利用演示實驗構(gòu)建高效物理課堂

姚雪然　唐小兵

摘 要：物理演示實驗能為學生提供生動、鮮明的直觀形象，并且融趣、疑、難為一體，是創(chuàng)設(shè)思維情境的良好素材。在教學中，合理設(shè)計演示實驗，可以讓許多困難的理論知識直觀化、形象化、簡單化，從而激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，達到提高課堂有效性的目的。

關(guān)鍵詞：演示實驗；高效課堂；有效性

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2014）10（S）-0073-3

在新課程改革的背景下，課時被減少，但課程內(nèi)容和課程難度并未降低。那么，在有限的時間內(nèi)，如何才能完成既定的教學任務呢？提高課堂有效性便成為每個老師需要思考的問題。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學科。物理演示實驗能為學生提供生動、鮮明的直觀形象，并且融趣、疑、難為一體，是創(chuàng)設(shè)思維情境的良好素材。如果在教學中，合理設(shè)計演示實驗，可以讓許多困難的理論知識直觀化、形象化、簡單化，從而激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，達到提高課堂有效性的目的。并且，物理演示實驗并不拘泥于實驗室器材，這是由于物理來源于生活，而生活中許多簡單的物品和器具均可為師所用。下面，筆者將結(jié)合一些教學案例，談一談多樣化的物理課堂演示實驗。

1 對比實驗——創(chuàng)設(shè)驚奇情境，激發(fā)學生思維

古希臘哲學家亞里士多德有句名言“思維始于驚奇”。誠然，驚奇能夠帶來強烈的刺激，刺激是大腦興奮的信號，是思維的驅(qū)動力。驚奇的心態(tài)往往伴隨著疑問，能夠激發(fā)學生求知的渴望和探索的意念。在物理教學中，龐大的實驗、驚心動魄的場面、強烈的心理反差以及出神入化的實驗方法等，均能激發(fā)學生思維的動機。

案例1 機械能守恒定律

在講解《機械能守恒定律》時，老師可以設(shè)計這樣一個實驗。用非彈性繩拴住一個大秤砣，并固定黑板上方。將秤砣拉開一個角度放在老師鼻梁前，然后放開，讓學生觀察球的擺動。當球向老師頭部擺回來時，學生高喊“躲開”，但老師依然紋絲不動，并且安然無恙，球又擺回去，實驗如圖1所示。這樣，“驚心動魄”的場面震撼著學生的心靈，“有驚無險”的結(jié)局必然會使學生驚訝，“為什么”的念頭就油然而生，求知的渴望促使學生積極思維。此時，再通過此實驗學習《機械能守恒定律》，效果定當事半功倍。

圖1 擺球?qū)嶒?/p>

點評 此實驗以“驚”、“奇”為誘因設(shè)計實驗，創(chuàng)設(shè)出“動人心弦”的情境。在物理教學中，教師挖掘素材，捕捉學生的心跡，精心設(shè)計實驗，創(chuàng)造驚奇氣氛，使學生“驚之以心，動之以情，發(fā)之以問，曉之以理”，從而提高教學效果。

案例2 力的合成

講解《力的合成》時，在課堂上先演示這樣一個小實驗：拿一根軟繩，在繩的中央用鐵絲系一塊磚頭。教師提問“如果兩個人用力拉繩的兩端，能把繩拉直嗎？”，學生回答：“能”。接著，讓兩名身強力壯的男同學上臺表演，他們費盡全力最終還是沒有把繩拉直，如圖2所示。這樣由生動表演所創(chuàng)造的鮮明形象，學生既感到真實可信，又與原有的觀念形成了一對尖銳的矛盾，在和諧的氣氛中產(chǎn)生了相互矛盾的“不和諧”心理?！?+1≠2”的結(jié)論必然會引起反差強烈的心境，學生會在沖突和矛盾中產(chǎn)生驚訝，在驚奇中產(chǎn)生探索的意念，激發(fā)思維的動機。

圖2 拉繩實驗

點評 此實驗以錯覺和矛盾心理為突破口，創(chuàng)設(shè)能夠引起強烈心理反差的情境。學生在學習的過程中，由于原有認識水平的局限或思維定勢、直覺經(jīng)驗等因素的影響，往往會形成錯誤的觀念或判斷。當他們原有的觀念、判斷同真實的、科學的結(jié)論發(fā)生矛盾時，強烈的心理反差必然會使他們產(chǎn)生驚奇感，并在驚奇中滋生疑問，激起思維的動機。在教學中，我們充分利用演示實驗真實、生動和形象鮮明的特點，抓住學生的心理反差點，出其不意地在學生面前展開一幅嶄新的畫面，創(chuàng)設(shè)心理“不和諧”的情境，使他們感到驚奇或為之震動，激起他們探索自然界奧秘的愿望，從而促使他們主動進入思維狀態(tài)。

案例3 探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)

在課堂中探究《滑動摩擦力的大小與哪些因素》有關(guān)時，老師先提出了如圖3甲所示的實驗方案，并且在講授中一再強調(diào)只有在用彈簧秤勻速拉動木塊的條件下，彈簧秤的讀數(shù)才等于兩接觸面之間摩擦力的大小。然而，在實際操作中，學生卻發(fā)現(xiàn)很難實現(xiàn)勻速拉動木塊，無法讀出數(shù)據(jù)。此時，老師追問：“同學們能否對此實驗進行改進，從而得到更好的方案呢？”。

圖3 探究滑動摩擦力

學生通過分組討論、實驗，最終提出了如圖3乙所示的方案。對比甲乙兩種方案，乙的優(yōu)點在于水平拉動木板，不論其是否勻速運動，木塊均保持靜止，受力平衡，即彈簧秤的拉力和木塊與木板間的摩擦力大小相等，方向相反。此方案操作簡單，讀數(shù)準確。

點評 運用真實、生動、形象、直觀的對比實驗，不但能賦予學生豐富的物理現(xiàn)象，而且能通過感官的刺激，喚起他們對物理學習的熱情及物理問題的深入思考。這樣，既能發(fā)揮物理實驗的教學技能，還可以開拓學生的思路，優(yōu)化學生的知識，提高學生的認知水平。

2 “游戲”實驗——創(chuàng)設(shè)興趣情境，誘發(fā)學生思維

托爾斯泰曾經(jīng)說過：“成功的教學需要的不是強制，而是激發(fā)學生興趣，我們教師都應該選擇最大限度地激發(fā)學生興趣的教學方法?！迸d趣能激發(fā)求知的愿望，是思維的誘因。提高課堂教學效率的關(guān)鍵在于一個“趣”字。通過學生做游戲、當演員，引導其深入角色，身臨其境，必能使學生在動中生趣，點燃學生好奇心的火焰，打開學生求知的心扉。耐人尋味、新鮮別致的興趣情境，能夠激發(fā)學生產(chǎn)生思維的動機。

案例4 互感與自感

《自感與互感》一直是學生費解的內(nèi)容，在互感與自感的教學過程中，老師可以設(shè)計這樣一個演示實驗。先提出問題：兩節(jié)干電池串聯(lián)后兩端的電壓是多少？學生都知道是3V。追問：人接在3V電壓兩端會有危險嗎？答案是否定的。老師先將兩節(jié)干電池按圖4所示電路圖連接好。叫幾位同學手拉手接到A、B兩端，閉合開關(guān)S瞬間，幾位同學毫無感覺；然后在斷開S瞬間，幾位同學受到電擊都跳了起來，全班同學都感到很意外，迫切的想知道原因。

圖4 自感與互感

點評 此實驗設(shè)計新鮮、別致，學生看之動心，思之有趣，品之有味，能夠激發(fā)興趣，使學生產(chǎn)生思維的動機，能對學習《互感與自感》做好鋪墊。

案例5 探究平拋運動規(guī)律

《平拋運動》是曲線運動的一個特例，在學習平拋運動的規(guī)律之前，可以在課堂上演示“槍打猴子”實驗。用小鋼板繪制一個猴子，作為目標。首先將猴子模型固定在黑板上，讓學生用玩具槍瞄準猴子射擊，多次實驗均不可擊中，如圖5甲所示。然后將模型取下，學生依然槍口對準模型，老師口令指揮，在學生射擊的同時，釋放模型，這次學生居然“百步穿楊”，每次均能擊中，如圖5乙所示。同學們看后都驚嘆不已，對這個現(xiàn)象會產(chǎn)生濃厚的興趣。此情此景，學生真想馬上就得到問題的答案，從上課的開始就投入到積極的思維狀態(tài)之中。

圖5 槍打猴子

點評 利用“槍打猴子”這個小游戲，不僅激發(fā)了學生的興趣，活躍了課堂氣氛，而且為新課教學提供了素材。但是，在這個實驗中，一定要注意學生的安全，選擇威力小的玩具槍，避免對學生造成傷害。

3 類比實驗——創(chuàng)設(shè)生活情境，啟發(fā)學生思維

在高中物理學習階段，許多知識比較抽象，學生缺乏直觀生活感受，因此迫切的需要老師給出一種相類似的具體模型或者通過對過去知識直接呈現(xiàn)的方式進行鋪墊，并對新舊知識的聯(lián)系進行點撥，從而喚起學生的思考并激活學生的思維。美國數(shù)學家G·玻利亞十分重視類比方法，他指出：“我們所有的思維，包括日常的言論，還有藝術(shù)的表達方式和科學上極高的成就，都滲透著類比”。

案例6 力的分解

如圖6甲所示，在將重物對細線的拉力按效果進行分解時，學生由于缺乏直觀感受，往往畫出了許多錯誤的圖解，即使老師給出了正確答案，學生也會困惑不解。唯一能解開學生疑惑的方法，只有親身感受。老師拿出事先準備好的實驗裝置，如圖6乙所示，讓學生感受并說出手的感受。學生立即可回答出手心感到疼并且中指有被細線向下拉的感覺，從而準確的找到拉力兩個分力的方向。

甲 乙

圖6 力的分解

點評 利用模型類比，可以將問題化隱為顯，讓學生親身體驗到拉力的兩個作用效果，這樣更具有真實性和說服力。

總之，運用生動、直觀的演示實驗，結(jié)合巧妙的構(gòu)思，能夠設(shè)置出多種多樣的思維情境，有利于培養(yǎng)學生思維的自覺性和發(fā)展學生的思維能力。而在實際教學中，演示實驗絕對不拘于上述幾種類型，在實際教學中如何創(chuàng)設(shè)好并運用好演示實驗以實現(xiàn)物理高效課堂，更是一個值得永遠研究的課題。

參考文獻：

[1]周亞云.利用演示實驗創(chuàng)建智慧課堂[J].中學物理教學參考.2012，（9）：25.

[2]曲志新.構(gòu)建高中物理高效課堂的思考[J].中學物理教學參考.2010，（11）：30.

[3]王立明.構(gòu)建高中物理有效課堂的幾點淺見[J].數(shù)理化學習.2011，（10）：40.

（欄目編輯 鄧 磊）

圖4 自感與互感

點評 此實驗設(shè)計新鮮、別致，學生看之動心，思之有趣，品之有味，能夠激發(fā)興趣，使學生產(chǎn)生思維的動機，能對學習《互感與自感》做好鋪墊。

案例5 探究平拋運動規(guī)律

《平拋運動》是曲線運動的一個特例，在學習平拋運動的規(guī)律之前，可以在課堂上演示“槍打猴子”實驗。用小鋼板繪制一個猴子，作為目標。首先將猴子模型固定在黑板上，讓學生用玩具槍瞄準猴子射擊，多次實驗均不可擊中，如圖5甲所示。然后將模型取下，學生依然槍口對準模型，老師口令指揮，在學生射擊的同時，釋放模型，這次學生居然“百步穿楊”，每次均能擊中，如圖5乙所示。同學們看后都驚嘆不已，對這個現(xiàn)象會產(chǎn)生濃厚的興趣。此情此景，學生真想馬上就得到問題的答案，從上課的開始就投入到積極的思維狀態(tài)之中。

圖5 槍打猴子

點評 利用“槍打猴子”這個小游戲，不僅激發(fā)了學生的興趣，活躍了課堂氣氛，而且為新課教學提供了素材。但是，在這個實驗中，一定要注意學生的安全，選擇威力小的玩具槍，避免對學生造成傷害。

3 類比實驗——創(chuàng)設(shè)生活情境，啟發(fā)學生思維

在高中物理學習階段，許多知識比較抽象，學生缺乏直觀生活感受，因此迫切的需要老師給出一種相類似的具體模型或者通過對過去知識直接呈現(xiàn)的方式進行鋪墊，并對新舊知識的聯(lián)系進行點撥，從而喚起學生的思考并激活學生的思維。美國數(shù)學家G·玻利亞十分重視類比方法，他指出：“我們所有的思維，包括日常的言論，還有藝術(shù)的表達方式和科學上極高的成就，都滲透著類比”。

案例6 力的分解

如圖6甲所示，在將重物對細線的拉力按效果進行分解時，學生由于缺乏直觀感受，往往畫出了許多錯誤的圖解，即使老師給出了正確答案，學生也會困惑不解。唯一能解開學生疑惑的方法，只有親身感受。老師拿出事先準備好的實驗裝置，如圖6乙所示，讓學生感受并說出手的感受。學生立即可回答出手心感到疼并且中指有被細線向下拉的感覺，從而準確的找到拉力兩個分力的方向。

甲 乙

圖6 力的分解

點評 利用模型類比，可以將問題化隱為顯，讓學生親身體驗到拉力的兩個作用效果，這樣更具有真實性和說服力。

總之，運用生動、直觀的演示實驗，結(jié)合巧妙的構(gòu)思，能夠設(shè)置出多種多樣的思維情境，有利于培養(yǎng)學生思維的自覺性和發(fā)展學生的思維能力。而在實際教學中，演示實驗絕對不拘于上述幾種類型，在實際教學中如何創(chuàng)設(shè)好并運用好演示實驗以實現(xiàn)物理高效課堂，更是一個值得永遠研究的課題。

參考文獻：

[1]周亞云.利用演示實驗創(chuàng)建智慧課堂[J].中學物理教學參考.2012，（9）：25.

[2]曲志新.構(gòu)建高中物理高效課堂的思考[J].中學物理教學參考.2010，（11）：30.

[3]王立明.構(gòu)建高中物理有效課堂的幾點淺見[J].數(shù)理化學習.2011，（10）：40.

（欄目編輯 鄧 磊）

圖4 自感與互感

點評 此實驗設(shè)計新鮮、別致，學生看之動心，思之有趣，品之有味，能夠激發(fā)興趣，使學生產(chǎn)生思維的動機，能對學習《互感與自感》做好鋪墊。

案例5 探究平拋運動規(guī)律

《平拋運動》是曲線運動的一個特例，在學習平拋運動的規(guī)律之前，可以在課堂上演示“槍打猴子”實驗。用小鋼板繪制一個猴子，作為目標。首先將猴子模型固定在黑板上，讓學生用玩具槍瞄準猴子射擊，多次實驗均不可擊中，如圖5甲所示。然后將模型取下，學生依然槍口對準模型，老師口令指揮，在學生射擊的同時，釋放模型，這次學生居然“百步穿楊”，每次均能擊中，如圖5乙所示。同學們看后都驚嘆不已，對這個現(xiàn)象會產(chǎn)生濃厚的興趣。此情此景，學生真想馬上就得到問題的答案，從上課的開始就投入到積極的思維狀態(tài)之中。

圖5 槍打猴子

點評 利用“槍打猴子”這個小游戲，不僅激發(fā)了學生的興趣，活躍了課堂氣氛，而且為新課教學提供了素材。但是，在這個實驗中，一定要注意學生的安全，選擇威力小的玩具槍，避免對學生造成傷害。

3 類比實驗——創(chuàng)設(shè)生活情境，啟發(fā)學生思維

在高中物理學習階段，許多知識比較抽象，學生缺乏直觀生活感受，因此迫切的需要老師給出一種相類似的具體模型或者通過對過去知識直接呈現(xiàn)的方式進行鋪墊，并對新舊知識的聯(lián)系進行點撥，從而喚起學生的思考并激活學生的思維。美國數(shù)學家G·玻利亞十分重視類比方法，他指出：“我們所有的思維，包括日常的言論，還有藝術(shù)的表達方式和科學上極高的成就，都滲透著類比”。

案例6 力的分解

如圖6甲所示，在將重物對細線的拉力按效果進行分解時，學生由于缺乏直觀感受，往往畫出了許多錯誤的圖解，即使老師給出了正確答案，學生也會困惑不解。唯一能解開學生疑惑的方法，只有親身感受。老師拿出事先準備好的實驗裝置，如圖6乙所示，讓學生感受并說出手的感受。學生立即可回答出手心感到疼并且中指有被細線向下拉的感覺，從而準確的找到拉力兩個分力的方向。

甲 乙

圖6 力的分解

點評 利用模型類比，可以將問題化隱為顯，讓學生親身體驗到拉力的兩個作用效果，這樣更具有真實性和說服力。

總之，運用生動、直觀的演示實驗，結(jié)合巧妙的構(gòu)思，能夠設(shè)置出多種多樣的思維情境，有利于培養(yǎng)學生思維的自覺性和發(fā)展學生的思維能力。而在實際教學中，演示實驗絕對不拘于上述幾種類型，在實際教學中如何創(chuàng)設(shè)好并運用好演示實驗以實現(xiàn)物理高效課堂，更是一個值得永遠研究的課題。

參考文獻：

[1]周亞云.利用演示實驗創(chuàng)建智慧課堂[J].中學物理教學參考.2012，（9）：25.

[2]曲志新.構(gòu)建高中物理高效課堂的思考[J].中學物理教學參考.2010，（11）：30.

[3]王立明.構(gòu)建高中物理有效課堂的幾點淺見[J].數(shù)理化學習.2011，（10）：40.

（欄目編輯 鄧 磊）