淺談發(fā)揮物理演示實(shí)驗(yàn)的作用

鄭海韜

摘要針對(duì)物理學(xué)科本身的特點(diǎn),結(jié)合多年的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn),本文提出了物理演示實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的的具體要求。即,目標(biāo)明確、明顯直觀、結(jié)果真實(shí)、要有啟發(fā)性。

關(guān)鍵詞物理演示實(shí)驗(yàn) 著手方面 作用

中圖分類號(hào):G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

多年的物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)使我認(rèn)識(shí)到,物理演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中有著非常重要的作用。實(shí)驗(yàn)既是物理科學(xué)賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ),又是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理理論,解決問題的重要手段,物理知識(shí)系統(tǒng)是一個(gè)以經(jīng)驗(yàn)知識(shí)(物理現(xiàn)象)、基本概念、基本關(guān)系(原理、定律、公式)等為中心并以歸納、類比為基本結(jié)構(gòu)要素組合而成的邏輯體系。就中學(xué)物理而言,實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),是檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)生建立完整的物理概念和導(dǎo)出正確物理規(guī)律的課堂教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)是最活躍最具生命力的部分。演示實(shí)驗(yàn)是指為配合教學(xué)內(nèi)容由教師操作表演示范的實(shí)驗(yàn),是深受學(xué)生歡迎的實(shí)驗(yàn)形式,是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特方法。它能化抽象為具體,化枯燥為生動(dòng),把要研究的物理現(xiàn)象清楚地展示在學(xué)生面前。能引導(dǎo)學(xué)生觀察,并進(jìn)行思考,配合講授使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律,達(dá)到"事半功倍"的效果。

實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)、培養(yǎng)能力有著重要意義。要使演示實(shí)驗(yàn)真正達(dá)到演示目的:學(xué)生思維活躍,興趣盎然,扎實(shí)基礎(chǔ),就必須從以下幾個(gè)方面著手:

1 目的明確

演示實(shí)驗(yàn)具有生動(dòng)、直觀、新奇的特點(diǎn),容易激發(fā)學(xué)生的直覺興趣。如能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的趣味性,就能創(chuàng)造出生動(dòng)的情景,使學(xué)生思維活躍。實(shí)驗(yàn)是用來配合教學(xué)的,應(yīng)根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容和要求,選擇用合適的實(shí)驗(yàn),以便讓學(xué)生清楚地認(rèn)清物理概念和規(guī)律。比如,講“摩擦力”這一節(jié),我們可以用引導(dǎo)提示法。如“摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)系呢?”為了研究這個(gè)問題,我們調(diào)整吊盤上的重物的重量,使木塊在桌面上作勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)繩子對(duì)木塊的拉力F就等于木塊與桌面間的滑動(dòng)摩檫力f。然后在木塊上加一個(gè)重物,增大木塊與桌面間的壓力N,這時(shí)發(fā)現(xiàn),必須增加吊盤上的重物,使F增大,木塊才能做勻速運(yùn)動(dòng)?？梢奛增大,f也增大。學(xué)生就很自然地得出"f的大小跟N大小成正比"的結(jié)論。然后進(jìn)一步得出動(dòng)摩擦因素與兩接觸物體的材料和它們接觸面的粗糙程度有關(guān)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男悦鞔_,環(huán)環(huán)緊扣,步步深入,學(xué)生必定會(huì)有很強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí),很清楚的認(rèn)知思路,從而輕松地掌握這節(jié)的內(nèi)容。演示實(shí)驗(yàn)切忌毫無目的,其最終目的是為教學(xué)服務(wù)的,為的是在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,理解規(guī)律,從而掌握規(guī)律,否則演示實(shí)驗(yàn)就失去它的意義了。

2 明顯直觀

為了使物理過程的現(xiàn)象明顯,儀器的尺寸要比較大,尤其是觀察部分的尺寸要大,要使教室內(nèi)最遠(yuǎn)的同學(xué)也能看清。這樣做演示的精密度雖有所降低,但可以用感受效果來彌補(bǔ)。必要時(shí)可以借助投影、放大電路等手段增強(qiáng)現(xiàn)象的明顯性,另外,儀器擺放的位置,被觀察主體與背景的色調(diào)對(duì)比等也會(huì)影響觀察的效果?？刹捎么判院诎濉⑷旧?、生煙、襯托背景、照明等方法。 為了不影響正常授課時(shí)間,演示實(shí)驗(yàn)過程要明了,不需要過多地拐彎抹角,特別是一些為鞏固物理概念的定性演示中,沒有必要選擇精密復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置?？紤]到感官對(duì)于記憶的幫助,可以調(diào)動(dòng)學(xué)生各部分感官的協(xié)調(diào)并用,有資料表明,在接受知識(shí)方面,單靠聽覺一般只能記住15%左右;單靠視覺,從圖象獲得知識(shí),只能記住45%左右;如果兩者結(jié)合起來,可記住65%。因此,我們應(yīng)該考慮學(xué)生的各種感官對(duì)信息的分辨能力,以強(qiáng)化有效刺激,促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新規(guī)律的理解。

3 結(jié)果真實(shí)

課堂上的教學(xué)時(shí)間是極其寶貴的,教師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)要盡量確保成功。成功的演示是由多方面的因素決定的。首要條件是掌握實(shí)驗(yàn)原理,它是設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。只有掌握了原理,才能準(zhǔn)確的抓住關(guān)鍵,成功的進(jìn)行演示。例如,靜電實(shí)驗(yàn)我們一般認(rèn)為比較難做,其實(shí)關(guān)鍵在于靜電電壓高而電量少。因其電壓高,通常所說的絕緣體在高壓下變成了導(dǎo)電體;因其電量少,電荷容易漏。從原理上進(jìn)行分析,我們就可以找到改進(jìn)靜電演示實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵——解決絕緣問題。只要對(duì)儀器進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)就行了。有些實(shí)驗(yàn)的成敗與環(huán)境等外界條件很有關(guān)系。例如,空氣的濕度對(duì)靜電實(shí)驗(yàn)很有影響,某些電學(xué)實(shí)驗(yàn)跟電源電壓的穩(wěn)定性有關(guān)。因此,在課前要選擇好所需的儀器和材料,仔細(xì)地進(jìn)行檢查,了解實(shí)驗(yàn)的精確程度,估計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間等。課前做好充分的準(zhǔn)備,可以提高演示的成功率,但不能保證課堂上一定不出問題。出了問題怎么辦?一是要鎮(zhèn)定,切忌手忙腳亂,應(yīng)認(rèn)真思考和分析,盡可能及時(shí)找出原因,迅速排除故障;二是要實(shí)事求是,實(shí)驗(yàn)失敗不可簡(jiǎn)單地用"儀器不行"來搪塞過去,更不能編造數(shù)據(jù),弄虛作假。應(yīng)當(dāng)向?qū)W生如實(shí)說明實(shí)驗(yàn)失敗的原因,申明下次再做。

4 要有啟發(fā)性

演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料,變抽象為形象。但它的最終目的是要通過觀察啟發(fā)思維,使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律,發(fā)展能力,培養(yǎng)興趣。因此,在設(shè)計(jì)和編制演示程序時(shí),必須在啟發(fā)性上下功夫。演示中的啟發(fā)性,首先在于以趣激疑。當(dāng)生動(dòng)的演示現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料之外時(shí),認(rèn)知的矛盾將上升為思維的動(dòng)力。

運(yùn)用演示引發(fā)問題,只是啟發(fā)思維的起點(diǎn),雖然它是學(xué)生開展積極思維的突破口,但要推進(jìn)思維的展開,(下轉(zhuǎn)第132頁)(上接第125頁)仍需有教師不斷的引導(dǎo)。例如,為什么會(huì)有這種現(xiàn)象?怎樣才能產(chǎn)生?怎樣才能做得更好?……在學(xué)生不斷的探討、思索中,逐步掌握物理知識(shí),了解物理規(guī)律,這樣的實(shí)驗(yàn)就成為了推進(jìn)思維的向?qū)?。演示?shí)驗(yàn)一般情況可采用這樣的幾步:提出問題,通過實(shí)驗(yàn)建立初步表象;再做實(shí)驗(yàn),又提出問題進(jìn)行探討,找出規(guī)律;應(yīng)用規(guī)律來說明問題,并用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。這一過程體現(xiàn)了實(shí)踐——理論——實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律。演示實(shí)驗(yàn)切忌難易不分,草草了事。有些新教師做實(shí)驗(yàn),常常以能顯示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為滿足,急急表演,匆匆收?qǐng)?。這樣的實(shí)驗(yàn)必不能給學(xué)生留下深刻的印象,而且忽視了學(xué)生由感性到理性的上升過程,忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng),不可能達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的目的。

總之,演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有不可替代的作用。只有我們明確了演示實(shí)驗(yàn)的重要性,掌握了正確的方法,才能使學(xué)生的觀察和思維活動(dòng)緊密地結(jié)合起來,用觀察促進(jìn)思維活動(dòng)的展開,又用思維指導(dǎo)觀察活動(dòng)的進(jìn)行,逐步掌握物理概念和規(guī)律,將抽象的理論具體化,將理論知識(shí)與生活實(shí)際有機(jī)的結(jié)合起來,真正的將知識(shí)學(xué)“活”,而不是為了做題而硬記理論。掌握物理規(guī)律,為以后的深入學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。脫離了實(shí)際的教學(xué),只會(huì)把學(xué)生們的思維禁錮,學(xué)生的觀察和思維能力不會(huì)得到提高,退一步來說,通過演示實(shí)驗(yàn)可以提高物理教學(xué)的效果,使學(xué)生在輕松愉快的氣氛下掌握了知識(shí),將空洞乏味的理論知識(shí)變得生動(dòng)有趣,讓學(xué)生的身心在繁重的學(xué)習(xí)生活中獲得了休息。