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第八章  中学物理实验教学概述



知识点四:中学物理实验教学的原则


1.科学性原则

中学物理实验教学必须遵循科学性原则,按照科学规律办事。在教学中容易发生的科学性错误主要有以下几种情况:

使用仪器不规范、方法不正确。使用仪器不规范、方法不正确是实验过程中最容易发生的情况。例如,用手直接取用砝码;连接电路采用“丁”字形接法;用一个胶头滴管取用不同的药品;用不洁净的试管继续做实验;加热后的蒸发皿没垫石棉网就直接放到试验台上;把没有验纯的氢气直接点燃或用来还原氧化铜等。

如果使用仪器不规范或方法不当,很容易损坏仪器,也会导致实验失败,甚至会导致事故的发生,同时也会对学生产生不良的影响。例如,制取氢气的实验中,在验证氢气时,如果不验纯就点燃,很可能发生爆炸;制取氧气的实验中,用排水法收集氧气完毕,若先熄灭酒精灯,就可能使水倒流,导致试管炸裂。

因此,在演示实验中教师必须做好示范,注意操作规范正确。要做到这一点,教师就要具备熟练的实验技能与技巧,而且课前要做好充分准备。绝不允许教师在室验过程中操作不当甚至存在错误,即使是一些细小的操作也不容疏忽。在学生实验中教师必须认真巡回指导,及时纠正学生的错误。这就要求教师在教学中要有敏锐的观察力和对工作认真负责的态度。

拼凑数据、弄虚作假。在实验中,为了使实验结果更接近真实值,存在修改实验数据或其他不尊重实验事实的现象。实验误差是难免的,但不能为了避免误差而拼凑数据、弄虚作假。教师要以身作则,若发现学生在做实验的过程中有拼凑数据的现象,要及时批评教育,培养学生实事求是的科学态度。在实验中,对实验结果偏差较大的情况要以科学的态度对待,认真做好分析,并采取相应的改进措施。

现象描述不准确。描述实验现象要严谨、准确、科学。首先,在描述实验现象时,学生常将试验结果与实验现象混为一谈。因为实验现象是人通过感觉器官所感知的现象,而不是只指实验结果。物质的颜色、状态、气味等是可以被感知的,而物质的结构、组成却是不能被感知的。其次,用词不当也是常发生的情况。

现象解释不全面、不准确。在对所产生的实验现象进行原因分析时,如果分析不到位,解释就不够全面,甚至发生错误。例如“先不开的报纸”实验。将一根木条的一部分置于桌面之外,在木条的另一部分上铺一张报纸。当用力打击桌面外的那部分木条时,出现了意想不到的结果:木条被击断了,而桌面上铺的那张报纸似有一种无形的力量将它下面的那段木条稳稳地压住了。有人认为原因是大气压压住了报纸,如果给出的是这种解释,肯定学生会问:“大气压到处存在,报纸上、下表面都会有大气压力,不是会抵消吗?”显然,这一解释是不够确切的。

2.显效性原则

中学物理实验要求现象直观、明显。演示实验尤须如此,要让班上每一位学生都能清楚地看到所演示的现象。对一些现象不明显的实验,教师要设法改进,提高可见度。例如,用玻璃瓶演示微小形变时,为了提高可见度,在水中滴几滴红墨水,在瓶子上方的玻璃管中插入一根铁丝。当瓶子被挤压时,由于玻璃管的内腔截面积减小,红色液柱的变化更明显,从而提高了实验的可见度。还可以借助多媒体教学手段,如实物投影仪,摄像头等,清晰地展示实验现象。

3.简明性原则

科学实验的装置应尽量简单、便于操作。结构复杂、操作繁琐的实验容易分散学生的注意力,只要实验效果明显,不失科学性,则实验装置越简单越好。如伯努利实验,点燃两支蜡烛,然后往两支蜡烛的中间吹气,发现烛焰不仅没有向两边分离,反而相互靠近。这个实验说明当空气流动时,产生的压强减小。再如浮力产生原因实验,截去可乐瓶的底部,取下瓶盖,将一只乒乓球放入可乐瓶内,使乒乓球正好堵在瓶口,往可乐瓶中注入清水,乒乓球仍沉在水底。当用手堵住瓶口,使乒乓球底部也浸在水中时,乒乓球马上上浮。此实验说明浮力产生的原因是由物体上下表面的压力差形成的。这些实验虽然简单,却都能很好的说明问题。

4.安全性原则

有些科学实验存在一定的危险性,稍有不慎,便会酿成灾祸,对人体造成伤害,使仪器遭受损失,还有可能对环境产生污染。如电学实验,要慎防触电事故的发生;所有的实验都必须注意安全性,确保人身安全。有些危险性较大的实验不宜作为教学实验,如托里拆力实验,由于水银蒸汽剧毒而不再作为初中物理实验教学的教学实验。而有些必做的但有危险性的实验则不宜作为学生实验,应由教师演示;教师在演示前须充分准备,确保万无一失。

 

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