课外物理实验的设计
课外物理实验的设计
课外物理实验的设计物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。它是以实验为基础的科学。所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。因
初中物理实验课首先要教会学生使用各种基本仪器，这是学好物理实验的基础。初中物理基本仪器主要有：刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、弹簧测力计、压强计、气压计、密度计、滑轮、凸透镜、凹透镜、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数”，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使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性和个性来加以指导：
1、各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而可能损坏仪器。
2、使用测量仪器前通常都要“校零”，否则测出的数据误差大，不准确，因此在教学过程中必须使学生养成使用基本测量仪器前“校零”的'习惯。
3、会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，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：从量筒上读数时，眼视线应与液面保持相平，不能仰视或俯视，若是凹液面读凹处，若是凸液面则读凸处。
4、根据仪器的构造原理，掌握其个性。如：滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变电流的，因此接线时应遵循“一上一下”原则，同时接下面或上面两个接线柱，不能起到改变电流的作用；天平是根据杆杠的平衡条件制成的，因此使用前和秤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，从而自觉遵守使用方法和规则；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，温度计不能离开被测液体，而且要在温度计内液柱稳定时读数等。这样将各种仪器的共性与个性结合起来学习与记忆能达到“事半功倍”的效果。
其次，实验过程中的实际操作能力是整个实验成败的关键，因些培养学生的操作能力是物理实验课教学至关重要的一个环节。那么在实验课教学中要培养学生哪些操作能力呢？
1、培养学生根据实验原理，进行实验设计和实验方法的能力。首先要求学生明确各个实验的目的、原理，根据实验的原理，能对实验进行设计，包括用什么物理定律、公式、原理图，选择什么样的器材等；还要搞清哪些是已知量、待测量，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的能力，如：在电学实验中，依照电路图连接线路，连线时，开关应断开，应将电路分为干路和支路，从电源一端开始沿干路按顺序进行，其次为支路；导线最好选用几种颜色，干、支路分别用一种颜色。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、触通，确认无误后方能通电。这种能力的培养，应先示范，让学生模仿学习，然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项，由学生独立去安装、调试、连接等。
2、培养学生正确记录实验数据，并能进行数据运算和分析，得出正确结论的能力。这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的能力，要求学生集中精力，相互配合，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，如测量温度时，要在温度计内液柱稳定时读数；电学测量，当开关闭合后，调好滑动变阻器时，就应读出电流表、电压表读数，否则时间一长，会因电阻发热而影响示数等。要按实验先后顺序将需要测定的物理量测出，并记录下来。一般要求学生实验前设计出表格，表格设计要求：能记录直接测出的各物理量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。数据记录要完整，如用刻度尺测量物体长度时，记录结果要有准确值、估计值和测量单位。在对数据进行分析处理时，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则去处理数据并对实验结果进行适当分析讨论，如：讨论数据说明什么？与理论计算有何偏差？实验结果的物理意义（结论）是什么？
3、要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。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：风的吹动使天平产生误差；电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器，或是改进实验方法。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测量取平均值，以其平均值为最终的结果。
4、要教会学生完成实验报告能力。学生在实验结束后，应根据原始记录和实验时的体会，写出实验报告。实验报告内容主要有：实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能，对实验报告的写法、格式要严格要求，书写时，要求层次清楚，语言流畅，文字精练、正确，图文并茂，要总结出实验成功的经验或实验失败的原因，使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果。在批改实验报告时要注意学生思维的火花，如对某个问题的独特看法，对某项操作的有益建议，对实验的改进意见等，要给予鼓励，并要及时与之讨论，让师生都有所收获。
5、养成良好的实验习惯，包括爱护仪器，遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如：做电学实验结束时，应将仪器调到最安全的状态再切断电源，然后拆除连接线，整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育，以免损坏仪器及发生实验事故等。
再次，在平时教学中要积极为学生创造自主实验的机会，调动其学习的主动性，激发其学习的热情。实验课上尽量将演示实验改为分组实验，在分组实验中，学生的活动是多方面的，既有思维，又有操作，是提高能力的很好机会，学生在教师的步步指导下，会养成良好的实验方法、实验修养。在初中物理教学中可以将下列实验改为分组实验：探究弦乐器的音调与哪些因素有关的实验；探究蒸发快慢与哪些因素有关的实验；探究滑动摩擦力大小与哪些因素有的实验；液体内部压强与哪些因素有关的实验；压力作用效果与哪些因素有关的实验；探究动能、重力势能大小与哪些因素有关的实验；探究串并联电路的电流、电压规律的实验；测定滑轮组机械效率的实验；测定小灯泡实际功率的实验等。课后要积极开辟第二课堂，第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识，又可培养学生的实验技能， 激发学生的学习热情， 主要形式有：①指导学生进行课外实验；②组织参观活动；③举行操作实验竞赛；④组织课外兴趣小组；⑤开展小发明、小制作比赛等。
总之，在当前“新课改”的形势下，学生实验能力的培养在物理学科中显得尤为重要，必须引起各学校和任课老师的重视。本文只是谈些粗浅体会，偏颇之处，在所难免，若有不当，敬请批评。
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