學(xué)生物理觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰﹀憻?/h1>
時間：2022-05-30 10:30:00
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學(xué)生實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生對物理事實(shí)獲得更具體的，明確的認(rèn)識，這是理解概念和規(guī)律必要的基礎(chǔ)。觀察和實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)能力，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，引起學(xué)生的興趣，具有不可代替的作用。在中學(xué)物理教學(xué)中，必須充分注意抓好實(shí)驗(yàn)這一重要培養(yǎng)學(xué)生觀察思維能力的教學(xué)環(huán)節(jié)，為培養(yǎng)學(xué)生敏銳的洞察力和動手能力打下良好的基礎(chǔ)。就目前，我國的中學(xué)物理教學(xué)中關(guān)于實(shí)驗(yàn)部分，分為教師教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)兩部分，物理課堂上演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生觀察意識與創(chuàng)新能力，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)則著重培養(yǎng)學(xué)生探究問題、解決問題的動手創(chuàng)新能力。
一、教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)
演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中很重要的一個環(huán)節(jié)。所謂演示實(shí)驗(yàn)是指把物理現(xiàn)象直觀地向?qū)W生展示的過程。除了通常用物理儀器和實(shí)物進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)演示之外，還包括教師出示的模型、實(shí)物;用投影教具、模擬教具進(jìn)行的操作演示;放映物理錄像片、電影片、幻燈片等聲像教學(xué)以及利用微機(jī)進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)等。演示實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維、創(chuàng)新能力，提高他們發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力的有效途徑。因此演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)該精心準(zhǔn)備、反復(fù)演練，還要注意以下幾點(diǎn)。
1．從觀察實(shí)驗(yàn)儀器入手，抓好起步
培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察思維能力，先要培養(yǎng)他們熟練地觀察儀器、儀表的能力。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有些初中畢業(yè)學(xué)生了對各種儀器、儀表都不會讀數(shù)，最小刻度不會區(qū)分，有效數(shù)字不會估讀等，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中對儀器、儀表讀數(shù)的變化無法應(yīng)對或無視存在。因此，從最基本的“長度測量”開始，抓好起步，每學(xué)一件新儀器都要做到:清楚量度單位、最小分度;清楚量度范圍、零刻度的位置是否要校正;掌握其讀數(shù)的方法和原則。一般地，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生采取列表歸納的方法，把各種測量儀器的使用細(xì)則圖表化，從而加強(qiáng)學(xué)生觀察測量儀器的基本訓(xùn)練。
2．指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察，觀察任務(wù)要具體化
在教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示中，教師首先要考慮到學(xué)生的感知水平，根據(jù)教學(xué)的要求，把某些物理過程放慢或加快、放大或縮小，引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致地觀察，以便突出事物的本質(zhì)，使學(xué)生獲得完整、鮮明的感性知識。在實(shí)驗(yàn)過程中，每一步都要告訴學(xué)生觀察什么，考慮觀察到的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生思考，弄清這些現(xiàn)象說明什么，可以得到什么結(jié)論等等。使學(xué)生在觀察演示實(shí)驗(yàn)時，要做到目的明確、客觀存在;既有整體觀察，又能選擇觀察重點(diǎn);既能理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又能保證精細(xì)觀察，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察心理品質(zhì)。例如:在研究物體的微小量形變的實(shí)驗(yàn)中，就可以利用橢圓形的大墨水瓶中裝滿染紅色的水，用一個帶毛細(xì)管的瓶塞密封住瓶口，毛細(xì)管后襯白色紙屏。演示前，就要說明用帶毛細(xì)管瓶塞密封瓶口的目的是為了利用水壓使紅色水柱上升，因此同學(xué)們在觀察時就要注意不同方向擠壓時紅色水柱的高度變化。演示時，在瓶子的截面短軸方向擠壓，觀察到紅色水柱明顯上升，學(xué)生此時就有疑問:溫度計(jì)水銀面的升降是因?yàn)樗y的熱脹冷縮而引起的，那么玻璃瓶水面的變化是不是由于手的溫度導(dǎo)致玻璃瓶內(nèi)的水熱脹冷縮而引起水面的變化呢?這時在瓶子長軸方向擠壓，觀察到紅色水柱明顯下降，從而證明水面的變化不是水的熱脹冷縮，否定了學(xué)生想法，也證實(shí)了玻璃瓶由于彈性力(手的擠壓)而產(chǎn)生了形變。如果教師在演示實(shí)驗(yàn)中只是自己邊講邊做邊記錄數(shù)據(jù)，學(xué)生看不清或是體會不到，那演示實(shí)驗(yàn)就失去了演示的效果和意義。
3．正確對待實(shí)驗(yàn)誤差和失敗
教師作演示實(shí)驗(yàn)，操作要規(guī)范，身傳勝于言教，對學(xué)生要起到良好的示范作用。通過實(shí)驗(yàn)演示，不但要教給學(xué)生物理知識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能，還要鍛煉學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)誤差是無法絕對避免的，如在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)較大的誤差或是失敗了，決不能掩飾或拼湊數(shù)據(jù)。而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生正視誤差，探討誤差產(chǎn)生的原因，尋找減少誤差的新方法和新途徑，把排除意外的過程變?yōu)閭魇谥R和培養(yǎng)思維能力的過程。
4．注意培養(yǎng)學(xué)生勤于觀察的好習(xí)慣
在我們生活中存在大量的物理現(xiàn)象，同學(xué)們雖然熟悉，卻往往視而不見或不甚理解，總認(rèn)為“事情本來就是這樣的”，不去認(rèn)真分析和研究，往往對客觀事物的認(rèn)識有失偏頗。物理教師的職責(zé)就是要有意識結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從觀察物理現(xiàn)象入手，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，全面分析其物理情景和模型，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)踐探究，拓展思維能力。如雨過天晴后，機(jī)動車開過的積水表面往往反射出彩色光，而人走過的積水處卻無此現(xiàn)象。部分同學(xué)知道是因?yàn)闄C(jī)動車的機(jī)油掉在積水中形成油膜的緣故，到底怎么形成的彩色光，就無人會答了。因此在教學(xué)關(guān)于光發(fā)生薄膜干涉的內(nèi)容時，就可以提前讓學(xué)生留心觀察，把問題帶到課堂上，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)完了薄膜干涉原理，懂得白光在油膜前后表面發(fā)生干涉，形成穩(wěn)定的干涉彩色條紋時，也就豁然開朗了。這樣對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和觀察思維能力很有益處。
二、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ箤W(xué)生的創(chuàng)新能力得到發(fā)展的重要途徑，尤其有利于發(fā)揮學(xué)生的主動精神，使他們以極大的精神和興趣，參加到實(shí)驗(yàn)活動中去。我國中學(xué)物理教學(xué)改革中，從總的發(fā)展趨勢上來看，越來越重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是在教師的指導(dǎo)下，利用整節(jié)課的時間，在實(shí)驗(yàn)室分組進(jìn)行教學(xué)的模式。它是學(xué)生親自使用組織實(shí)驗(yàn)、觀察測量、取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程;是學(xué)習(xí)物理知識，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和良好品德素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。分組實(shí)驗(yàn)大體上可以分為五類:基本儀器使用訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)，裝配技術(shù)訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，測定性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)。物理上定理或定律的發(fā)現(xiàn)，往往經(jīng)歷了“提出問題———形成假設(shè)———實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的環(huán)節(jié)，因此為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探索的過程，以獲得科學(xué)探索本質(zhì)的理解，領(lǐng)悟探索的過程。疑問是教學(xué)活動的基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一些具有啟發(fā)性的問題，同時提倡學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等大膽的猜測，大膽的設(shè)疑，提出自己的見解，供其他學(xué)生參考和討論。對學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師要從以下幾方面做好引導(dǎo)和培養(yǎng):
1．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，教師要做好實(shí)驗(yàn)前的指導(dǎo)準(zhǔn)備階段的主要目的是使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模斫鈱?shí)驗(yàn)原理、方法，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)儀器，做操作與記錄的準(zhǔn)備。在準(zhǔn)備階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、成敗關(guān)鍵、在原理上或?qū)嶒?yàn)技能上可能遇到的困難、實(shí)驗(yàn)中可能會發(fā)生的錯誤以及不恰當(dāng)?shù)姆椒ā⒖赡馨l(fā)生的故障等提出一些幫助學(xué)生思考的問題，使學(xué)生認(rèn)真理解實(shí)驗(yàn)方案。同時，讓學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法。對于實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)和成敗的關(guān)鍵，教師要做規(guī)范化的示范操作，講解操作要領(lǐng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ€要針對學(xué)生易錯易犯的錯誤操作，進(jìn)行演示，從中比較分析，使學(xué)生獲得清晰而深刻的印象。
2．實(shí)驗(yàn)操作階段，教師也要做好指導(dǎo)操作階段是把實(shí)驗(yàn)方案變?yōu)閷?shí)踐的階段。在這個階段中，學(xué)生的主要任務(wù)是:安裝調(diào)試儀器，控制實(shí)驗(yàn)條件變化，觀察測量，記錄數(shù)據(jù)，并排除可能出現(xiàn)的故障。教師的主要活動是進(jìn)行指導(dǎo)，巡視檢查，嚴(yán)格要求學(xué)生遵守操作規(guī)則和程序，了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的困難和問題，啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生以思維為指導(dǎo)、手腦并用、有條不紊以及細(xì)心觀察的良好習(xí)慣，并注意避免可能出現(xiàn)的事故和協(xié)助學(xué)生排除故障。操作階段一般可以分為三步:第一步，安裝調(diào)試。儀器的安裝與使用都要滿足一定的條件。例如，校準(zhǔn)電表的零點(diǎn)，選擇好適當(dāng)?shù)牧砍蹋娏麟妷菏欠褡銐颍鬃欠裉幱谒剑娐愤B接是否正確等，這樣可大大減少實(shí)驗(yàn)故障和誤差。第二步，操作觀察。指導(dǎo)學(xué)生確實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)條件，提倡觀察與思考緊密結(jié)合，手、眼、腦并用，實(shí)驗(yàn)時帶著問題進(jìn)行，如實(shí)驗(yàn)中觀察到了什么現(xiàn)象?為什么會出現(xiàn)?如果實(shí)驗(yàn)條件變化了，又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?造成誤差的原因有哪些方面原因?如何減少誤差?等等。讓學(xué)生思考這些問題，不僅會使學(xué)生的觀察更加細(xì)致深入，而且會使學(xué)生的思維能力得到很好的訓(xùn)練;遇到困難和問題，教師要啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生不要輕易放棄，更要迎難而上，獨(dú)立解決;強(qiáng)調(diào)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，當(dāng)學(xué)生注意到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性時，就會把有關(guān)實(shí)驗(yàn)的各方面因素都調(diào)動起來，從而提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α５谌剑鸪⒄韮x器。按合理順序拆除儀器，養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)結(jié)束后認(rèn)真清理儀器、打掃衛(wèi)生的良好習(xí)慣。
3．實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)指導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告，是使得學(xué)生將實(shí)驗(yàn)所獲得的感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、處理問題能力的重要手段:強(qiáng)調(diào)學(xué)生運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法對原始數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析和歸納，得出結(jié)論，實(shí)事求是，從中找出偏差，進(jìn)而查找誤差原因，進(jìn)行細(xì)致全面的誤差分析，從而提高對儀器性能的操作認(rèn)識，完善實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?教師對普遍存在的問題，要進(jìn)行總結(jié)評講，必要時還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)重演，糾正學(xué)生的錯誤共識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)和態(tài)度。對學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)思維能力的考查，一般以實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主，給出一定的實(shí)驗(yàn)器材，要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x擇合適的器材進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)裝置，制定實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行誤差來源分析等。
綜上所述，要提高物理教學(xué)質(zhì)量，全面提高學(xué)生的素質(zhì)，真正實(shí)現(xiàn)由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化，就必須在物理教學(xué)中加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度。實(shí)踐證明:只有重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能使學(xué)生在獲取物理知識的同時，潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皠?chuàng)新思維的能力。