如何指导初中学生规范化做物理实验

一、实验仪器放置的规范

做实验要进行操作和观察,对每件实验仪器放置的位置都应当恰当,主要是方便操作和易于观察,这一点是我们老师往往容易忽略而又不可忽略的。

二、实验操作的规范

实验操作是实验的中心环节,必须指导学生按正确的步骤、安全地进行操作。如测定小灯泡功率的实验,第一步要画出正确的电路图(见图)。第二步按图接线。由于有 6 件器材,先接什么,后接什么,可以有多种接法。我以为合理的接法应该是:电源正极→电键(未合上)→ 滑动变阻器(电阻用最大值)→小灯泡→电流表正极、负极→电源负极。然后将电压表并联到小灯泡两端(注意正负极性)。全部接好以后再需检查:①电源电压选择是否恰当(要根据所测小灯泡额定电压来选择, 如我们用的小灯泡额定电压是 6.2 伏,电源电压可选 8.0—10.0 伏)。

②电源开关和电键是否断开。③滑动变阻器在电路中是否用最大电阻值。④电压表、电流表的量程和极性是否符合。全部检查无误后,方可插上电源插头。第三步打开电源开关,进行操作测量。如用电池作电源, 则电池应最后接入电路。观察、记录数据时,应注意观察视线要平正, 要弄清电表每一分格的数值和单位。第四步是拆放仪器。一般是先关闭电源开关,后拉下电源插头,再拆其他器件。实验操作的规范应该是:

①安全、正确;②按程序进行;③观察要平正;④核对量程和单位,做好记录;⑤拆卸仪器的次序一般是后装的先拆。

三、处理数据得出结论的规范

要培养初中学生的观察实验能力,除了指导学生正确使用仪器、进行观察、测量和读数外,还要指导学生学习初步分析处理数据,并得出正确的结论,这一步对初中学生是有一定困难的。因为这一步要把感性知识转化为理性知识,要进行分析归纳、抽象思维。如研究弹簧秤刻度的实验,由于各种原因,弹簧秤在不同加重时伸长的刻度分别为 2.00 厘

米、 3.90 厘米、6.05 厘米和 8.10 厘米。把这些数据填入下表:

钩码重(牛顿)

0.49

0.98

1.47

1.96

弹簧伸长(厘米)

2.00

3.90

6.05

8.10

从这个表的数据是否能得出结论:弹簧秤的刻度是均匀的;弹簧的伸长跟受到的拉力成正比。这里有两点值得注意:一是记录数据的有效数字要一致,不能把弹簧伸长 2.00 厘米记为 2 厘米;二是实验结果的相对误差与有效数字之间的关系。一般来说,三位有效数字的相对误差为百分之几至千分之几之间。误差在允许的范围内,所以上述结论是正确的。为了减少实验误差,常需进行多次测量取平均值。如用伏特表、安培 表 测 电 阻 实 验 中 , 将 一 组 原 始 数 据 列 表 如 下 :

测量次数

伏特表读数

(V)

安培表读数

(A)

电阻

(Ω)

平均值

(Ω)

1

1.42

0.090

15.4

15.47

2

2.00

0.130

15.4

3

2.50

0.160

15.6

将表中数据进行横向比较,可知电阻两端的电压不同时,通过电路中的电流也不同;进行纵向比较,虽然电阻两端电压增加,电流也增加, 但电路中的 U/I 的数值保持不变。从而可得出结论:电路中的电阻不随电压和电流的变化而变化,而是由导体本身的性质所决定。它的大小可以用电阻两端的电压跟通过的电流之比来求出。或者说,电路中电阻的大小与电阻两端的电压大小和通过电流的大小均无关,其值等于其端电压跟通过电流的比值。当然,实验结果误差的分析是比较复杂的,对初中学生不宜过多要求。要从分析处理实验数据,得出正确结论,必须:

①要按正确的数据列出或画出图线;②进行横向、纵向比较,找出物理量之间的关系;③从物理量之间的关系,抽象出物理规律,验证其正确性。分析处理实验数据,对初中学生来说确有较大困难,但是只要我们善于通过一些实例给予具体的指导,还是可做好的。

(黄俊朝文)