優(yōu)化演示實驗教學的三個重要環(huán)節(jié)

朱天鎖

物理學是一門以實驗為基礎的科學,物理教學當然也離不開實驗,尤其是演示實驗,它是保證物理教學質量的重要手段做好物理實驗對于學生正確掌握概念和規(guī)律,培養(yǎng)觀察能力和邏輯思維能力,提高科學素養(yǎng)有非常重要的作用因此教學中要非常重視優(yōu)化演示實驗的教學,充分發(fā)揮演示實驗在物理教學中的作用筆者認為要優(yōu)化演示實驗教學,必須抓住以下三個重要環(huán)節(jié).

一、實驗現象要明顯直觀.

根據職業(yè)學校學生的年齡特點和認知過程,物理教學應在直觀的基礎上,引導學生進行思維加工,即通過生動的直觀達到抽象的思維因此,演示實驗現象明顯直觀,便于學生觀察,容易進行思維加工,得出結論,這是演示實驗教學的基本要求,也是優(yōu)化演示實驗教學的前提.

實驗現象明顯就是要求每個學生都看得見,看得清這一點說起來容易,真正做好需要做大量的課前準備工作,在準備實驗時教師應從教室的前后、左右等不同的方位觀察,以保證每個學生都能明顯的看到實驗現象因此選用儀器的尺寸要足夠大,測量儀表的刻度要比較粗;儀器放置時,背景色澤對比要明顯,位置的高低要適中等在實驗中如果能巧妙的設計實驗程序和運用啟發(fā)性強的方法,不僅可以使實驗現象明顯,而且可以充分調動學生學習的積極性,使學生學到活的知識.

實驗現象除明顯外,還必須直觀,即要求學生能看得懂,一目了然例如,在講布朗運動時,利用布朗運動模擬演示器模擬布朗運動,通過投影儀放大,使學生不但比用顯微鏡更明顯地“看”到布朗運動,而且非常直觀地“看”到了大量分子的無規(guī)則運動,對分子熱運動規(guī)律就有一個比較直觀的認識.

二、觀察實驗要抓住重點,準確及時.

明顯直觀的實驗現象為學生觀察創(chuàng)造了良好的外部條件,抓住重點,準確及時的觀察實驗現象,不僅為學生理解概念、掌握規(guī)律提高了豐富的感性材料,而且還可以培養(yǎng)學生的觀察能力,這是學生能力培養(yǎng)的一個重要方面由于觀察能力包含精細的知覺(主要是視知覺)能力、定向注意力,并以分析綜合的思維能力為基礎,它不是天生就具有的,而是要通過培養(yǎng)和訓練在實踐中逐步形成和發(fā)展的,所以應該有目的、有計劃的一步一步地去培養(yǎng),注意引導學生觀察實驗現象,并教給觀察方法.

1觀察要抓住重點.

由于受觀察能力的限制,有些學生對物理現象的觀察往往比較籠統(tǒng)和膚淺,不能把握現象的重點和本質,難以達到預期的觀察目的,這就要求教師特別注意對重點現象要加以引導例如,在用水平懸掛的彈簧演示縱波時,整個波動情況非常明顯,但媒質中的質點運動情況最容易引起學生的混淆,產生媒質中的質點隨波一起向前遷移的錯覺因此在演示時可在某一位置做上標記,當學生對波的形狀有一定的認識后,引導學生要重點觀察標記的運動,看質點在平衡位置附近的振動情況,這樣學生對縱波及質點運動情況就有一個全面正確的認識.

實驗前,對觀察的各個階段提出觀察要求和思考題,讓學生帶著問題,有目的、有重點的觀察,會收到良好的效果在光的干涉實驗中,學生容易被美麗的彩色條紋吸引了注意力,陷入“看熱鬧”的狀態(tài)這時要以問題引路,引導學生觀察條紋的寬度、亮度、顏色及分布情況,加深學生對光的干涉和衍射現象的理解.

2觀察要準確.

除了定性的觀察結論要正確外,定量的觀察要有較高的準確度,這就要求學生掌握正確的觀測方法,像觀察電表和液面時,一定要正視,而且液面的高低要以彎月面底部為準對實驗中處于動態(tài)過程的觀察,如天平,可不必等天平完全靜止,只要指針在平衡位置左右擺動的幅度相等,則天平平衡,同樣會有很高的準確度.

對稍縱即逝的物理過程的觀察,應該有一定的速度,即要及時如在研究單擺的周期時必須迅速、準確地判斷小球經過平衡位置時的時刻,同時按下秒表;在斷電自感現象中,必須讓學生注意在切斷電路斷電瞬間,小燈泡發(fā)出特別明亮的閃光這一重要現象,以培養(yǎng)學生敏捷的觀察能力.

3充分利用各種感官.

觀察實驗時各種感官要相互協調,緊密配合,培養(yǎng)學生協調一致的觀察能力如在空氣柱共鳴實驗中,要充分利用視覺和聽覺器官,引導學生在聽到空氣柱共鳴聲時,及時準確地記下玻璃管內空氣柱的長度.

三、實驗的結果要科學地分析、歸納和推理.

明顯直觀的實驗現象,通過全面準確的觀察,使學生獲得了一定的感性認識,而感性認識要上升到理性認識,必須對觀察到的現象進行科學地分析、歸納和推理這對學生建立概念、掌握規(guī)律、培養(yǎng)思維能力是非常關鍵的.

教學中,有的實驗之所以沒有很好的發(fā)揮作用,不是實驗本身失敗了,而是未能對實驗進行恰當的分析、歸納和推理因此,這時要充分發(fā)揮教師的主導作用,啟發(fā)學生進行認真地思考,科學地推理,挖掘出潛伏在現象背后的本質.

當然并非所有的情況都是先演示后分析,在很多情況下,教師可以按事先設計的實驗程序,邊演示邊歸納,引導學生邊觀察邊思考,使觀察和思考相互滲透,形成概念和規(guī)律像電荷在導體上的分布的演示,就是讓學生通過觀察電荷在空心導體上、曲率不同的導體上、尖端上的分布情況,得出靜電平衡時電荷在導體上的分布規(guī)律:導體的外表面——曲率大處——尖端最多.

綜上所述,明顯直觀的實驗現象是優(yōu)化演示實驗教學的前提;引導學生抓住重點,準確及時的觀察實驗現象是優(yōu)化演示實驗教學的基礎;對實驗現象進行科學地分析、歸納和推理是優(yōu)化演示實驗教學的關鍵,只要抓住這三個重要環(huán)節(jié),將這三者有機地結合起來,才能充分發(fā)揮演示實驗在物理教學中的作用.