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第八章  中学物理实验教学概述



知识点五:中学物理实验教学的类型


中学物理实验教学有多种分类方法。对实验做适当分类,明确并掌握各类实验的基本要求与教学规律,有利于合理地组织和运用教学实验。分类可从不同的角度进行,比较重要的分类方法有以下两种。即按教学组织形式分类和按实验目的分类。按教学组织形式分类可将中学物理实验分为演示实验、随堂实验、学生分组实验和课外实验。

1.演示实验

演示实验主要是指在课堂上主要由教师示范操作,并启发和引导学生对实验进行观察和思考,以达到一定教学目的的实验教学方式。这类实验的主要目的是为学生提供感性认识材料,并在此基础上引导学生思考,从而形成科学概念和规律。由于演示实验一般仅由教师操作,所需仪器、器材不多,教学效果较好,所以在教学中被广泛使用。在做演示实验时,有时根据需要,教师会让学生参与操作,这对调动学生的学习积极性或纠正学生的操作错误能起到很好的作用。

2.随堂实验

随堂实验也被称做边讲边实验,一般是在新课教学时,由教师讲课与学生实验相结合的一种实验教学形式。例如“观察蜗牛”实验,教师先启发、引导学生对蜗牛的外形进行有序观察,再引导学生通过比较的实验方法探究以下问题:“蜗牛有视力吗?”“蜗牛有触觉吗?”“蜗牛会嗅、会尝吗?”“蜗牛会听吗?”“蜗牛的质量有多大?”在学生动手实验的过程中,教师通过启发,引导学生进行科学的观察与实验。这是启发式与实验法相结合的随堂实验。

在时间上,有些随堂实验需要一课时,有些则只需要几分钟。随堂实验可以与多种教学方法相结合,形式灵活,不拘一格。随堂实验是学生自己动手实验,并在教师的指导下通过观察和思考来获取知识,因此,随堂实验比演示实验更能反应学生的自主性,也更能体现新课程的教学理念。在条件允许的情况下,许多演示实验可以改成随堂实验。但学生动手进行实验不会像教师做演示实验那么顺利,因此比演示实验要多花时间,这就要求教师在课前精心设计,课上灵活应变,掌握好教学时间。

3.学生分组实验

学生分组实验是根据实验目的,在教师的组织和指导下,由学生在实验室里进行分组实验,从而完成学习任务的一种实验教学形式。通过分组实验教学,学生能够正确的进行观察、测量、读取和记录;初步学会分析和处理实验数据并得出结论;了解误差的概念并学会简单的误差分析;会写实验报告;培养学生严格遵守操作规程和尊重事实的科学态度;培养学生有耐性、有毅力、克服困难、遵守实验纪律、保持实验室安静、爱护仪器等优良品质。学生实验过程中始终处于主动学习的状态,学生分组实验是培养学生科学实验技能、科学态度和科学方法的一种重要教学形式。

4.课外实验

课外实验是指让学生在课外条件下进行实验的一种实验教学形式。课外实验的器材一般来源于日常生活用品,由学生设计、制作、实验,并观察思考得出结论。课外实验内容丰富,形式多样,是课堂实验教学的重要补充和延伸。(翻PPT)

按实验目的分类,可将中学物理实验分为测定实验、操作实验、验证性实验和探究实验。

1.测定实验

在中学物理实验中,有许多测量性的实验及判别、鉴定性的实验,我们将其统称为测定实验。

测定实验分直接测定实验与间接测定实验。直接测定是利用测量仪器直接测量某个量,如使用刻度尺测长度;用量筒测液体的体积;用天平测物体的质量;用温度计测温度;用弹簧称测力;用电流表测电流强度;用电压表测电压等。通过测定实验,掌握测量仪器的正确使用方法。

间接测定实验是根据待测量与其他量的关系式,先测出式中其他量,然后算出该量。如用刻度尺和秒表测物体运动的平均速度;用天平和量筒测固体和液体的密度;用电流表和电压表测小灯泡的功率等。对这类实验,要在掌握其实验原理的基础上,分析需要测量的量和如何测量这些量,然后选择实验器材,设计实验方案,操作实验,记录预处理数据,并分析实验误差及其成因。   

2.操作实验

操作实验是根据实验目的完成实际连接、安装、操作或完成仪器调试等的一种实验,这类实验有利于培养学生的动手能力和实验技巧,如连接串联电路和并联电路;用滑动变阻器改变电流。这类实验要求学生掌握操作方法、注意事项,会画实验原理图,能排除简单的故障。

基本操作是进行各类实验的基础,对确保实验的顺利进行和实验成功起着重要作用。实验基本操作的教学,要从一开始就严格要求,一丝不苟,注意规范化训练,并且贯穿于实验教学的全过程。

3.验证实验

验证实验,即通过实验的方法验证有关结论或规律是否正确的实验。验证性实验是一种重要的科学实验方法。通过实验,可以使学生了解这一科学研究的方法,并认识到科学理论或发现都必须经过验证才能被确认。此外,能加深学生对知识、规律的理解。

4.探究实验

探究实验是为了解决某一问题而展开的一种实验活动。这类实验的主要环节有:提出问题、做出猜想或建立假设、实验验证、得出结论、交流评价。由于受时间与教学要求的限制,一般在学生分组实验时要求学生完成探究实验的所有环节,其他课堂教学往往只是完成其中的几个环节。

加强科学探究是新课程的重要理念之一,在实施新课程以来,中学物理实验教学中增加了大量的探究实验,如“探究平面镜成像特点”“探究电流与电压、电阻的关系”等。探究性实验是学生模仿科学家进行科学研究的过程,旨在培养学生独立的探究能力,是学生获得科学方法的系统训练。

 

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