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强化实验操作 体现课程理念

作者 :阮金祥 程玉华更新时间:2012-11-12

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——由一道实验操作题获得的启示
  (湖北红安县城关镇中学 4384000 )

《物理课程标准》指出:“物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,而且还应注重终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。”为体现这一新课程理念,不少地区特将物理实验操作能力考查纳入中考并计入中考总分。
下面是一道考查学生实验操作能力试题.
试题:校正天平标尺上的分度值。
说明:现有一架砝码不全的组装天平,因游码不配套导致游码标尺上的分度值发生变化,请你用所给器材和一个已知质量的A物体校正游码标尺上的分度值,并在校正前后两种情况下称量B 物体的质量,将实验结果填入下表中。
物体 实验结果
天 平 校正前游码标尺上的分度值 g
校正后游码标尺上的分度值 g
校正前B物质量 g
校正后B物质量 g
器材准备:由考点准备的器材有:托盘天平一台(称量100g或200g),配套使用的砝码(不含5g的砝码)。由考官自带的器材有:物体A和物体B,其中A物质量已知(mA=11g),B物质量未知(大约在87g左右)。
一、由试题引发的思考
思考(一):学生要完成该实验必须具备的科学文化知识。
1.托盘天平的构造。托盘天平的主要构造有:横梁、标尺、游码、分度盘和平衡螺母。
2.托盘天平的调节。先将天平放在水平工作台面上,再将游码置于标尺左端“0”刻度线处,然后调节横梁上的平衡螺母使横梁平衡。
3.托盘天平的使用规则。用托盘天平 称物体质量时,左盘放物体,右盘放砝码,加减砝码(或移动砝码)使横梁平衡,则被测物体的质量等于右盘砝码质量加上游码在标尺上对应的分度值。
(思考二):学生要完成该实验必须具备的实验操作技能
与天平配套的砝码没有5g的,而游码在标尺上只能在0~5g范围内调节,那么该项实验操作告诉我们,质量个位数在5g~10g内物体质量(如B物质量在87g左右)在通常情况下是无法测得的,因为左盘放物体,右盘放砝码的质量与游码在标尺上所对应的质量之和是不会出现个位数在5g~10g间的结果。
为寻找解决问题的突破口,我们可以将质量个位数在5g~10g内的物体(例如质量数在87g左右的B物)放在右盘,左盘放90g的砝码(50g1个,20g2个),移动游码(此时游码对应的分度值刚好是3g)使横梁平衡,则质量个位数在5g~10g的物体质量便可测出(如B物质量为90g-3g=87g)。
思考(三):学生要完成该实验必须具备的创新思维
游码与天平不配套,则在测量物体质量时将会出现被测物体质量偏大或偏小,这时应对标尺上的分度值进行校正,例如:物体A的质量mA=11g,当用未校正分度值的天平称量A物时,右盘添加m0=10g的砝码,游码在标尺上的分度值△m=2g,测得A物质量偏大,为准确测出A物的质量,我们必须将游码在标尺上对应的分度值△m=2g校正为1g。
具体做法是:首先将标尺上的刻度n倍处理(其n值为11g-10g/2g=0.5倍);然后对标尺上的刻度进行处理(例如:刻度为2g处应标2g×0.5=1g,刻度为5g处应标为5g×0.5=2.5g);最后将物体放在左盘,砝码放在右盘进行测量。
二、由试题获得的启示
启示(一):新课程标准的评价体系改革带来了评价内容的改变。
《物理课程标准》指出:“物理课程应改革单一的以甄别和选拔为目的的评价体系,建立新的评价体系,注重过程评价与结果评价相结合,建立多元化,发展性评价体系。”
由此看来,物理教学要将物理知识的形成过程与物理知识传授放在同等重要的位置。评价学生不再是过去哪种只注重知识的考试结果,而是包括实验操作能力考查在内的多种能力的全方位的综合评价。因此试题的科学知识要求、动手实验操作能力的要求以及其他各种能力的要求是全面而又深刻的。
启示(二):新课程标准下的物理实验教学要注重科学探究和强化实验操作。
《物理课程标准》指出:“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学的研究方法,培养学生的探索精神,实践能力和创新意识。”
由此看来,物理教学要变学生的“接受性学习”为“探究式学习”、“合作式学习”和“自主性学习”。在实验教学的过程中,要让学生学会运用科学的探究方法(如“控制变量法”、“对照法”、“等效替代法”等)和科学的探究程序(提出问题;猜想与假设;制定计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析和论证;评估;交流与合作)去探索未知领域的知识。在知识的传授过程中,要让学生参与教学活动,从问题的情境中猎取知识并获得能力。在讲解习题时,要选取那些具有探究性、实践性、应用性、开放性的试题,知识的载体大都是生产生活中的具体问题,题设的情景应贴近生活、关注社会热点和科技前沿,具有时代感。
启示(三):将实验教学与思维训练相结合是提高学生实验操作能力的有效途径。
实验教学既要重视教师的示范性实验在建立物理概念和形成物理规律时的点拔功能。还要挖掘潜在的研究物理问题的方法发挥示范性实验的启发功能,同时还要在知识的形成过程中,培养学生的良好思维品质,激发学生的创新思维。
因此,在物理实验教学中,开展同一器材的多种用途(例如:电流表的量程扩大,电流表改装油量表等);同一物理量的多种测量方法(例如测电阻的方法有“伏安法”、“欧安法”、“伏欧法”等);同一实验的多种功能(例如利用“伏安法”测电阻的电路图还可测量电阻器上的电功率,还可探究电阻上的电流与电压的关系等)等内容的系统性、拓展性和总结性的实验探究,学生既可领悟到研究物理问题的方法,又可提高思维的流畅性、灵活性和独创性。
邮编:4384000
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