浅谈物理教学中对学生实验技能的培养
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摘 要：物理学科与其它学科的联系、使用仪器的技能
关键词：系统；实验数据；实验习惯；构造原理
物理实验教学，对提高学生的观察能力、动手操作能力、思维能力有突出的贡献。物理课与数学、语文课的知识联系也很密切，并且它是一门以实验为基础的科学。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。因此，培养学生的实验技能，对学生今后走上工作岗位都有重要的基础作用。
下面我试从两个方面浅谈学生实验技能的培养。
首先要注重对学生实验技能培养的方法
（一）培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用，是做好物理实验的基础。基本仪器主要有：刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、多用电表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，以达到熟练地、正确地读数，在介绍这些基本仪器使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：
１．各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而可能损坏仪器。
２．使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点，否则测出的数据就不准确。如：“对电流表、电压表等应学会调整零点，对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器，还要学会零误差修正，让学生懂得零点是相对的，零误差的修正在生产上有普遍意义。因此，必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
３．会正确读数。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。同时，要学会正确读数的姿势。如：从量筒上读数时，眼视线应与液面保持相平，不能仰视或俯视，若是凹液面读凹处，凸液面读凸处，从电流表、电压表读数时，视线应与刻度盘垂直，并且正对指针，估计读数四舍五入等。
４．根据仪器的构造原理，掌握它的使用方法和使用规则。如：天平是根据杆杠的平衡条件制成的，因此，使用前和秤量时都要做到横梁平衡，同时必须严格保护刀口，要让学生理解保护刀口的重要性，从而自觉遵守使用方法和规则。显然，培养学生使用基本仪器的技能，必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，这样既有利于巩固基础知识，又能帮助学生理解为什么这样使用仪器；只有理解了仪器原理，使用起来才会更加自觉和主动。
（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，包括用什么物理定律、公式，电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量，然后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。
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
这是实验能否成功的关键。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，有的实验则要求测量或操作时动作迅速，要把握时机，如：温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出，并记录下来。读取数据和记录必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整数据，按有效数字的方式记录；③数据的单位要正确。
一般要求学生实验前列出表格，表格设计要求：能记录直接测出的各物理量，能记录各次测出的量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。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，如：讨论数据说明什么？与理论计算有何偏差？实验过程为何这样设计？实验结果的物理意义（结论）是什么？对一些成绩优良的学生，还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生，许多深一层次的问题都可以在这里分析研究，从而加强了对学生思维能力的培养，有效地巩固知识，技能更加熟练。
３．要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。实验后，要指导学生分析实验误差的原因，说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷，实验原理、装置不完善而引起的，如：螺旋测微器零点不准；电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器，或是改进实验方法。改进实验的方法，可改变仪器的位置或仪器的布置，撤换某件仪器，改变所选取的某个参数，改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上，分别称衡，可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值，可以发现周期与摆角有关。
偶然误差是在实验条件不变的情况下，对某一物理量进行多次重复测量时，由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值，以其平均值为最终的结果。测量次数取多少，要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如：测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等，应当多测量几次。
４．会写一般的实验报告。学生在实验结束后，应根据原始记录和实验时的体会，写出实验报告。实验报告内容主要有：实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能，对实验报告的写法、格式要严格要求，书写时，要求层次清楚，语言流畅，文字精练、正确，图文并茂，要总结出实验成功的经验或实验失败的原因，使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果，并让别人看懂。
在批改实验报告时要注意学生思维的火花，如对某个问题的独特看法，对某项操作的有益建议，对实验的改进意见等，要给予鼓励，并要及时与之讨论，让师生都有所收获。这样做，既延伸了实验课的教学，使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透，又是提高学生动手技能的有效渠道。
５．养成良好的实验习惯，包括爱护仪器，遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如：做电学实验结束时，应将仪器调到最安全的状态再切断电源，然后拆除连接线，整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育，以免损坏仪器及发生实验事故等。
其次培养学生实验技能的途径的方法
１．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。
实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器，进行实验操作典范，它教给学生正确的实验方法。如：如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理，得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验，学生可以在长年累月的耳闻目睹中，潜移默化地学到实验技能。
２．尽可能将演示实验改为分组实验。如:牛顿第二定律等。
３．将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系，后总结出物理规律。
４．开辟第二课堂。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指导学生进行课外实验；②组织参观活动；③举行操作实验竞赛；④组织课外兴趣小组；⑤举办物理科技晚会等。
５．实验考查。考查的形式有：①书面实验考试；②实物实验操作的考查。
总之，这就是当前我贯彻和实施素质教育，提高学生实验素质的正确教育思想。学生实验技能的培养需通过多方面的长期培养，但作为学生物理实验技能的培养，上述所论及的是最主要、最基本的。因此，抓好上述的技能培养是抓住了矛盾的主要方面。
关键词：系统；实验数据；实验习惯；构造原理
物理实验教学，对提高学生的观察能力、动手操作能力、思维能力有突出的贡献。物理课与数学、语文课的知识联系也很密切，并且它是一门以实验为基础的科学。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。因此，培养学生的实验技能，对学生今后走上工作岗位都有重要的基础作用。
下面我试从两个方面浅谈学生实验技能的培养。
首先要注重对学生实验技能培养的方法
（一）培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用，是做好物理实验的基础。基本仪器主要有：刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、多用电表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，以达到熟练地、正确地读数，在介绍这些基本仪器使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：
１．各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而可能损坏仪器。
２．使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点，否则测出的数据就不准确。如：“对电流表、电压表等应学会调整零点，对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器，还要学会零误差修正，让学生懂得零点是相对的，零误差的修正在生产上有普遍意义。因此，必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
３．会正确读数。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。同时，要学会正确读数的姿势。如：从量筒上读数时，眼视线应与液面保持相平，不能仰视或俯视，若是凹液面读凹处，凸液面读凸处，从电流表、电压表读数时，视线应与刻度盘垂直，并且正对指针，估计读数四舍五入等。
４．根据仪器的构造原理，掌握它的使用方法和使用规则。如：天平是根据杆杠的平衡条件制成的，因此，使用前和秤量时都要做到横梁平衡，同时必须严格保护刀口，要让学生理解保护刀口的重要性，从而自觉遵守使用方法和规则。显然，培养学生使用基本仪器的技能，必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，这样既有利于巩固基础知识，又能帮助学生理解为什么这样使用仪器；只有理解了仪器原理，使用起来才会更加自觉和主动。
（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，包括用什么物理定律、公式，电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量，然后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。
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
这是实验能否成功的关键。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，有的实验则要求测量或操作时动作迅速，要把握时机，如：温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出，并记录下来。读取数据和记录必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整数据，按有效数字的方式记录；③数据的单位要正确。
一般要求学生实验前列出表格，表格设计要求：能记录直接测出的各物理量，能记录各次测出的量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。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，如：讨论数据说明什么？与理论计算有何偏差？实验过程为何这样设计？实验结果的物理意义（结论）是什么？对一些成绩优良的学生，还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生，许多深一层次的问题都可以在这里分析研究，从而加强了对学生思维能力的培养，有效地巩固知识，技能更加熟练。
３．要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。实验后，要指导学生分析实验误差的原因，说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷，实验原理、装置不完善而引起的，如：螺旋测微器零点不准；电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器，或是改进实验方法。改进实验的方法，可改变仪器的位置或仪器的布置，撤换某件仪器，改变所选取的某个参数，改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上，分别称衡，可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值，可以发现周期与摆角有关。
偶然误差是在实验条件不变的情况下，对某一物理量进行多次重复测量时，由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值，以其平均值为最终的结果。测量次数取多少，要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如：测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等，应当多测量几次。
４．会写一般的实验报告。学生在实验结束后，应根据原始记录和实验时的体会，写出实验报告。实验报告内容主要有：实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能，对实验报告的写法、格式要严格要求，书写时，要求层次清楚，语言流畅，文字精练、正确，图文并茂，要总结出实验成功的经验或实验失败的原因，使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果，并让别人看懂。
在批改实验报告时要注意学生思维的火花，如对某个问题的独特看法，对某项操作的有益建议，对实验的改进意见等，要给予鼓励，并要及时与之讨论，让师生都有所收获。这样做，既延伸了实验课的教学，使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透，又是提高学生动手技能的有效渠道。
５．养成良好的实验习惯，包括爱护仪器，遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如：做电学实验结束时，应将仪器调到最安全的状态再切断电源，然后拆除连接线，整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育，以免损坏仪器及发生实验事故等。
其次培养学生实验技能的途径的方法
１．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。
实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器，进行实验操作典范，它教给学生正确的实验方法。如：如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理，得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验，学生可以在长年累月的耳闻目睹中，潜移默化地学到实验技能。
２．尽可能将演示实验改为分组实验。如:牛顿第二定律等。
３．将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系，后总结出物理规律。
４．开辟第二课堂。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指导学生进行课外实验；②组织参观活动；③举行操作实验竞赛；④组织课外兴趣小组；⑤举办物理科技晚会等。
５．实验考查。考查的形式有：①书面实验考试；②实物实验操作的考查。
总之，这就是当前我贯彻和实施素质教育，提高学生实验素质的正确教育思想。学生实验技能的培养需通过多方面的长期培养，但作为学生物理实验技能的培养，上述所论及的是最主要、最基本的。因此，抓好上述的技能培养是抓住了矛盾的主要方面。
