《杰出中学生的14种能力》6实践动手能力

2019-09-14 22:29:09

  做好实验准备

  中学开设的物理、化学、生物实验课、野外科技考察课、文科社会调查课等都是实践能力训练课程。它一方面可以验证课文中讲到的定律、定理,巩固所学的知识,一方面是培养训练学生的观察能力、实验动手能力,同时也是培养学生的社会活动能力。

  从能力的角度来讲,实践动手能力和接受知识的能力具有同等重要的地位。本章结合学校的实际,讲一下如何提高实践动手能力。

  怎样做好实验准备

  为了做好实验,必须先做好实验准备工作。对于中学生来说,一般是两类实验,一类是老师布置的实验课,学校提供实验装置、器材,由学生自己在实验室做;一类是学生自己根据课本或科普书刊的实验性文章在家里做。下面我们分别说一说这两类实验的准备工作。

  (1)教学实验的准备工作

  上实验课之前一定要首先认真阅读实验指导书。阅读实验指导书的目的有两点,一是弄清实验的目的和原理,二是弄清实验的步骤。有的实验指导书明确写着“实验目的”、“实验原理”、“实验步骤”,那比较好办;有的没有写,你就要善于从中寻找提炼。

  例如:初中《生物》课本的“实验七·解剖家兔”就明确写着“目的要求”是“认识家兔的体腔和其中的主要器官;练习解剖技能。”这虽然只是一句话,但是它的指导作用是贯彻于实验的始终。

  在阅读实验指导书中的“方法步骤”时,一定要认真仔细,正确理解每一句话,它写的是“加微热”,就不是“加热”;一定要搞清步骤的先后次序,不能颠倒;必要时还应当明白每一个步骤的道理。

  做实验之前还有一项工作就是熟悉器材。这个实验中,要用到哪些材料、器具和测量仪器,每一种器材的规格,都应当心中有数。最好在上实验课之前,到实验室看一看,遇到测量仪器还应当事先学会使用,学会如何提高该仪器的测量精度。与此同时,还应当认真阅读“实验室规则”,以便在做实验时遵照执行。

  (2)自选实验的准备工作

  学生在课外自己设计做一些实验是很有意义的工作。它可以提高学生的学习兴趣,培养学生的创造能力,提高学生的实验技能。这类实验要有三种准备:

  第一是理论准备。你的实验目的是什么,为达到这一目的你做的实验理论依据是什么。第二是方案准备。你为了达到实验目的,应当设计怎样的实验步骤。第三是器材准备。由于在家中做实验,条件有限,因此要在家庭许可的条件下来设计,待需要的器件、材料一一准备齐全之后,方可进行。

  从中学里就养成做好实验前准备工作的习惯,对将来从事科学技术研究工作大有益处。在一个实验之前,对实验目的、原理和方案、器材,不作可行性论证,不作好准备,是做不好实验、取不得成果的。

  怎样进行实验观测

  科技实验,其目的是创造一定的条件,使我们需要的自然现象或过程能够发生或重演,以便于我们观察和测量,然后再根据观察和测量的结果来进行研究。因此,离开了观察和测量,就失去了实验的意义。

  中学实验也是如此。那么在实验中怎样进行观察和测量呢?也许有的同学会回答:那还不容易,用眼睛看,用测量工具量呗。

  这样回答只答对了一半。实验中的观察和测量自然是眼睛看、工具量,但是,正确的观察和测量并不是随便可以做到的。它要求注意以下三点:

  (1)坚持观察的客观性

  它有两层含义:一方面要求实验者严格地按实验的目的和步骤去进行,使应该出现的现象客观地出现;另一方面,客观出现的现象要客观地观察到,观察到的现象要客观地反映出来。不能头脑里事先带着框框,是我预期的现象就高兴,不是预期的现象或是同预期现象相矛盾的现象就不注意、不反映。用句通俗的话说就是看到什么就是什么。

  在科学史上由于不能坚持观察的客观性,不少人,包括大科学家在内都吃过亏。例如:巴甫洛夫的学生在实验中观察到稀盐酸对小肠粘膜的刺激可以使胰腺分泌胰液的现象。但是他们头脑中有神经反射机制学说的框框,就认为观察到的现象是由于他们在做实验时没有把神经割干净,仍旧是神经反射机制。而另外两个科学家,在观察到上述现象之后,不带框框,认真研究,终于提出了人体内激素调节机制的新学说。

  在我们中学生中,也有一些同学不能坚持实验观察的客观性。

  有一个学校做化学实验,老师布置的实验是用氢氧化钠和硫酸铜反应,产生蓝色絮状沉淀的氢氧化铜,不料实验结果出现的是白色沉淀。有的同学为了急于结束实验,不能坚持观察的客观性,在实验报告中写上“产生出蓝色沉淀”。后来查清,出现白色沉淀是因为用的不是硫酸铜而是硫酸锌。实验错了可以重做,但是不能坚持实验观察的客观性,是搞好科学研究的大敌。

  (2)坚持测量的准确性

  测量,是对研究对象的一种定量的描述,实质上就是一种定量观察。测量的准确性,就是从量的方面坚持观察的客观性。

  为了保证测量的准确性,一是要选择比较先进、精密度较高的测量仪器,二是要努力掌握好测量方法。有了好的仪器和方法之后,还要如实地客观地反映测量到的结果,不能主观地修改数据。例如:在实验“互成角度的两个力的合成”中,根据测量到的两个力F1和F2的值计算出合力F为4.21公斤。可是在实际测量时测得的合力F是4.5公斤。这个时候也应当以4.5公斤为测得数据,不应擅自改为4.21公斤。至于为什么会有差异,可另外寻找原因。

  (3)坚持观测时的积极思维

  坚持观察的客观性,所指并不是消极的观看,必须同时伴随着思考。要将自己看到的现象和自己过去的经验、知识联系起来进行思考。例如:当溶液中出现白色沉淀时,应当马上意识到这不是硫酸铜,可能是锌盐,这是过去的知识告诉我们的,还要进一步核查搞清。这样就可以保证实验的正常进行。