物理实验课的准备工作应该有条不紊,遵循先设计后操作的原则,并在实施过程中及时优化实验步骤和方法程序。
(一)实验设计
1.明确要解决的问题以及在知识、操作技能和情感等各个方面要达到的目标。
2.设计与构思实验
常用的方法有:
①比较法
通过与预先确定的标准进行比较来完成实验的构思方法。例如,天平就是用未知的质量与标准的质量相比较,得出物体的质量。
②放大法
运用仪器把那些感观不易察觉到的现象放大成能够直接察觉的构思方法。例如,螺旋测微器,就是把沿着轴线方向移动的不便测量的微小距离,用圆周上移动较大距离显示出来。光杠杆、影像放大、电流和电压数值的测量、电磁信号放大等都属于放大的构思。
③等效法
通过对与待测物理量之间存在的某种等效关系的其他量的测量,来完成实验的构思方法。例如,伏安法测量电阻就是通过电压表和电流表来测量待测电阻,这一方法称为数值等效法。
④再现法
模拟自然现象发生的条件,在实验课题中来重现物理现象的构思方法。例如,杨氏双缝实验就巧妙地重现了相干光源的干涉现象。(www.xing528.com)
(二)实验操作
1.设计实验
①根据设计的方案选择恰当的仪器。例如,在实验中需要考虑物体的形状和质量等因素来选择仪器。
②按照设计的方案进行安装、连接和调试仪器。包括量程的选择,开关的设置,如何忽略外界次要因素,等等。
③手、眼、脑等协调并用,准确地进行实验操作。
2.观察与记录
使用合适的方法和工具,记录具体的现象和数据。
3.数据的处理与分析
实验的数据处理力求真实、客观,并对可能出现的非常规现象加以讨论。
4.指导学生写出详细的实验报告
在实验报告中,说明自己的体会和心得,并且提出误差分析和改进方案。应该说,实验的外延很广泛,它不仅指在物理课堂教学中利用物理仪器和生活实物进行的实验,还包括教师在课堂上出示的模型和实物,用投影教具和模拟教具进行的操作演示,放映物理录像片、电影片、幻灯片等声像教学资料以及利用多媒体计算机模拟实验等。
在实际教学中,人们常把实验划分为教师演示实验和学生分组实验。然而,即便是教师的演示实验,其目的也不是单纯地为了演示而演示。无论是学生分组实验还是教师演示实验,都有一个共同的目的——发展学生的操作技能,丰富学生的知识,进行科学的情感态度和价值观的教育。因此,在这个意义上可以说,任何实验教学的主体都是学生。这种实验教学观念有待于广大教学工作者在教学实践中进一步认识和探讨。
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