加强学生实验能力的培养

湖北省黄石市有色一中（435005）潘艳玲 张怡

1有计划和针对性地培养学生的实验能力

学生实验能力包括设计实验计划、观察实验操作、处理实验数据、分析与总结实验结果。它的形成和发展是循序渐进的，不是每个实验都能把各种能力同时培养起来的。教师首先要根据教学大纲和教材，将每个实验认真分析后，确定每个实验要着重培养学生哪些方面的能力。例如，在使用常用的测量仪器——直尺、天平、弹簧秤、压强计、温度计、电流表、电压表、万用电表时，就应该着重培养学生的观察能力、操作能力及数据处理能力。

学生实验能力的培养要循序渐进、逐步深入。例如，电磁打点计时器在实验《测匀变速直线运动的加速度》、实验《验证牛顿第二定律》和实验《验证机械能守恒定律》中都会使用到。在做第1个实验时，由于学生对仪器比较生疏，操作时会很缓慢，出现这样或那样的错误。在做第2个实验时，就要要求学生在仪器的安装及使用操作过程中不应再有原则性错误，不过在具体细节上允许出现些偏差。第3次实验，就要要求学生在规定的时间内正确无误地将实验仪器安装并调试好。

2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、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。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时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导。

2.1选择仪器量程

必须要求学生在使用各种基本仪器前，弄清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程的仪器，避免超过量程而损坏仪器。

2.2调节或校正零点

对安培表、伏特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，还要保持零误差修正，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。

2.3正确读数

要让学生掌握读数的方法，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：用直尺测量时，为避免视差，应使尺面垂直被测物的表面进行测量，眼睛对正刻度线读数；用游标卡尺测量时，应注意保持卡尺与被测面垂直；从安培表、伏特表上读数时，视线应与刻度盘垂直，并且正对指针。

2.4根据仪器的构造原理掌握其使用方法和使用规则

如：天平是根据杠杆的平衡条件制成的，因此，使用前和称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，从而掌握正确使用方法自觉遵守使用规则；温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的，所以，根据热平衡原理测量液体时，温度计不能离开液体，而且要在温度计内液柱稳定时读数。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，使用起来才会更加灵活。

3培养学生进行实验操作必须掌握的技能

3.1掌握实验的一般原理进行实验设计

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。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，首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。在电学实验中，依照电路图连接线路，连线时，应将电路分为主回路和支路，从电源一端开始沿主回路按顺序进行，其次为支路；主回路中必须有开关（先断开）；导线最好选用几种颜色，主、支回路分别用不同颜色。往接线柱上接导线时，应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后，必须复查，确认正确后方能通电。这种技能的培养，应先做示范，让学生模仿学习，然后逐步提高要求到由教师讲述方法及注意事项，再由学生独立安装、调整。

3.2正确记录实验数据并分析得出实验结论

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、电学测量等。读取和记录数据必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整的数据，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。

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：数据说明了什么？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，还可以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，有效地巩固了知识与技能。

3.3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、风的吹动使天平产生误差、电表指针没有对准零刻度等。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。

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。测量次数的多少，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，应当多测量几次。

综上所述，要培养学生这方面的技能，必须让学生认识误差。首先要发现误差的存在和来源，其次是确定减少误差的方法。

4教师应发挥示范作用

在进行学生分组实验时，即使学生按照教师的要求在实验前做好预习准备工作，对仪器的操作步骤也比较清楚，但一旦接触到实验仪器，仍会束手无策。因此，实验前教师应对如何正确操作仪器进行示范，必要时强调说明不按规范操作会造成什么后果。尤其在学生进行操作的过程中，要抓住典型事例向学生反复示范。讲清仪器的基本原理，以及可能出故障的情况，启发学生自己排除故障。这样一来，学生不仅学到了知识，而且还锻炼了自己分析和解决问题的能力。

在实验课上，学生是活动的主体，教师要充分发挥其主导作用，要认真观察学生实际操作的全过程，仔细分析实验中存在的问题，及时给予指导。特别对于基础薄弱、动手能力差的学生，要耐心指导，引导他们分析出现问题的原因，指出改进的方向。

5培养学生良好的实验习惯

5.1做好实验前准备工作

实验操作的全过程包括仪器调节、操作观察、数据记录、仪器整理。教师要有意识地培养学生良好的实验习惯，严格按基本实验仪器的使用要求来操作，使之形成科学的实验素养。实验前都要对仪器进行预备性调节，根据需要，有的仪器位置安装底座要水平，有的要垂直。各仪器之间的联系也应满足一定要求，如：电学实验中，电路连接要正确，还要考虑到观察、操作、检查的方便，要养成先检查电路，然后再闭合开关的习惯；光具座上的仪器应保持共轴；测量仪表必须先进行零点调节，当某些条件变化影响到零点时，要重新调整零点。对待实验课要养成先认真阅读实验课文，作好预习再动手实验的习惯。

5.2不要草率地做实验

有的学生为了抢时间，实验时草率从事，这样做是十分有害的。因为要达到实验的各项目的，完成各项基本训练，就要使学生领会操作方法，增加对实验过程的注意。许多实验要求在相同的条件

下重复测量，有时要改变某一条件再进行测量，都需要认真观察实验现象，记录数据，并注意发现问题，匆忙、草率地做实验是难以达到实验训练的要求的。

5.3正确对待实验结果

要让学生对自己的实验结果具有信心，不要盲目相信别人的数据，更不能随便更改实验数据或抄袭别人的数据。实验误差过大时，要冷静地分析原因，要鼓励学生与教师讨论问题。

5.4要爱护教学仪器

要让学生了解实验仪器的作用、性能，并学习正确使用的方法。乱动教学仪器和不敢用实验仪器都是要克服的毛病。实验结束后要求学生整理好实验仪器，检查仪器零件是否有丢失和损坏，并应及时报告。

收稿日期：2014-03-17