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淺談物理實驗之后的反思論文
以往的教學比較注重的是實驗前的準備和實驗中的操作,而忽視了實驗后的反思和總結(jié)。教學中引導學生進行反思,對進一步理解實驗、深化實驗、完善實驗起著重要的作用。通過反思可總結(jié)實驗規(guī)律,優(yōu)化實驗方案,創(chuàng)新實驗設計,揭示實驗本質(zhì),增強實驗效果。那么,物理實驗之后應反思些什么呢?
一、反思實驗原理
圍繞實驗原理進行反思,可變通實驗原理公式,使實驗方案更為簡潔,實驗結(jié)果更為準確。例如,“測量滑輪組機械效率”實驗原理公式是η=Gh/Fs,需用彈簧測力計測出重物的重力G,繩子自由端的拉力F,用刻度尺測出重物提升的高度h,繩子末端移動的距離s。若反思一下實驗原理公式可變通為:η=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF此時可只需用彈簧測力計測出重物的重力G,繩子自由端的拉力F,觀察承擔物重的繩子的段數(shù),即可方便地測出滑輪組的機械效率。
二、反思實驗方法
引導學生思維求異,尋求多種實驗方案,然后對實驗方法進行反思,找出其特點和不足,從而優(yōu)化實驗方案,選取最佳策略。例如“測鹽水密度”實驗時,學生可探求以下多種方法。
方法一:⑴用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1;⑵燒杯內(nèi)倒入鹽水稱出總質(zhì)量m2;⑶把燒杯內(nèi)的鹽水全部倒入量筒中,讀出鹽水的體積v;⑷計算:ρ=(m2-m1)/v。
方法二:⑴用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1;⑵把燒杯內(nèi)的水全部倒入量筒內(nèi)讀出鹽水的體積v;⑶用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m2;⑷計算:ρ=(m1-m2)/v。
方法三:⑴用天平稱出空量筒的質(zhì)量m1;⑵量筒內(nèi)倒入適量的鹽水,讀出鹽水的體積v;⑶用天平稱出量筒和鹽水的總質(zhì)量m2;⑷計算:ρ=(m2-m1)/v。
方法四:⑴用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1;⑵把燒杯內(nèi)的鹽水倒入量筒中一部分,讀出鹽水的體積v;⑶用天平稱出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m2;⑷計算:ρ=(m1-m2)/v。
引導學生對以上四種方法進行反思,方法一中,燒杯內(nèi)鹽水倒入量筒時,燒杯壁上沾有鹽水,使測出的鹽水的體積變小,密度變大;方法二中,燒杯內(nèi)鹽水倒入量筒后,燒杯內(nèi)壁沾有鹽水,用天平稱得空燒杯的質(zhì)量變大,算出鹽水的質(zhì)量變小。從而使所求鹽水的密度變。环椒ㄈ,由于量筒高,放在天平上稱量易發(fā)生傾斜、歪倒,容易損壞儀器,不便于操作;方法四棄掉了以上三種方法弊端,使測量簡潔而又準確,確為最佳策略。
三、反思實驗現(xiàn)象
針對學生實驗過程中觀察到的現(xiàn)象,進行深入地反思,可加深對物理規(guī)律的理解,增強學生分析判斷能力。例如“組成串、并聯(lián)電路”實驗中,兩燈泡串聯(lián)時發(fā)現(xiàn)一只燈泡亮,另一只燈泡暗,學生提出疑問:“串聯(lián)電路中各處的電流相等,兩燈泡會同樣亮,怎么會一只亮一只暗呢?”為此,引導學生進行反思,決定燈泡亮暗的是燈泡的實際功率。根據(jù)P=I2R,串聯(lián)電路中電流相等,功率的大小取決于燈泡電阻的大小。一亮一暗是因為兩只燈泡的電阻不同,亮的燈泡電阻大,暗的燈泡電阻小。如果其中一個燈泡電阻很小,實際功率很小,達不到亮的程度,則出現(xiàn)一亮一滅的現(xiàn)象。通過對上述現(xiàn)象的反思,使學生加深了對決定燈泡亮暗的是實際功率,而不單是電流或電阻大小的理解。
四、反思實驗規(guī)律
讓學生在實驗操作的基礎上,觀察實驗現(xiàn)象,分析產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的原因,深入反思實驗條件和實驗現(xiàn)象的變化,總結(jié)實驗規(guī)律,加深對知識的理解和應用。例如在研究“凸透鏡成像”的實驗中,把蠟燭放在2倍焦距以外,觀察到“倒立縮小的實像”,把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間,觀察到“倒立放大的實像”,把蠟燭放在焦點以內(nèi),觀察到“正立放大的虛像”。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象引導學生反思,可總結(jié)出以下規(guī)律:⑴物體由2倍焦距向焦點移動過程中,像逐漸變大。⑵物距小,像距大,像變大,反之亦成立。⑶2倍焦距是成放大與縮小像的轉(zhuǎn)折點,1倍焦距是成實像與虛像、正立與倒立的分界點。以上規(guī)律化的知識,學生印象深刻,為知識的遷移和靈活運用打下了良好的基礎。
五、反思實驗異同點
對多個實驗,可進行聯(lián)系與比較,反思實驗異同點,更易使學生掌握實驗的本質(zhì),理解實驗規(guī)律,鞏固知識與技能。例如做過“伏安法測電阻”,“伏安法測電功率”實驗后,提出以下問題引導學生反思:⑴兩實驗根據(jù)的原理各是什么?⑵兩實驗的電路圖是怎樣的?⑶兩實驗共同用到的實驗儀器有哪些?⑷兩實驗需要測量的相同物理量是什么?通過以上問題,鼓勵學生大膽質(zhì)疑,發(fā)表見解,展開討論,分析對比尋找異同點,有效地培養(yǎng)學生思維的深刻性和批判性。
六、反思實驗注意事項
每一個實驗都有其操作的注意事項,引導學生圍繞實驗注意事項進行反思,認清錯誤操作的危害,從而規(guī)范學生的實驗操作,為順利完成實驗奠定了良好的基礎。例如“用電流表測電流”實驗中,注意事項為:正負接線柱接法要正確,電流表串聯(lián)在電路中。讓學生反思:若正負接線柱接反了會產(chǎn)生什么后果?若電流表并聯(lián)在燈泡的兩端,會造成什么后果?
總上所述,在學生實驗時,積極引導學生進行全方位、多角度反思,對深化實驗,完善實驗,拓展實驗,活化實驗,形成實驗操作的技能與技巧有著重要的作用。教學中,教師注重引導對物理實驗的發(fā)思和總結(jié),不斷創(chuàng)新實驗教學,努力提高物理實驗教學質(zhì)量。
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