论文部分内容阅读
摘要：实验课是培养学生实验技能的基本途径。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。因此要加强在实验课中的实验技能培养，本文主要从实验设计和实验技能两方面来探讨。
关键词：物理实验 实验设计 实验技能
物理学本身一门实验科学，然而从我们目前的物理教学来看，大多基本上只是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，甚至连连物理实验教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解．物理学是本身一门以实验为基础的科学，因而所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。下面试从浅谈实验设计的基本方法和学生实验技能的培养来谈谈物理教学。
一．实验设计的基本方法
１．目标的明确制定。首先要明白题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，也是是实验设计的出发点．其次在实验目的明确后，要应用所学知识，建立起广泛联系，分析物理量，物理现象以及物理问题之间的联系．最后对于测量型实验，验证型实验，探索型实验，都要做到具体问题具体分析，明确其侧重点和具体的实验目标．
２．方案的精确选择。由于每一个实验目标，可能会存在着多条思路、多种方案．教材中关于某个实验目标的实验方案，也只是众多方案中的一种，或许并不是最好的而是最可行的．因此在众多实验方案中，我们应如何选择呢？一般来说，选择实验方案主要有三条原则，要根据这三条原则做出最精确的方案：
（1）可行性原则：实验方案所需装置和器材要易于置备，不能脱离实际，不能超出現有条件，并要保证实验方案的实施要安全可靠，具体可行，不会对人身和器材造成危害。
（2）简捷性原则：所选方案原理简单、操作简便，各量易测．应避免实施复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案．
（3）精确性原则：不同的实验方案，引入的误差是不同的．在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的实验方案．
３．器材的恰当选择。实验方案选定之后，考虑该方案需要哪些装置，被测量与哪些物理量有直接的定量关系，这些物理量分别需用什么仪器来测定，从而确定整个实验需要哪些器材当然，从实验方便性和精确性角度考虑，还需对所选器材作进一步要求，以期把系统误差降到最小．
４．步骤的合理排序。实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤．对一些可直接测量的物理量，可先行测量；对需通过实验装置才能测定的物理量，须先组装器材，再进行实验、观察和测量．
二． 学生实验技能培养的方法
（一）学会正确使用基本仪器。要让学生了解仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，让学生学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。同时在介绍这些基本仪器使用方法时，也应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：
１．搞清量程。要求学生在使用各种基本仪器前，要搞清仪器的量程，根据被测对象的情况，来选用适当量程，从而避免因超过量程而出现损坏仪器的可能。
２．调节零点。要求学生在使用测量仪器前要调节零点或校正零点，以保证数据的准确性。
３．正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，关键是会读出仪器的最小刻度值，会从最小刻度之间估计出一位有效数字。另外，要学会正确读数的姿势，避免误差。
４．了解构造。教学时注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，让学生更好的掌握它的使用方法和使用规则。
（二）培养学生进行实验过程必须掌握的技能
１．培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据，根据实验的原理、要求对实验进行设计，搞清哪些是已知量、被测量，选择所需的仪器和实验条件，进而设计好实验步骤，画好记录表格等。其次，培养学生正确调整和安装仪器，正确连接电路的技能。正确的实验，如何安装、调整好仪器或正确连接电路。这种技能的培养，从初中开始应先有示范，让学生模仿学习，然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项，由学生独立去安装、调整。
２．培养学生正确记录实验数据，并能进行运算和分析，以得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能，首先要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据，进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。其次在整理数据时，如发现有不合理的数据，应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论。最后要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。
三、培养学生撰写实验报告的能力
实施新课程后，我认为，在中学物理实验中，可以安排部分的实验，要求学生按照实验探究报告的格式撰写报告。比如：探究加速度与力、质量的关系等实验,或研究性学习中的探究、以及《课程标准》附录1所安排的物理实验专题中的部分探究实验等。
对于多数在课堂内进行的实验，还是按照以前的实验报告形式来要求学生撰写实验报告，这样会更有针对性和实效性。实验报告主要的项目应包含：实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验结果（数据记录、处理、结果）、实验反思（含注意事项、实验讨论、误差分析、实验拓展等）。这是大家所熟悉的格式，对多数的实验有效。
由于实验的多样性，教师还应根据具体的实验进行合理的设计。有些实验有猜想就不一定再有假设，有分析就不一定再要有论证。因此，无论是实验探究报告还是常规的实验报告，都可以针对性的进行部分的取舍，不一定非要面面俱到。
总之物理实验课的教学目的是培养学生的动手操作能力，以及将理论运用到实践操作中去。光掌握了基本原理是不够的，我们还需根据各方面的因素综合考虑去设计实验实施方案，实施方案为实验指明了方向。同时还要掌握实验的最基本技能和注意事项，这样才能使实验达到实验效果，在这一过程中培养生的实验技能。
关键词：物理实验 实验设计 实验技能
物理学本身一门实验科学，然而从我们目前的物理教学来看，大多基本上只是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，甚至连连物理实验教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解．物理学是本身一门以实验为基础的科学，因而所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。下面试从浅谈实验设计的基本方法和学生实验技能的培养来谈谈物理教学。
一．实验设计的基本方法
１．目标的明确制定。首先要明白题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，也是是实验设计的出发点．其次在实验目的明确后，要应用所学知识，建立起广泛联系，分析物理量，物理现象以及物理问题之间的联系．最后对于测量型实验，验证型实验，探索型实验，都要做到具体问题具体分析，明确其侧重点和具体的实验目标．
２．方案的精确选择。由于每一个实验目标，可能会存在着多条思路、多种方案．教材中关于某个实验目标的实验方案，也只是众多方案中的一种，或许并不是最好的而是最可行的．因此在众多实验方案中，我们应如何选择呢？一般来说，选择实验方案主要有三条原则，要根据这三条原则做出最精确的方案：
（1）可行性原则：实验方案所需装置和器材要易于置备，不能脱离实际，不能超出現有条件，并要保证实验方案的实施要安全可靠，具体可行，不会对人身和器材造成危害。
（2）简捷性原则：所选方案原理简单、操作简便，各量易测．应避免实施复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案．
（3）精确性原则：不同的实验方案，引入的误差是不同的．在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的实验方案．
３．器材的恰当选择。实验方案选定之后，考虑该方案需要哪些装置，被测量与哪些物理量有直接的定量关系，这些物理量分别需用什么仪器来测定，从而确定整个实验需要哪些器材当然，从实验方便性和精确性角度考虑，还需对所选器材作进一步要求，以期把系统误差降到最小．
４．步骤的合理排序。实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤．对一些可直接测量的物理量，可先行测量；对需通过实验装置才能测定的物理量，须先组装器材，再进行实验、观察和测量．
二． 学生实验技能培养的方法
（一）学会正确使用基本仪器。要让学生了解仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，让学生学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。同时在介绍这些基本仪器使用方法时，也应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：
１．搞清量程。要求学生在使用各种基本仪器前，要搞清仪器的量程，根据被测对象的情况，来选用适当量程，从而避免因超过量程而出现损坏仪器的可能。
２．调节零点。要求学生在使用测量仪器前要调节零点或校正零点，以保证数据的准确性。
３．正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，关键是会读出仪器的最小刻度值，会从最小刻度之间估计出一位有效数字。另外，要学会正确读数的姿势，避免误差。
４．了解构造。教学时注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，让学生更好的掌握它的使用方法和使用规则。
（二）培养学生进行实验过程必须掌握的技能
１．培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据，根据实验的原理、要求对实验进行设计，搞清哪些是已知量、被测量，选择所需的仪器和实验条件，进而设计好实验步骤，画好记录表格等。其次，培养学生正确调整和安装仪器，正确连接电路的技能。正确的实验，如何安装、调整好仪器或正确连接电路。这种技能的培养，从初中开始应先有示范，让学生模仿学习，然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项，由学生独立去安装、调整。
２．培养学生正确记录实验数据，并能进行运算和分析，以得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能，首先要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据，进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。其次在整理数据时，如发现有不合理的数据，应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论。最后要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。
三、培养学生撰写实验报告的能力
实施新课程后，我认为，在中学物理实验中，可以安排部分的实验，要求学生按照实验探究报告的格式撰写报告。比如：探究加速度与力、质量的关系等实验,或研究性学习中的探究、以及《课程标准》附录1所安排的物理实验专题中的部分探究实验等。
对于多数在课堂内进行的实验，还是按照以前的实验报告形式来要求学生撰写实验报告，这样会更有针对性和实效性。实验报告主要的项目应包含：实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验结果（数据记录、处理、结果）、实验反思（含注意事项、实验讨论、误差分析、实验拓展等）。这是大家所熟悉的格式，对多数的实验有效。
由于实验的多样性，教师还应根据具体的实验进行合理的设计。有些实验有猜想就不一定再有假设，有分析就不一定再要有论证。因此，无论是实验探究报告还是常规的实验报告，都可以针对性的进行部分的取舍，不一定非要面面俱到。
总之物理实验课的教学目的是培养学生的动手操作能力，以及将理论运用到实践操作中去。光掌握了基本原理是不够的，我们还需根据各方面的因素综合考虑去设计实验实施方案，实施方案为实验指明了方向。同时还要掌握实验的最基本技能和注意事项，这样才能使实验达到实验效果，在这一过程中培养生的实验技能。