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物理实验的学习方法
中学物理实验是培养学生科学的观察、实验能力,科学的思
维、分析和解决问题能力的主要课程之一。正向李政道先生所说的
那样:“教物理重要的是让学生懂道理??”根据中学物理教学的目
的和教学大纲的根本要求,在中学物理实验的教学过程中应使学生
在科学实验的根本方法上有一个实在的感受,从而培养他们的探索
精神和创造性,并受到科学方法的教育。
为使实验到达预期的目的,必须明白为什么要做这个实验,做
这个实验是要解决现实技术问题、知识问题,还是要探索一下教材
中将要出现的物理现象等等。解决实际问题的是什么样的,探索书
中的知识问题时,应当明白是哪一个问题及什么现象。目的明确,
是实验成功的前题。
设计实验的根本方法归纳为下面几种:
(1)平衡法。用于设计测量仪器。用量去检验测量另一些物理
量。例如天平、弹簧秤、温度计、比重计等。
(2)转换法。借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接
测量,例如打点计时器的设计,电磁仪表、光电管的设计等。
(3)放大法。利用迭加,反射等原理将微小量放大为可测量,
例如游标尺、螺旋测微器、库仑扭秤、油膜法测分子直径等。
学生探索性实验,并不是去提醒尚未认识的物理规律。而是在
经历该实验的全过程之后,对探索性实验有一个实在的感受,掌握
探索物理规律的根本方法。
探索性实验的选题应与学生的知识水平和学习任务相适应。在
选题方面应注意到以下几点:
(1)根据中学生学到的数学知识和在实验时间上的限制,实验
结果的公式以一次线性为宜。如:
①线性关系:Y=a+bx
②反比关系:Y=a+b/x
③幂关系:Y=axb
改直:logy=loga+blogx
④指数关系: Y=aexp (bx)
改直:Iny=Ina+bx
以上各式中x 为自变量,y 为应变量,同时又是被测量,a、b
为常数。
(2)两个被测量之间的变化特征具有较强的可观察性。
(3)经历公式的理论分析不宜过于复杂。
操作能力,主要是指根本仪器的使用和数据的读出,仪器、设
备的组装或连接,故障的排除等三个方面。
(1)根本仪器的作用。中学物理实验涉及的根本测量仪器有:
米尺、卡尺、螺旋测微器、天平、停表、弹簧秤、温度计、气压
计、安培计、伏特计、变阻箱、万用表、示波器。
使用根本测量仪器的标准要求是:
①了解测量仪器的使用方法,明确测量范围允许极限和精细程
度;
②对某些仪器如电表等,在使用前,必须调节零点,或记下零
点误差;
③牢记使用规那么和操作程序;
④正确读取数据。
例如,弹簧秤的正确使用要求是:明确弹簧秤的测量范围;测
量前,记下零点误差;使用弹簧秤时,施力的方向应与弹簧的轴线
在同一直线上,不能使弹簧秤受力过久,以免引起弹性疲劳,损坏
仪器;正确地观察读数,记取数据时,不仅要记录最小刻度能指示
出来的数,还应读出一位估计数字,数据后面要写明单位。
又如,安培计的正确使用要求是:明确量程;使用前,调节零
点;正确连接应与待测电路串联,并注意正、负极性;正确读取数
据,注明单位。
(2)仪器、设备的组装或连接。要进展一个物理实验,总是需
要先把各个仪器、部件、设备组装起来,并要求装配和连接必须正
确无误。详细要求是:布局要合理,要便于观察和操作;连接要正
确,简单;实验前要检查,必要时进展预备性调节。
例如,电路实验,操作要求是:
①按照实验原理电路图,安排好仪器、元件的布局,要便于连
接,便于检查,便于操作,便于读取数据。
②正确地连接电路。
安培表、伏特表是否分别与待测电路串联、并联,正、负极性
是否正确;滑线变阻器的接线是否合理;连接线路是否符合先支
路、再并列、后干路、最后接电源的程序;电键是否能控制电路;
接线是否简捷、牢固。
③实验前应先检查电路,发现问题及时纠正,并进展预备性调
节。
④严格按操作程序操作,例如,改变电阻器的阻值,是否由小
到大,或由大到小,最后,正确读取数据。
(3)故障的排除
实验中的故障排除,不单是一种操作能力,它涉及对实验原理
的掌握程度、分析问题处理问题的方法、对各部件工作情况的了解
等,是一种综合运
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