-17 論文

  一、在具體實驗中有意識地培養、訓練學生的物理實驗思想方法

  1.“控制變量法”:如牛頓第二定律、歐姆定律、電阻定律、“探究單擺周期與哪些因素有關”等實驗。

  2.對比法:如通電自感和斷電自感實驗中,兩盞燈泡發光情況的對比等。

  3.轉換法:如:碰撞中的動量守恒實驗,需要測量瞬時速度,而在我們很多學校沒有這樣的條件,可以測量出瞬時速度,在我們平時的實驗過程中,就可以根據平拋運動的規律,把瞬時速度的測量轉換為水平方向位移的測量。又如在“測定玻璃的折射率”的實驗中,本應測量入射角和折射角,再根據n=sini/sinr求出折射率,但角度不容易測準確(一般所用的量角器的最小分度是1°,并且測角度時頂點很難對得特別準確),而通過做輔助線的方法可以把測角度轉換為測線段的長度,提高了測量的準確度。以及焦耳定律、電容充放電、布朗運動等。

  4.替代法:如“互成角度兩個共點力的合成”,用天平稱物體的質量、電阻的測量等,古代三國時期曹沖稱象的故事也是替代法的典型實例。

  5.累積法:如“用單擺測重力加速度”中周期的測量,測一張紙的厚度、用刻度尺測金屬絲的直徑等等。

  6.留跡法:像平拋物體運動的軌跡、小球落地的位置、小車運動的位移等,采用復寫紙、噴墨水、打點等方法,就能較準確地記錄它們的位置。

  7.放大法:如:用力捏截面為橢圓的玻璃瓶使其形變,及茶杯放在桌面使桌面發生形變實驗,卡文迪許扭秤實驗等。

  二、有意識培養、訓練學生在數據處理中運用表格法、圖像法的能力

  如:圖象法應著重訓練學生:①搞清楚縱軸和橫軸所代表的物理量,明確要描述的是哪兩個物理量之間的關系;②區別圖線與物體實際運動的軌跡。如,區別s-t圖象與物體實際運動的軌跡;③根據實際問題靈活地建立坐標系,確定兩個合適的物理量來作出圖象;④從物理意義上去認識圖象,由圖象的形狀看出物理過程的特征,由截距、斜率、圖線所圍的面積、兩圖線交點等有特殊意義的方面看出其中隱含的`物理意義。

  三、有意識培養、訓練學生通過處理信息得出結論的能力

  如何培養學生從實驗現象和數據中找出規律性的東西?這就要讓學生學會并掌握一些物理分析方法:比如最常用的實驗歸納法和圖象法。

  1.歸納法:例如,在《楞次定律》教學中對實驗現象的分析、歸納得出結論的過程,學生通過實驗記錄了“電流表指針偏轉方向”,接著在老師的引導下,學生對第一次實驗現象,按表中標的序號順序對各項進行推理、分析、對比、歸納得出“當穿過線圈的磁通量增大時,感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反”。對于第2、3、4次實驗現象的推理、分析、對比、歸納得出結論,學生就會將第一次的方法遷移,較快且輕松地得出正確的結論,同時進一步引導學生對4次實驗結論進行歸納、概括出總結論——楞次定律。在課堂教學中要充分利用教材中的有限資源,使學生“歸納”的水平逐漸提高,逐漸內化。

  2.圖象法:首先,要讓學生理解圖象的意義;其次,要慢慢展示運用圖象法的全過程,為學生提供模仿的機會;再次,多創造讓學生獨立運用圖象法處理數據得出結論的機會;最后,應特別注意培養學生在作圖的過程中的科學精神和科學態度,嚴防學生根據數據描點時不認真,甚至,偽造數據,以及出現根據所描的點作圖線時過于草率的現象。實際教學中,我們發現許多學生畫直線太隨便,甚至不用尺子而徒手畫。我們教學中應讓學生明白,如果在處理圖象時不仔細認真,那么前面就應選用系統誤差小的測量方法,選用精度高的測量儀器也就前功盡棄了。

  四、對實驗過程和結果進行必要的評價和反思

  對于探究實驗,得到探究結果并非完成了探究過程,關鍵是要對整個探究過程中的實驗過程和結論進行必要的反思,例如,學生通過探究過程有哪些啟示,整個過程有哪些優點,還有哪些不足,需要如何改進等等。對于科學探究的過程來說,這些分析、評價和反思都是十分必要的,也有利于提高學生的實驗能力、創新能力和研究能力。

  五、在完成實驗之后,如何指導學生撰寫實驗報告

  新課程實施后,對于物理的實驗報告的撰寫,有的老師還是采用以往的形式,即:實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗步驟(含操作、記錄、處理、結論)、誤差分析等,沒有做任何改變,我覺得與新課程理念不符。而又有的老師使用教材配套的《實驗探究報告冊》,所有的實驗又都是相同的欄目:提出問題、猜想與假設、探究目的、實驗設計、進行實驗與搜集證據、實驗結論、探究收獲、注意事項、實驗創新,顯得過于呆板,實際上并非所有的實驗都需要這些欄目。有些實驗有猜想就不一定要再有假設,有分析就不一定要有論證。因此,對于實驗探究報告的要求,筆者認為,需要哪些項目就寫哪些項目,不要貪圖全面,客觀地由學生按照需要來寫,避免出現“八股式實驗報告”。

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