淺談做好課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)

王建勇

摘 要：做好演示實(shí)驗(yàn)要明確該演示實(shí)驗(yàn)在本節(jié)課堂教學(xué)中的“角色”，要讓演示實(shí)驗(yàn)清晰“上演”，要讓實(shí)驗(yàn)“演出”成功，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性，處理好激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和引導(dǎo)學(xué)生理性思維的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；清晰；時(shí)效性；成功

由于物理學(xué)科的特點(diǎn)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，高中物理教學(xué)模塊中的內(nèi)容很多通過演示實(shí)驗(yàn)來完成，并且在每年的高考中實(shí)驗(yàn)都是必須考查的內(nèi)容，出現(xiàn)所考查實(shí)驗(yàn)部分學(xué)生得分率低，失誤率也高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因與部分教師在課堂教學(xué)中不重視物理實(shí)驗(yàn)，沒有深刻體會(huì)到物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中不可替代的地位，甚至有的教師潛意識(shí)里有一種觀念，實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明的問題我也講得清楚，部分老師課前沒有認(rèn)真研究和準(zhǔn)備好演示實(shí)驗(yàn)，甚至只講實(shí)驗(yàn)不做實(shí)驗(yàn)。為了更好地發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中不可替代的作用，下面就如何能做好演示實(shí)驗(yàn)談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?/p>

一、做好演示實(shí)驗(yàn)要明確該演示實(shí)驗(yàn)在本節(jié)課堂教學(xué)中的

“角色”

演示實(shí)驗(yàn)必須服務(wù)于課堂教學(xué)要完成的教學(xué)三維目標(biāo)，根據(jù)該節(jié)課堂教學(xué)三維目標(biāo)對(duì)本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，使演示實(shí)驗(yàn)服務(wù)于每一個(gè)教學(xué)目標(biāo)，對(duì)于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)缺乏的內(nèi)容或教學(xué)需要但教材未列入的實(shí)驗(yàn)，我們可以進(jìn)行必要的演示，讓演示實(shí)驗(yàn)當(dāng)好課程目標(biāo)這個(gè)“主角”的“配角”，使演示實(shí)驗(yàn)為教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

例如，在做單擺振動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)的選擇和設(shè)計(jì)，就必須服從于這些教學(xué)目的。該實(shí)驗(yàn)的目的是為了說明單擺的振動(dòng)周期與振幅、質(zhì)量無關(guān)，而取決于擺長(zhǎng)的結(jié)論，因此設(shè)計(jì)如下演示實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：?jiǎn)螖[振動(dòng)周期與振幅的關(guān)系。讓單擺振動(dòng)，測(cè)出周期，改變單擺的偏角（擺幅）重測(cè)幾次振動(dòng)周期，比較每次測(cè)得的周期是否相同。

實(shí)驗(yàn)二：?jiǎn)螖[振動(dòng)周期與擺球質(zhì)量的取兩個(gè)擺長(zhǎng)相等，擺球質(zhì)量不同的單擺，固定于鐵架臺(tái)上，讓它們同時(shí)從某一偏角開始振動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察它們的周期是否相同。

實(shí)驗(yàn)三：?jiǎn)螖[振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。單擺的擺長(zhǎng)分別為0.25米和1.00米，然后分別測(cè)出它們各自的周期，比較單擺振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。但是在單擺周期公式中出現(xiàn)重力加速度g，為了使學(xué)生理解重力加速度g與單擺振動(dòng)周期定性的關(guān)系，有必要

增加一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)四：在單擺的下方放置強(qiáng)磁鐵，由于磁鐵吸引擺球，相當(dāng)于擺球重力G增大了，而擺球質(zhì)量是恒定的，相當(dāng)于重力加速度g增大了，測(cè)出有無磁鐵時(shí)單擺振動(dòng)周期進(jìn)行比較，就可以定性得出等效重力加速度g變大了，單擺振動(dòng)周期變小了的結(jié)論。

二、做好演示實(shí)驗(yàn)要讓實(shí)驗(yàn)“演出”成功

演示實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中是用來啟發(fā)學(xué)生思維、形成物理概念、探究出必然物理規(guī)律、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的橋梁，俗話說，百聞不如一見，成功的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生展示物理的發(fā)生條件、過程和現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)相關(guān)的物理規(guī)律和概念有了初步的感性認(rèn)識(shí)，為形成物理概念、探究出必然物理規(guī)律、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力掃清了思維障礙。如果教師沒有認(rèn)真準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，造成在課堂教學(xué)中“演出”不成功，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降，注意力轉(zhuǎn)移，降低了實(shí)驗(yàn)的可信性和說服力，進(jìn)一步會(huì)影響教師的威信和形象。所以教師在做演示實(shí)驗(yàn)前，要有“備”而來，俗話說”臺(tái)上十分鐘，臺(tái)下十年功”，雖然對(duì)很多演示實(shí)驗(yàn)做好不需要十年功，但教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)前具備基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?duì)基本儀器的使用和實(shí)驗(yàn)操作要熟練且能起到示范作用，對(duì)一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)儀器可以進(jìn)行改進(jìn)，甚至就用身邊的廢舊材料做實(shí)驗(yàn)，成功率也很高，學(xué)生在課下也能做。例如，在準(zhǔn)備楞次定律演示器時(shí)，為了實(shí)驗(yàn)?zāi)艹晒Γ蓪⒔饘賵A環(huán)用金屬鋁箔制作代替，不使用表面磁場(chǎng)為幾千高斯的強(qiáng)磁鐵，使用約800高斯左右的條形磁鐵，否則演示楞次定律時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象——表面磁場(chǎng)為幾千高斯的強(qiáng)磁鐵在開口的圓環(huán)中插入和拔出時(shí)，儀器也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣實(shí)驗(yàn)就達(dá)不到應(yīng)有的效果了。在演示實(shí)驗(yàn)中用易拉罐制作開口和閉合金屬環(huán)的楞次定律演示器給學(xué)生演示，感興趣的學(xué)生就可以自己制作儀器，找到合適的磁體在課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。

三、做好演示實(shí)驗(yàn)要讓演示實(shí)驗(yàn)清晰“上演”

由于演示實(shí)驗(yàn)是在課堂教學(xué)中面向全體學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生能清晰地觀察所發(fā)生的物理過程和現(xiàn)象。由于學(xué)生與物理實(shí)驗(yàn)器具有一定距離，或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，或者不同位置學(xué)生觀察角度不同，這些原因都會(huì)造成學(xué)生不能清晰地觀察實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甚至觀察不到實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象，這樣就對(duì)學(xué)生的物理課程學(xué)習(xí)造成不便或障礙。為了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，采取的措施有很多，例如，措施一：增加儀器的尺寸，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及電流表和電壓表使用時(shí)要選擇儀表盤較大的演示電表，有利于教室后排學(xué)生觀察并進(jìn)行準(zhǔn)確讀數(shù)；措施二：教師要改進(jìn)儀器或利用現(xiàn)代化教學(xué)手段設(shè)法延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“上演”時(shí)間，讓學(xué)生有時(shí)間觀察物理發(fā)生過程。對(duì)確實(shí)不易觀察的現(xiàn)象，教師可以事先用錄像的辦法進(jìn)行攝制，在教學(xué)時(shí)可采用錄像播放時(shí)慢放、定格、重放等方法使學(xué)生看清楚。例如，在學(xué)習(xí)探究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，將演示實(shí)驗(yàn)視頻慢放或暫停，觀察平拋運(yùn)動(dòng)小球與同時(shí)等高釋放小球的位置并進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論就可以采用這種方法。措施三：為了提高可見度要注意儀器放置的位置，使儀器有足夠的高度，運(yùn)動(dòng)物體所在的平面應(yīng)與黑板平行，必要時(shí)利用演示實(shí)驗(yàn)小桌將演示實(shí)驗(yàn)發(fā)生過程投影到大屏幕上。例如，在演示電路的連接關(guān)系時(shí)，儀器擺在桌面上，只有前排很少一部分學(xué)生能觀察到電路連接情況，可以用紙板制作一些帶磁性的紙質(zhì)電學(xué)儀器，將紙質(zhì)電學(xué)儀器板吸附在黑板上，用粉筆充當(dāng)導(dǎo)線連接即可，如果有連接錯(cuò)誤，只需擦掉連接線重新連接各個(gè)紙質(zhì)電學(xué)儀器。措施四：演示儀器簡(jiǎn)單，物理現(xiàn)象過程明瞭有利于實(shí)驗(yàn)的可見度。其目的在于突出要觀察的物理過程和現(xiàn)象，降低無關(guān)因素的干擾，特別在有關(guān)物理概念教學(xué)的定性實(shí)驗(yàn)中，沒必要選擇復(fù)雜精密的實(shí)驗(yàn)裝置。例如，在演示音叉的振動(dòng)產(chǎn)生聲波實(shí)驗(yàn)中，音叉的振動(dòng)可見度不高，只要用一條細(xì)線懸吊乒乓球，在音叉振動(dòng)時(shí)與靜止的乒乓球接觸就可以看到音叉將乒乓球不斷地彈開，全部學(xué)生都能看到，不需要搬來一些復(fù)雜精密的實(shí)驗(yàn)裝置。endprint

四、做好演示實(shí)驗(yàn)要處理好激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生理性思維難

度的關(guān)系

在課堂教學(xué)中教師如果只是演示實(shí)驗(yàn)，沒有引導(dǎo)學(xué)生思考演

示實(shí)驗(yàn)的過程和現(xiàn)象中反映的物理問題，學(xué)生就會(huì)只是看了個(gè)熱鬧，對(duì)物理知識(shí)和規(guī)律學(xué)習(xí)沒有進(jìn)一步的收獲，不利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力，反之，教師在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有有目的、分步驟的引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考所發(fā)生的物理現(xiàn)象，而是提出跨度

較大、針對(duì)性不強(qiáng)的問題，學(xué)生不能順利進(jìn)行理性思維，也不能發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。所以教師在操作的同時(shí)可以用適當(dāng)難度問題引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和分析，有時(shí)候是先觀察再分析，有時(shí)候是先分析再觀察，還有的是邊觀察邊思考和分析，不管是哪一種形式，教師都要將學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的有趣現(xiàn)象引導(dǎo)至適當(dāng)難度的有序理性思考當(dāng)中，既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。甚至可以將“教師演，學(xué)生看”變成“教師導(dǎo)，學(xué)生演”的方式，在演示的過程中，讓學(xué)生參與、體驗(yàn)和理解，教師做一些必要的示范和點(diǎn)撥。通過師生合作的方式將演示實(shí)驗(yàn)中的激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和適合學(xué)生理性思維難度協(xié)調(diào)起來，取得最大的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

五、做好演示實(shí)驗(yàn)要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性

在課堂教學(xué)這個(gè)空間和時(shí)間中，演示實(shí)驗(yàn)和物理概念、規(guī)律的形成都要完成，而且物理概念、規(guī)律的形成有時(shí)是在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有時(shí)需通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理理論。但實(shí)驗(yàn)發(fā)生過程在有限時(shí)間就結(jié)束了，不能與課堂中的分析和推理過程同步，需要在分析時(shí)將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象再現(xiàn)、延遲、實(shí)驗(yàn)結(jié)果集中等，觀察和思考過程與實(shí)驗(yàn)過程同步，使學(xué)生能順利完成該節(jié)要求的三維教學(xué)目標(biāo)。例如，在演示伽利略曾做的銅球沿斜面凹槽運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果教師只是一

次次釋放銅球，沒有標(biāo)注銅球位置，學(xué)生看到的只是一次次銅球沿凹槽的重復(fù)運(yùn)動(dòng)，演示實(shí)驗(yàn)時(shí)效性較差，而教師提示學(xué)生打開節(jié)拍器后采用倒計(jì)時(shí)，當(dāng)教師計(jì)數(shù)到零時(shí)釋放小球觀察小球的運(yùn)動(dòng)位置，并用彩色小旗標(biāo)出每次運(yùn)動(dòng)某一時(shí)刻位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)且改變運(yùn)動(dòng)時(shí)間，根據(jù)記錄每次實(shí)驗(yàn)銅球的位置，測(cè)量出每次銅球運(yùn)動(dòng)的位移進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而提高了實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性，也突出了伽利略用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)假設(shè)和猜想的研究方法。

在班級(jí)授課制度下，課堂演示實(shí)驗(yàn)是物理課堂教學(xué)必不可少

的部分，其作用不言而喻，其目的在于在物理教學(xué)中運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)符合認(rèn)識(shí)規(guī)律的物理環(huán)境，教師通過物理環(huán)境中

發(fā)生的物理現(xiàn)象讓學(xué)生初步領(lǐng)略事物內(nèi)含的規(guī)律美，通過審美的

移情作用，最終提高學(xué)習(xí)物理的興趣，達(dá)到課堂教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)：

梁旭.中學(xué)物理教學(xué)藝術(shù)研究[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2005.

（作者單位 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市第101中學(xué)）

編輯 馬燕萍endprint