物理实验教学中培养学生的探究能力

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  物理是以实验为基础的自然学科.物理实验是物理学科研究的重要方法和手段,又是物理教学的重要环节.从初中阶段开始,从实验教学入手,培养学生的实验能力,提高学生的实验素质,有助于培养学生的创造性学习能力.
  一、改进实验方案和方法,培养学生的实验探究能力
  在初中阶段,物理实验教学不仅要求学生会正确使用基本仪器,进行观察、测量和读取数据,掌握一定的操作技能,会简单地处理实验数据,得出结论,而且还应培养学生能够根据一定的教学目的、任务,独立地设计实验方案的本领,即培养学生的实验探究能力.
  我们知道,一切实验方法所测的量都有误差,为使误差尽可能小,这就要求设计的实验方法或者方案要合理,要有较高的精确度.
  在物理教学中,培养学生根据实验内容的特点,运用所学知识,找出提高实验精确度、减小相对误差的实验方法,就成为物理实验教学的重要课题.
  例如,用伏安法测电阻的实验,可分为两个层次完成.第一个层次是按课本实验的要求进行实验.第二个层次是在学习导体的串联和并联后,改进原有的实验方案,让学生分别用电流表内接法和电流表外接法测定一个阻值较大的电阻.
  在实验中,待测电阻是一个1千欧的电阻,电流表用毫安表,要求学生分别用两种线路进行多次测量并计算,然后把两种方法测量的结果进行对照比较.其结果是,内接法测得的电阻值比外接法测得的大许多.
  为了及时澄清问题的真相,我们指出,在第一个层次的实验中,勿略了电流表和电压表接入电路后对电路的影响,启发学生对实验线路和实验结果作具体分析,引导学生运用所学过的串联、并联电路的特点和欧姆定律来分析两个实验线路所测得的电阻值相差的原因,进而搞清楚在什么情况下应用哪种方法来测定误差较小.实验课后,教师要布置類似的实验性作业,由学生实验,并比较、分析结果,得出结论,通过几个层次的循环,培养学生的实验探究能力.
  二、探究实验装置和原理,培养学生的实验探究能力
  在物理实验教学中,我们一直强调,同一实验电路或同一个实验装置有时可能有多种不同的用途,可用于描述不同的教学内容.
  例如,验证部分电路的欧姆定律实验电路可用来测量电阻值,也可用来近似测量小灯泡的额定功率.实验目的不同,实验方法和实验分析、概括出来的结论也就不同.在测定小灯泡的功率实验中,我们要求学生必须弄清楚实验的设计思想,能根据电功率的公式P=UI设计实验电路和实验方法,区别变阻器在此实验电路中与在伏安法测量电阻的实验电路中的作用有何异同.通过比较和分析,培养学生的探究实验能力和研究能力.
  三、通过实验性作业,培养学生的探究性学习能力
  有目的、有计划地布置实验性作业,可培养学生的探究学习能力.实验性作业包括观察性、设计性和实验性三个方面.
  教师应根据教材的重点,有目的、有计划地布置一些应用基础知识和实验技能的实验设计作业.
  例如,在讲“电功和电功率”后,教师可布置:只有电压表没有电流表或只有电流表没有电压表,其他仪器可任选,分别测定标有3.8伏的小灯泡的额定功率和一个待定电阻.实验目的是,在给定条件下,让学生自己设计实验方案来完成实验设计作业.这不仅有利于培养学生的创造性思维能力,而且有利于培养学生运用所学知识分析、解决问题的能力.
  四、理论分析与实验结合,培养学生的探究学习能力
  在物理实验教学中,我们可先对给定的实验进行理论分析,然后通过实验的方法进行判断.
  总之,在物理实验教学中,教师应根据学生的年龄特点和认识规律,并结合物理学科的特点,培养学生把理论分析、实验设计与实验方法有机结合,把基础知识的应用与基本技能的训练有机结合,促使学生的素质不断提高.
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