科學(xué)設(shè)計演示實驗 提高中考復(fù)習(xí)效率

盛 軍

（張家港市新塍初中，江蘇 張家港 215631）

中考復(fù)習(xí)是初三教學(xué)的重頭戲，由于時間緊任務(wù)重，多數(shù)教師常采用傳統(tǒng)的講授法復(fù)習(xí)，教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期的效果。究其原因是復(fù)習(xí)形式單調(diào)、內(nèi)容羅列重復(fù)，難以激發(fā)學(xué)生的興趣和思維。近年來我根據(jù)初中生的年齡特點，采用演示實驗復(fù)習(xí)法，既有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能引導(dǎo)學(xué)生主動回憶知識、深化知識的理解和應(yīng)用，還能促進(jìn)學(xué)生善于觀察問題、主動提出問題、分析和解決問題及自學(xué)運用邏輯思維等良好習(xí)慣的養(yǎng)成。采用這種復(fù)習(xí)方法，能否取得最佳的效果，關(guān)鍵是演示實驗的設(shè)計是否科學(xué)，是否能發(fā)揮演示實驗形象、生動、有趣，易于集中學(xué)生的注意力，形成深刻的印象等特點。此方法能幫助學(xué)生在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上更好的理解、掌握物理概念和規(guī)律的習(xí)慣，同時也對學(xué)生的分組實驗有較好的示范作用。筆者認(rèn)為，演示實驗的設(shè)計要符合以下五個要求。

一、科學(xué)性強

科學(xué)性是指：實驗的目的應(yīng)緊密圍繞教學(xué)內(nèi)容，實驗儀器的結(jié)構(gòu)，操作應(yīng)符合實驗原理。例如：在復(fù)習(xí)“氣體壓強與體積關(guān)系”時，教材中的實驗有兩個：一是用手指壓橡皮球，會感到阻力，壓得越緊阻力越大；二是取一注射器，用手指堵住前端小孔，分別向內(nèi)壓活塞和向外拉活塞，看看手的感覺。上述兩實驗可見度低，不便于演示，而且都是靠人的主觀感覺，不便于說明問題的實質(zhì)。為了更好的說明氣體壓強與體積的關(guān)系，且讓學(xué)生有新鮮感，我把它改為“加壓噴泉”和“減壓噴泉”兩個實驗，有效地提高了復(fù)習(xí)效果?！凹訅簢娙睂嶒炑b置如圖1所示，針筒和燒瓶的空氣形成封閉狀態(tài)。把針筒活塞往里推，封閉氣體體積減少，壓強增大，大于外面的大氣壓，燒瓶內(nèi)的水在壓強差的作用下從玻璃管中噴出來，形成漂亮的噴泉；“減壓噴泉”實驗裝置如圖2所示，針筒和燒瓶內(nèi)的空氣形成封閉狀態(tài)。把針筒的活塞往外拉，封閉氣體體積增大，壓強減小，小于外面的大氣壓，在壓強差的作用下，水槽中的水從玻璃管中上升，在燒瓶中形成噴泉。通過這兩個實驗的演示，以及分析推理，學(xué)生很容易牢記和理解：“在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體，體積越小，壓強越大，體積越大，壓強越小”這一基本規(guī)律。

演示實驗的科學(xué)性，還體現(xiàn)在演示過程中的實事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。如果實驗不成功，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析失敗的原因，找出解決的方法，避免弄虛作假，從而提高學(xué)生分析問題、設(shè)計方案解決問題的能力，養(yǎng)成科學(xué)和研究態(tài)度。

二、簡易方便，效果明顯

演示實驗要做到儀器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便和容易由現(xiàn)象進(jìn)行推理、導(dǎo)出結(jié)論；同時還應(yīng)注意可見度高，易引起每個學(xué)生相應(yīng)的感官有清晰的感覺。例如：在復(fù)習(xí)溫度計和游標(biāo)卡尺等刻度較小的測量儀器的使用時，為了讓每一位學(xué)生都能看清這些儀器的刻度情況，可利用投影儀對溫度計或游標(biāo)卡尺的刻度放大在大屏上（條件好的也可以用實物投影儀、攝像機(jī)等現(xiàn)代教學(xué)媒體輔助進(jìn)行放大），以增強可見度；在復(fù)習(xí)“力的作用效果能使物體形變”這一知識點時，教材利用重物壓塑料板、手拉彈簧等方法向?qū)W生顯示物體的形變，但學(xué)生對硬質(zhì)物體也能發(fā)生形變解得不多。我在復(fù)習(xí)的過程中，補充了利用光的反射放大原理并向?qū)W生展示了用力壓課桌面發(fā)生微小形變的情況，從而填補了學(xué)生的知識空白，深化了學(xué)生對力的作用效果的理解；在“聲音是由物體的振動產(chǎn)生的”復(fù)習(xí)過程中，我利用話筒、擴(kuò)音器、音箱把振動的橡皮筋、鋼尺等發(fā)出的微弱聲音放大，使全班學(xué)生都能清晰地聽到；在復(fù)習(xí)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”時，我利用電流放大器將銅線切割磁感線產(chǎn)生的電流放大，然后再接到演示電流表上，使學(xué)生清晰的看到電流表指針發(fā)生了明顯的偏轉(zhuǎn)。這些方法簡便易行、現(xiàn)象明顯，能有效地引導(dǎo)學(xué)生主動回憶和整合知識、豐富研究物理問題的思想方法，診斷存在的問題，以便采取措施加以補救，從而上升到更高的層次。

三、演示與啟發(fā)講解指導(dǎo)相結(jié)合

演示過程中配合啟發(fā)講解，能使學(xué)生通過視覺、聽覺和思維多器官的共同感應(yīng)，對實驗有更清晰的印象，在教師的指導(dǎo)啟發(fā)下進(jìn)行更深層次的思維，實現(xiàn)由個別到一般，由感性到理性認(rèn)識上的飛躍，從而實現(xiàn)知識的整合、方法的歸類和能力的提升。教師要啟發(fā)思考、講解指導(dǎo)的內(nèi)容雖然很多，重點要突出三個方面。

（一）實驗?zāi)康?、原理和步驟的講解

演示前要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實驗儀器及其結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學(xué)生明確實驗?zāi)康?、原理和相?yīng)的思想方法；在演示過程中，要學(xué)生知道：怎么看？看什么？為什么？對實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，由感性到理性，認(rèn)識現(xiàn)象的本質(zhì)和因果關(guān)系，從而使知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。經(jīng)過精心設(shè)計語言和問題，使學(xué)生在教師有目的、有順序的引導(dǎo)啟發(fā)下，進(jìn)行有目的、有順序的觀察和思考，通過教師的主導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主動性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，避免學(xué)生象看戲一樣，表面熱熱鬧鬧，而知識沒能深化、思維沒得到激發(fā)。

（二）注意滲透物理學(xué)思想和方法

在講解指導(dǎo)的過程中，要注意突出物理思想和物理學(xué)方法論，培養(yǎng)學(xué)生的實驗方法。使學(xué)生明確如何控制物理條件，使其能出現(xiàn)所需的實驗現(xiàn)象，知道在什么條件下測什么物理量，選擇什么儀器來測量，有意識地突出實驗中的方法論因素。強調(diào)實驗的性質(zhì)和目的對于實驗的指導(dǎo)作用，突出實驗中為什么要控制實驗對象的條件和怎樣控制，明確測量和記錄實驗結(jié)果的基本方法，使學(xué)生能深刻認(rèn)識實驗。逐步認(rèn)識物理實驗方法的一般特征，具備獨立設(shè)計和進(jìn)行簡單實驗的能力。這正是素質(zhì)教育所要求的內(nèi)容和課程改革要解決的問題：改變過去過于注重知識的傳承，而忽視科學(xué)方法、科學(xué)思想和情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)，造就有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的時代新人。例如：在復(fù)習(xí)“固體壓強”時，我首先讓學(xué)生回憶影響壓強的因素有哪些，然后讓學(xué)生設(shè)計一個實驗來驗證結(jié)論的正確性，最后再讓學(xué)生說明本實驗所涉及到的物理學(xué)方法。不少學(xué)生通過復(fù)習(xí)，真正明確了控制變量實驗法的運作方法、研究某一個問題往往要多種方法并用（本實驗學(xué)生認(rèn)為用到了控制變量法、比較法、歸納法和數(shù)學(xué)法）；增強了實驗設(shè)計和實驗數(shù)據(jù)記錄表等方面的設(shè)計技巧。

（三）發(fā)揮實驗的示范作用

縱觀按照《課程標(biāo)準(zhǔn)》編寫的教材，不難發(fā)現(xiàn)他們有一個共同特點，那就是學(xué)生自主探究性實驗非常多，而教學(xué)中又發(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計實驗方案、動手操作實驗的能力比較差。原因在于不少教師只注重課堂教學(xué)開放性這種形式，而沒有注意在開始階段通過演示實驗、現(xiàn)場指導(dǎo)和個別輔導(dǎo)等形式對學(xué)生進(jìn)行規(guī)范化訓(xùn)練。其中演示實驗的邊操作邊講解，更有助于潛移默化地規(guī)范學(xué)生的實驗操作過程，培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能。例如，在復(fù)習(xí)“測定小燈泡的功率”實驗時，利用實物投影儀給學(xué)生演示連線過程中，我有意將電流表和電壓表換位、開關(guān)閉合、滑動變阻器的滑片處于中間位置，讓學(xué)生給老師挑毛病，從而使學(xué)生真正掌握電流表、電壓表、滑動變阻器和開關(guān)等電學(xué)儀器的使用方法及電路連接的技巧。這種方式，不但使學(xué)生熟練掌握了知識，增強了動手操作的能力，而且規(guī)范了學(xué)生的實驗操作。因此教師的演示方式和過程必須科學(xué)、規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)。

四、控制實驗時間，確保演示成功

要提高復(fù)習(xí)的效率，課堂上給學(xué)生留有充足的時間去回憶思考、討論分析，必須切實做好演示前的一切準(zhǔn)備工作。預(yù)演是確保成功的基礎(chǔ)，控制好演示時間是完成教學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵。演示的時間過短學(xué)生看不清實驗現(xiàn)象，時間過長學(xué)生注意力容易分散，課堂教學(xué)效率低，教學(xué)質(zhì)量得不到保證。例如：在復(fù)習(xí)“焦耳定律”的實驗中，教材采用將電阻絲放進(jìn)煤油里，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管中上升，通過觀察煤油上升的高度，比較電流在電阻絲上產(chǎn)生熱量的大小。這種方法需要較長的時間，而且需要考慮做完電阻絲串聯(lián)實驗之后，兩瓶煤油溫度不同，對電阻絲并聯(lián)實驗的影響。為了盡量縮短實驗時間，確保實驗成功，我對這個實驗進(jìn)行了改進(jìn)：利用電阻絲加熱空氣，使燒瓶內(nèi)密封的空氣溫度升高，體積膨脹，壓強增大，燒瓶內(nèi)裝有適量的紅水，在內(nèi)外壓強差的作用下，在玻璃管中上升。電阻絲通電以后，在短時間內(nèi)（約15秒），玻璃管的水柱已上升了20厘米，實驗效果十分明顯，對比性強，又節(jié)約了時間，為例題的分析、學(xué)生的交流討論和練習(xí)鞏固提供了充裕的時間。

五、多媒體組合，不斷優(yōu)化實驗

隨著科技的發(fā)展，電腦逐步走進(jìn)課堂教學(xué)，利用多媒體輔助實驗教學(xué)，開辟了物理演示實驗教學(xué)的新天地。但多媒體輔助實驗教學(xué)，不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的物理演示實驗，在演示實驗教學(xué)過程中，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要，合理選擇利用現(xiàn)代化的教學(xué)媒體，繼承傳統(tǒng)教學(xué)媒體的教育成分，使兩者恰當(dāng)結(jié)合，共同參與傳遞教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)過程的最優(yōu)化。物理演示實驗應(yīng)以實物演示作為主要手段，一些無法在實驗中觀察的現(xiàn)象或?qū)嶒炛兴查g現(xiàn)象的定格，可采用電腦軟件進(jìn)行模擬仿真。例如，在復(fù)習(xí)電流的形成和導(dǎo)體容易導(dǎo)電的內(nèi)容時，用電腦模擬金屬導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子以及酸、堿、鹽的水溶液內(nèi)部的正負(fù)離子，在通電前后的微觀運動，有利于學(xué)生理解電流的形成過程和導(dǎo)體容易導(dǎo)電的原因，在頭腦中對自由電子（正、負(fù)離子）定向移動有深刻的印象，也為電流方向的理解記憶奠定了基礎(chǔ)；在復(fù)習(xí)電動機(jī)的原理時，通過模擬通電線圈在轉(zhuǎn)動過程任一時刻的定格，引導(dǎo)學(xué)生來分析線圈的電流方向和受力方向，能十分方便地把電動機(jī)的原理弄得清清楚楚。多媒體電腦也可以和實物實驗裝置相結(jié)合，對實驗進(jìn)行適時控制、采集、記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，提高演示實驗的精確度，縮短數(shù)據(jù)處理的時間，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

此外，在采用實驗法進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)的過程中，所設(shè)計的演示實驗還要有高度的安全性，防止任何事故發(fā)生，要選擇教材的重點、難點和疑點內(nèi)容，通過實驗來加強或突破，實驗的設(shè)計要凸現(xiàn)“趣”、“疑”、“難”，引導(dǎo)學(xué)生的思維沖突，要盡量做到生動、有趣，以集中學(xué)生的注意力，讓學(xué)生在輕松愉快中完成復(fù)習(xí)任務(wù)，從而引導(dǎo)學(xué)生義無反顧地沖向未知境界，爭取早日奪得科學(xué)的皇冠。