培养实验能力   提高学生素质

   实验是物理发展与研究的基础，也是物理教学的基础。加强实验教学，培养学生的实验素质，是实施素质教育的“绿色通道”，它的教育功能应当被物理教育工作者所重视。如何培养学生的实验素质呢？

1．加强实验观察能力的培养，提高观察效率和正确率。

物理实验离不开观察，演示教学是培养学生观察能力的最有效途径。观察力的培养首要是观察目标的确定，教学中要充分把握好实验，演示前要交代仪器，指导学生观察本质的东西，例如，用氦氖激光器来演示光的直线传播或光的反射，学生对激光器发出的细束红光感到新奇，而忽视了光束的传播情况观察，所以实验前让学生了解一下激光器发光情况，再做实验。其次是正确的观察方法，实验时教师指导学生有步骤、有条理地进行观察，其方法为：（1）复杂的演示装置根据其结构，由整体到局部进行观察；（2）根据演示现象外部特征由微到显，或由显到微地进行观察；（3）根据装置中相互连接的次序、演示内容的时间由先到后进行观察；（4）采用对比观察、重观察等。掌握正确的观察方法，可以有条理、有系统地获取信息，提高观察活动的效率。再次观察要和思维相互渗透，观察中要提示学生思考，即提出适当的问题，引导学生积极思维，可增加学生的理解程度，促进识记。例如，“研究摆的共振”实验，实验前指导学生观察装置中各摆球的联系，各摆长关系，实验时各摆球是怎样摆动的，摆动的先后顺序，各个摆球的振幅比较，周期比较及随时间推移各个球摆动幅度的变化等。实验中提出问题：（1）让驱动球A摆动后，B、C、D、E球为什么也会摆动？（2）靠近驱动球A的D、E球的振幅为什么小于较远的B、C球振幅？（3）B、C、D、E球的振动周期是否相同，为什么？（4）各球的振幅是怎样变化的？设想持续下去还会怎样变化？这样使观察和思考渗透，使学生思维而且记忆犹新。］

2．加强实验操作能力培养，提高实验成功率。

学生动手能力的培养，主要是通过分组是实验、课题研究实验和课外小实验、小制作等进行的。其中正确的操作和良好的习惯是提高操作能力的前提。（1）教师的演示操作是学生的示范，每次演示实验老师要正确操作，把正确的操作程序交代给学生，通过言传身教使学生学会正确操作，养成良好操作习惯。（2）教会学生正确使用基本仪器正确进行基础操作。例如选择仪器要考虑测量范围与最小分度；使用测量仪器前要进行校零；正确连接电表的接线柱；读数时视线要与刻度垂直，并有估计值；连接电路时电键断开，滑动变阻器处于最大值，闭合电键前要检查电路；光学实验要调整光路，等等。这些要通过平时教学让学生掌握。（3）指导学生准备实验，即实验前预习实验内容，设计实验程序，写好实验报告。平时养成了自觉准备实验，正确操作实验，动手能力肯定会很快提高。

另外，要让每个学生有充分的锻炼机会，教师要积极创造条件完成学生实验和课题研究实验教学，对实验中出现的错误要及时纠正，鼓励学生寻找材料完成课外小实验、小制作等，指导学生开展一些科技制作或实验活动。通过多种途径提高学生动手能力。

3．加强实验理论分析和数据处理能力的培养，提高实验的准确率。

实验有误差错率差是必然的，减少实验误差也是当然的，指导学生减少实验误码率差提高准确率。

（1）分析能力，减少系统误差。根据系统误差的产生，从理论上指导学生从两方面分析：第一，从理论上分析测量仪器的原理和精度，例如，学会游标卡尺、螺旋测微器的精度计算；知道安培表、伏特表的内阻对电路会产生分压或分流作用；欧姆表内电池的ε和γ的变化会影响读数，每次使用时要调零等。第二，从理论上分析实验方法的合理性和原理的完备性。例如，“伏安法测电阻”实验，让学生分析是用内接法，还是用外接法？通过“用单摆测重力加速度”实验，指导学生找出引起系统误差的因素，等等。

（2）提高学生的数据处理能力，减少偶然误差。对偶然误差的减小，

主要从读数处理数据上来指导学生。对此，曾提出问题：实验时为什么会出现某次读数偏大或偏小？结果多数学生只知道视线与刻度垂直，而对仪器精度过大造成的读数偏大或偏小，电路中某次通电时间过长使电阻值或电池ε变化造成的读数变化等，一概不知,这也是指导学生时不可忽视的。其次，对实验数据处理要教学生运用作图法来减小偶然误差。例如，“验证牛顿第二定律”实验，通过作a-F线、a-(1/M)图线，找出a与F、M的关系；“伏安法测ε和γ”实验，通过作U-I图线求ε和γ；用“（V2/2）-h”图像验证机械能守恒定律；用P-(1/V)图像验证玻意定律等。图像法可求某些物理量，找出物理量之间的关系，验证物理定律等。除次之外，还可指导学生运用平均法、描迹法、画圆法等来减小偶然误差。

（3）培养学生综合分析能力，减小主要误差。实验中可能同时存在系统误差和偶然误差，要求学生综合分析各种因素，最大限度地减小误差。例如，“用单摆测重力加速度”实验，有系统误差、偶然误差，其中形成方面较多，指导学生全面分析，减小各方面产生的误差。再如“伏安法测电阻”实验，在先用较小量程安培表时，又会引起内阻增大，系统误差增大。可引导学生分析哪一方面对实验引起主要影响。指导学生学会综合分析，减小误差的主要方面。

4．加强实验的设计能力培养，开拓学生创造性思维。

对一个物理量测量和物理规律验证实验的设计，要经过分析原理，从认知上从新加工其过程，设计出新的实验方法或验证形式并展现出来，可以使学生发散思维得以体现，创造性想象能力提高，对实验设计可以从以下几个方面训练：
　　（1）现在有限器材，要求学生采用不同的实验方法达到统一目标。例如现有一个电源，一个安培表，一个阻值和两只电键，若干导线，用不同方法测出一个未知阻值的电阻。
　　（2）有的有限器材，要求设计出不同的实验。例如，给你一根米尺，一段细线和一盒金属钩码，你能做出那些实验？
　　（3）目的，自己选择器材，设计实验方案。例如，测玩具手枪子弹射出速度；测电流表（或电压表）的内阻；测定水的折射率等。
　　（4）黑盒子"方法，根据外部观察、测试，设计盒内结构。如设计电学盒子内部组成和电路，设计光学内部元件和光路等。

总之，加强物理实验教学，能培养学生细致、敏锐的观察能力；大胆探索，勇于实践的能力；分析对比、判断和归纳的逻辑思维能力；猜测、猜测、假设的创造性想象能力和处理、解决实际问题的能力。因此，实验教学是素质教育的重要组成部分。