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物理教學(xué)關(guān)于儀器準(zhǔn)備與使用經(jīng)驗
物理教學(xué)關(guān)于儀器準(zhǔn)備與使用經(jīng)驗
【摘要】明天的物理人才和各個應(yīng)用學(xué)科的人才，就得通過今天的實驗室培養(yǎng)，因為通過物理實驗進(jìn)行科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和培養(yǎng)能力的重要途徑，而組織學(xué)生實驗所取得的教學(xué)效果很大程度上取決于實驗所需儀器的認(rèn)真有效準(zhǔn)備與合理使用。
【關(guān)鍵詞】物理教學(xué);實驗儀器;準(zhǔn)備與使用;經(jīng)驗
物理學(xué)是以觀察和實驗為基礎(chǔ)，融合人類的理性思維發(fā)展起來的基礎(chǔ)學(xué)科。
今天，作為物理學(xué)兩大主線的理論物理和實驗物理，其勢交錯發(fā)展，無論是哈勃望遠(yuǎn)鏡觀察的宇宙圖景、歐洲的核子對撞實驗，還是北京正負(fù)電子對撞機(jī)上的每一個實驗新發(fā)現(xiàn)，都在令人激動地修正乃至改寫業(yè)已存在的物理圖景，實驗物理學(xué)正日益以其成果和魅力吸引越來越多的目光。
明天的物理人才和各個應(yīng)用學(xué)科的人才，就得通過今天的實驗室培養(yǎng)，因為通過物理實驗進(jìn)行科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和培養(yǎng)能力的重要途徑，而組織學(xué)生實驗所取得的教學(xué)效果很大程度上取決于實驗所需儀器的認(rèn)真有效準(zhǔn)備與合理使用。
筆者就平時物理教學(xué)關(guān)于儀器準(zhǔn)備與使用的一些經(jīng)驗整理出來，供同仁斧正。
一、組織學(xué)生實驗前，儀器的準(zhǔn)備要重視檢查
準(zhǔn)備實驗儀器時，首先要檢查儀器的數(shù)量是否能按照實驗教學(xué)中學(xué)生分組情況配備充足，盡可能使得每組學(xué)生人數(shù)少一點兒，以增加每位學(xué)生動手實驗的機(jī)會，這就要求儀器的成套發(fā)放量較大;其次要認(rèn)真檢查儀器質(zhì)量，這要求準(zhǔn)備實驗的教師不僅從外觀看儀器有無破損，更要通過自己的經(jīng)驗或檢測儀器判斷實驗所用的儀器性能有無問題。
因為在學(xué)生實驗開始前進(jìn)行維修，教師有充足的時間和空間，否則，學(xué)生實驗中途儀器出現(xiàn)問題，學(xué)生實驗勢必被迫終止，造成教學(xué)安排混論，教學(xué)組織困難，浪費教學(xué)時空與學(xué)生學(xué)習(xí)資源，實驗教學(xué)效率低下。
比如測量密度的實驗中，依次要觀察天平的各個零件、砝碼盒砝碼和鑷子、量筒的杯口和刻度……是否符合儀器的規(guī)格和使用的質(zhì)量規(guī)范，一旦發(fā)現(xiàn)砝碼有破損、生銹，量筒或量杯的刻度出現(xiàn)磨損，量筒破損等，就要及時更換配齊。
二、學(xué)生實驗過程中，儀器的放置要有序
組織學(xué)生實驗前，教師就應(yīng)該開展實驗前的規(guī)范教育，要求學(xué)生每次實驗都要認(rèn)真按照規(guī)范步驟觀察、操作儀器。
而要做到這一點，首先就要求學(xué)生在實驗中，實驗儀器要科學(xué)、規(guī)范、有序放置和排列，放置要本著安全、規(guī)范、方便操作檢查和觀察的原則。
比如：電學(xué)實驗中開關(guān)、滑動變阻器一般要放在靠近操作者的位置，便于學(xué)生操作;電壓表、電流表的表盤必須正對面向操作者，以便于觀察和讀數(shù);導(dǎo)線以及元件的連接必須直觀，以便檢察電路。
這里特別要提醒學(xué)生注意，實驗中使用照明電源時，注意所有的接頭金屬部分不能裸露。
儀器的有序放置，還可以防止在使用液體實驗的過程中碰倒容器，造成液體污染儀器或者有害液體腐蝕人體，造成人身傷害。
再如測量密度時，盛有液體的量筒放置的位置就要注意在人的手臂不易直接碰倒的位置，以免打壞量筒，或者液體濺濕天平和砝碼，造成儀器銹蝕。
三、實驗方案實施中，儀器的選擇要恰當(dāng)
在實施實驗方案的過程中，選擇規(guī)格恰當(dāng)?shù)膶嶒瀮x器，既能保護(hù)儀器，又能讓實驗順利、安全地進(jìn)行，減少學(xué)生探究過程中的障礙。
如用彈簧測力計、橡皮帽、注射器、細(xì)繩估測大氣壓強(qiáng)的數(shù)值時，注射器的活塞面積必須很小，最好是醫(yī)學(xué)用的皮試注射器，否則對彈簧測力計的拉力就會超過其量程使實驗無法進(jìn)行。
另外，注射器材料要是塑料的，防止因為玻璃破損傷害學(xué)生。
特別值得注意的是，電學(xué)實驗一定要注意選擇的儀器量程與實驗中的被測電流、電壓等電學(xué)量是否適配，否則損壞儀器，造成較高的經(jīng)濟(jì)損失，還會帶來一定的安全風(fēng)險。
四、儀器使用過程中，操作要規(guī)范
進(jìn)行實驗時規(guī)范化的操作是實驗成功的關(guān)鍵條件之一，使用儀器時要按照其使用規(guī)則進(jìn)行操作，做到準(zhǔn)確、安全、可靠，以培養(yǎng)學(xué)生良好的操作技能和操作習(xí)慣。
如用天平測鐵塊質(zhì)量的操作規(guī)范主要是：把天平放在水平臺上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻線處，調(diào)節(jié)衡梁螺母使橫梁平衡，被測鐵塊放左盤，砝碼放右盤，用鑷子從大到小加減砝碼等。
使用溫度計測液體溫度時，溫度計要保留在被測液體中，不要碰到容器底和容器壁，溫度計的玻璃泡要與被測液體充分接觸，待示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)，且視線要與溫度計的液柱上表面相平。
電學(xué)實驗用的儀表連接時，接線柱的正反連接要正確，量程選擇要正確，滑動變阻器接入電路時滑片要放在最大阻值位置，電路連接好后要采取瞬時通電的方法檢查電路，以保護(hù)各電路元件。
五、觀察儀器要細(xì)致
對實驗儀器進(jìn)行觀察或閱讀使用說明書，理解儀器或工具的名稱、用途，掌握其使用方法，是物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的重要途徑。
通常測量工具和儀表都有零刻線、量程、分度值等，在觀察這些儀器時，要首先觀察這些信息，便于讀數(shù)或保護(hù)實驗儀器。
如用量筒測量鐵塊的體積，在觀察水面的位置時視線要與量筒里的凹液面相平，再結(jié)合量筒的分度值進(jìn)行讀數(shù);用彈簧測力計測量力時，由于不同彈簧測力計的分度值、量程不同，讀數(shù)前要先確定彈簧測力計的量程和分度值，才能正確地讀出它的示數(shù)，同時防止所測的力超過彈簧測力計的量程而損壞它。
六、教育學(xué)生善始善終，安全、完整實施好實驗的全部流程
相當(dāng)多的學(xué)生進(jìn)實驗室具有好奇心理，而沒有注意到實驗的安全要求。
因此，教師每次實驗前都要充分考慮儀器的安全性能，防止損壞儀器，甚至給學(xué)生帶來傷害，造成教學(xué)安全事故。
如演示內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換時，要用到空氣壓縮引火儀，事前要充分檢查該裝置鋼化玻璃的強(qiáng)度是否可靠，可以在課堂外先行實驗，以免在課堂上爆炸而傷害學(xué)生;安裝家庭電路時，要先教給學(xué)生一些安全用電的知識，實驗時所用的老虎鉗的塑料外套絕緣性能要好，防止因為手柄上的絕緣塑料老化或破損造成觸電事故。
實驗的規(guī)范性中不應(yīng)忽視實驗的操作步驟的完整性。
一些細(xì)節(jié)性的步驟要求學(xué)生養(yǎng)成習(xí)慣執(zhí)行，如實驗完畢，應(yīng)該切斷水源、電源，各種可能造成污染的實驗材料妥善處理好，所有的器材必須清理、包裝好，按照儀器保管規(guī)范放置好，接受教師的檢查，儀器、材料等絕不應(yīng)散落在實驗桌面上，良好的實驗習(xí)慣才會造就一流的科技人才。
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