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初中电学研究的主要是简单的电路,有时也会对静电、电磁有初步的探究。中学电学实验能力培养,主要包括:一是培养学生使用基本仪器能力,二是掌握中学电学实验方法和原理,三是培养学生的探索求知能力,四是重视课外实验,培养创造性思维能力,五是养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作。
一、学生实验能力培养的方法
1. 使用基本仪器能力
掌握基本仪器的使用是做好电学实验的基础。中学电学教学中使用的基本仪器主要有:电流表、电压表、滑动变阻器、导线、开关、小灯等。电学教学中要求学生了解这些仪器的用途,掌握仪器的量程、连接方法,要求达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,我认为应抓住各种基本仪器的共性来加以指导:
(1)仪器的量程。要求学生在使用之前必须弄清楚,并且能选择合适的量程,避免超过量程而损坏仪器,或量程太大而造成实验数据错误。
(2)会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会根据不同的量程读出仪器的分度值,并写下正确的单位;还要学会正确读数时的姿势。从电流表、电压表上读数时,视线应与刻度盘垂直。
显然,在培养学生使用基本仪器的能力时,必须要注意把掌握仪器的使用方法与仪器使用时的注意事项相结合起来,这样既能巩固基础知识,又能帮助学生掌握使用仪器的技巧,使学生更加主动自觉地保护好仪器。
2.实验操作能力
(1)实验教学中实验方法的探究。物理教学常用的有实验归纳法和实验验证法。在教学中,应有意识地安排这两种方法加强训练。①应用实验归纳法探索电阻串联。首先,教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路,测定各个电阻的阻值,多次实验后从中归纳出“串联后的总电阻大于任何一个电阻的阻值”的结论。接着,教师指导学生从串联电路中电流、电压的特点和欧姆定律,也得出同样的结论。②应用实验验证法探索电阻并联。在并联电路的探索中,先让学生从理论上推导出“并联后的总电阻小于任何一个电阻的阻值”的结论,接着由学生自己设计电路操作实验,来验证这一结论,同时让学生对实验进行总结。这样,在获得关于并联电阻知识的同时,学生又学会了实验验证法。
(2)培养学生正确记录和处理实验数据的能力。这是实验是否成功的关键。要培养学生这方面的技能,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。记录数据必须注意:①读数要及时,②要记录完整有效的数据,③数据单位要正确。在对数据处理时,如发现有不合理的数据,应把该数据剔除,并根据需要进行补测。老师还要指导学生对实验结果进行适当分析、评估和交流。如:实验数据能否得出有效的结论?理论计算存在多大偏差?对实验能力强的学生,还可以对较深层次的问题进行分析与研究,从而加强学生扩散思维能力的培养,有效地巩固知识,更加熟练操作技能。
(3)自我设计电学实验能力的培养。学生对自然界的事物怀有好奇心,教师可以和学生一起设计实验,组织他们观察现象,引导他们积极思考。让学生自己动手连接线路,观察实验现象,并做好记录。根据实验记录加以分析、归纳和总结,学生就会从中得出通电导线周围存在磁场的结论。然后,要求学生根据改变导线电流的流向来判断是否也改变了周围的磁场,这样大部分学生都能熟练掌握电流的磁效应,教学效果十分明显。
(4)重视课外实验,培养创造性思维能力。学生的课外实验,主要是以扩展知识面、发展创造力为主要目的。学生在课外实验中,不可能一帆风顺,教师可要求同学间互相讨论,发挥集体的力量,有必要时还可作适当引导。但是,教师决不可包办代替,要让学生经受一定挫折,从中总结经验教训,不断改进实验,发挥创造性,从而获得成功,这样将会增加学生学习的乐趣并得到更多锻炼。
(5)养成良好的实验习惯。实验操作的全过程包括仪器调节、观察操作、仪器整理。教师要有意识培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的素养。在做电学实验时,连接电路时开关一定要断开,滑动变阻器滑片一定要处于阻值最大处;电流表和电压表一定要按“ ”接线柱进、“-”接线柱出的顺序接入电路中,并且量程要调到最安全的状态下“试触”后才闭合电路。实验过程中,教师要经常对学生进行良好的实验习惯的教育,以避免仪器的损坏及实验事故的发生。
二、探索学生实验能力培养的途径
(1)学生实验课。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。
(2)将演示实验改为分组实验。演示实验虽能体现教师的主导作用,而缩短了实验探究的时间,却无法体现学生的主体,还很难发现学生在该实验中可能出现的问题。而在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,也难免出现问题。而问题的解决,可有效地培养学生的实验能力。
(3)将验证性实验改为探讨性实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系,并作出大胆假设或猜想,再设计实验去探究,最后总结出物理规律,这有助于学生对技能和知识的掌握。
(4)第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识,又可培养学生的实验技能。主要形式有:①举办实验操作技能竞赛,②组织课外兴趣小组,③组织参观活动等。
(5)实验考查。考查的方式有:①书面实验考试(试卷上出现的实验题),②实物实验操作考查。
三、教师的作用
(1)演示实验时,教师示范如何正确操作电学仪器,必要时强调说明不按规定操作的后果,注意规范动作的潜移默化的影响。
(2)分组实验时,学生即使按照教师要求在实验前做好了预习准备工作,对仪器的操作步骤也比较清楚,但一接触到实验仪器,仍会出现或多或少的问题。因此,在学生动手实验时,教师应巡回指导,若发现有操作不当的,要及时引导同组同学进行分析讨论,让他们合作寻找正确规范的操作,而避免操作不当引起的危险和损失。
总之,电学实验技能的培养需要多方面的长期训练。在以后的电学实验教学中,仍需投入更多精力来研究培养学生电学实验能力的方法和途径,使学生从电学实验入门后,更好地掌握各种实验技能和技巧。
(宜兴市官林第二中学)
一、学生实验能力培养的方法
1. 使用基本仪器能力
掌握基本仪器的使用是做好电学实验的基础。中学电学教学中使用的基本仪器主要有:电流表、电压表、滑动变阻器、导线、开关、小灯等。电学教学中要求学生了解这些仪器的用途,掌握仪器的量程、连接方法,要求达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,我认为应抓住各种基本仪器的共性来加以指导:
(1)仪器的量程。要求学生在使用之前必须弄清楚,并且能选择合适的量程,避免超过量程而损坏仪器,或量程太大而造成实验数据错误。
(2)会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会根据不同的量程读出仪器的分度值,并写下正确的单位;还要学会正确读数时的姿势。从电流表、电压表上读数时,视线应与刻度盘垂直。
显然,在培养学生使用基本仪器的能力时,必须要注意把掌握仪器的使用方法与仪器使用时的注意事项相结合起来,这样既能巩固基础知识,又能帮助学生掌握使用仪器的技巧,使学生更加主动自觉地保护好仪器。
2.实验操作能力
(1)实验教学中实验方法的探究。物理教学常用的有实验归纳法和实验验证法。在教学中,应有意识地安排这两种方法加强训练。①应用实验归纳法探索电阻串联。首先,教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路,测定各个电阻的阻值,多次实验后从中归纳出“串联后的总电阻大于任何一个电阻的阻值”的结论。接着,教师指导学生从串联电路中电流、电压的特点和欧姆定律,也得出同样的结论。②应用实验验证法探索电阻并联。在并联电路的探索中,先让学生从理论上推导出“并联后的总电阻小于任何一个电阻的阻值”的结论,接着由学生自己设计电路操作实验,来验证这一结论,同时让学生对实验进行总结。这样,在获得关于并联电阻知识的同时,学生又学会了实验验证法。
(2)培养学生正确记录和处理实验数据的能力。这是实验是否成功的关键。要培养学生这方面的技能,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。记录数据必须注意:①读数要及时,②要记录完整有效的数据,③数据单位要正确。在对数据处理时,如发现有不合理的数据,应把该数据剔除,并根据需要进行补测。老师还要指导学生对实验结果进行适当分析、评估和交流。如:实验数据能否得出有效的结论?理论计算存在多大偏差?对实验能力强的学生,还可以对较深层次的问题进行分析与研究,从而加强学生扩散思维能力的培养,有效地巩固知识,更加熟练操作技能。
(3)自我设计电学实验能力的培养。学生对自然界的事物怀有好奇心,教师可以和学生一起设计实验,组织他们观察现象,引导他们积极思考。让学生自己动手连接线路,观察实验现象,并做好记录。根据实验记录加以分析、归纳和总结,学生就会从中得出通电导线周围存在磁场的结论。然后,要求学生根据改变导线电流的流向来判断是否也改变了周围的磁场,这样大部分学生都能熟练掌握电流的磁效应,教学效果十分明显。
(4)重视课外实验,培养创造性思维能力。学生的课外实验,主要是以扩展知识面、发展创造力为主要目的。学生在课外实验中,不可能一帆风顺,教师可要求同学间互相讨论,发挥集体的力量,有必要时还可作适当引导。但是,教师决不可包办代替,要让学生经受一定挫折,从中总结经验教训,不断改进实验,发挥创造性,从而获得成功,这样将会增加学生学习的乐趣并得到更多锻炼。
(5)养成良好的实验习惯。实验操作的全过程包括仪器调节、观察操作、仪器整理。教师要有意识培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的素养。在做电学实验时,连接电路时开关一定要断开,滑动变阻器滑片一定要处于阻值最大处;电流表和电压表一定要按“ ”接线柱进、“-”接线柱出的顺序接入电路中,并且量程要调到最安全的状态下“试触”后才闭合电路。实验过程中,教师要经常对学生进行良好的实验习惯的教育,以避免仪器的损坏及实验事故的发生。
二、探索学生实验能力培养的途径
(1)学生实验课。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。
(2)将演示实验改为分组实验。演示实验虽能体现教师的主导作用,而缩短了实验探究的时间,却无法体现学生的主体,还很难发现学生在该实验中可能出现的问题。而在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,也难免出现问题。而问题的解决,可有效地培养学生的实验能力。
(3)将验证性实验改为探讨性实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系,并作出大胆假设或猜想,再设计实验去探究,最后总结出物理规律,这有助于学生对技能和知识的掌握。
(4)第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识,又可培养学生的实验技能。主要形式有:①举办实验操作技能竞赛,②组织课外兴趣小组,③组织参观活动等。
(5)实验考查。考查的方式有:①书面实验考试(试卷上出现的实验题),②实物实验操作考查。
三、教师的作用
(1)演示实验时,教师示范如何正确操作电学仪器,必要时强调说明不按规定操作的后果,注意规范动作的潜移默化的影响。
(2)分组实验时,学生即使按照教师要求在实验前做好了预习准备工作,对仪器的操作步骤也比较清楚,但一接触到实验仪器,仍会出现或多或少的问题。因此,在学生动手实验时,教师应巡回指导,若发现有操作不当的,要及时引导同组同学进行分析讨论,让他们合作寻找正确规范的操作,而避免操作不当引起的危险和损失。
总之,电学实验技能的培养需要多方面的长期训练。在以后的电学实验教学中,仍需投入更多精力来研究培养学生电学实验能力的方法和途径,使学生从电学实验入门后,更好地掌握各种实验技能和技巧。
(宜兴市官林第二中学)