例談物理演示實驗教學(xué)有效性的提高

段春華

[摘要]物理實驗在物理教學(xué)中的作用是不可替代的，高中物理演示實驗教學(xué)是高中物理實驗教學(xué)的重要組成部分，本文舉例說明如何在日常的演示實驗教學(xué)中采取一定的措施，以增強(qiáng)其教學(xué)的有效性。

[關(guān)鍵詞]演示實驗實驗教學(xué)有效性

[中圖分類號]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]16746058（2015）140068

演示實驗，是學(xué)生體驗科學(xué)探究的重要方法，是學(xué)生積累直觀經(jīng)驗、提高動手能力、培養(yǎng)科學(xué)思維方式和創(chuàng)新意識的有效途徑。新課標(biāo)對高中物理演示實驗提出了較高的要求，可是現(xiàn)實中無論是演示實驗開設(shè)的量，還是演示實驗教學(xué)的質(zhì)，都與新課標(biāo)的要求有較大差距，不能達(dá)到演示實驗教學(xué)應(yīng)有的成效。

反思自己十幾年來的實驗教學(xué)，特提出以下幾點(diǎn)做法，以提高演示實驗教學(xué)的有效性。

一、有效地進(jìn)行實驗演示

要提高演示實驗的教學(xué)效果，首先要有效地進(jìn)行實驗演示。下面試舉幾例說明如何有效地進(jìn)行實驗演示。

實例1：改進(jìn)實驗做法，放大實驗的可視度。

圖1

在講超重和失重時，書上列舉了這樣一個實驗——在體重計上，下蹲、起立，觀察體重計的示數(shù)變化。

這個實驗難以在課堂上實現(xiàn)，因為，物理課本上示例的體重計，帶進(jìn)教室不方便，并且不是每個學(xué)校都有，而小體重計示數(shù)變化太快不易觀察。

想想看，一個學(xué)生站在體重計上，下蹲、起立，除了他附近的幾個學(xué)生，其他人怎么能看得到示數(shù)變化情況呢？

我在上課時，選一根長玻璃尺，并用繩子在其中間掛個鉤碼（圖1），讓一位同學(xué)手持玻璃尺的兩端下蹲、起立，其他同學(xué)觀察玻璃尺彎曲程度的變化，這樣學(xué)生能看到玻璃尺的彎曲程度發(fā)生明顯的變化。說明在這一過程中“支持力或拉力不等于物體重力”。

實驗由學(xué)生來完成，既讓學(xué)生看到了現(xiàn)象，也理清了概念，還訓(xùn)練了學(xué)生的動手參與能力，經(jīng)過分析、總結(jié)得出超重和失重的現(xiàn)象，效果較好。

實例2：巧用攝像頭，模擬現(xiàn)場直播。

圖2

有些實驗操作，如電學(xué)實驗時，在講臺上連接電路，坐在下面的學(xué)生是很難觀察到的。我在旁邊放個攝像頭，將連接線路的情景投影到屏幕上，這樣所有學(xué)生都可看得清清楚楚了。

學(xué)生管這個叫“現(xiàn)場直播”（圖2），很受歡迎。

實例3：自己動手，既長知識，又長能力。

圖3

并非只有教師操作的實驗才叫演示實驗，有些實驗完全可以由學(xué)生來完成。如在演示“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實驗中，在教師連好電路后（圖3），完全可以由學(xué)生去找出得到感應(yīng)電流的方法，再歸納產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件。這樣，讓學(xué)生體會了物理探究的過程，既讓他們學(xué)到了知識，又提高了操作能力。這種自己動手探究出來的結(jié)論，理解更加深刻，掌握得更加牢靠。

二、教師或?qū)W生參與設(shè)計開發(fā)的演示實驗是提高教學(xué)效果的有益途徑

物理教材中每一節(jié)都有一定量的演示實驗，或許是為了引入課題，或許是探究規(guī)律，又或許是揭示某種物理現(xiàn)象，對教學(xué)有重要的作用，大家應(yīng)盡量做好這些演示實驗。但教材中的演示實驗也不可能是十全十美的，有些需要專門的實驗器材，有些不是很貼近學(xué)生的生活實際，這就為改進(jìn)、設(shè)計演示實驗提供了很大的空間。

實例4：讓演示實驗來源于生活，再歸于生活。

圖4

例如，在《生活中的圓周運(yùn)動》教學(xué)中，我會準(zhǔn)備好過山車模型（圖4），逐漸提高小球下滑的起始高度，直至小球能順利通過最高點(diǎn)C，繼續(xù)向著D點(diǎn)運(yùn)動。這個實驗與學(xué)生坐過的過山車相當(dāng)接近，學(xué)生對其充滿好奇，看著、想著、分析著，感覺很開心，在開心之余，明白了道理、掌握了知識。

再如，在探究求合力的方法教學(xué)中，很多教師是用類似學(xué)生分組實驗（圖5）來演示的，而如果改用圖6所示，用橡皮筋來完成這個實驗，學(xué)生更易在家里用隨手找得到的器材來再現(xiàn)這個過程，自然而然地學(xué)到了知識、掌握了技能。

圖5圖6

物理來源于生活，又高于生活，物理實驗更是如此。讓演示實驗立足于學(xué)生的生活、貼近學(xué)生的生活，更能激發(fā)學(xué)生的求知欲，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓他們通過自己的實踐來體驗和感知客觀世界，從而認(rèn)識客觀世界。

實例5：事實勝于雄辯，結(jié)果更真實。

圖7重力做功的

特點(diǎn)演示儀

重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，很多教師在課上都只是理論證明，其實，能用實驗來證明，學(xué)生會更信服。有教師是這樣做的。

取裝修用的線槽做成兩條如圖7中形狀的軌道，將兩軌道固定在斜面上，其中軌道1在斜面上的部分是直軌道，軌道2彎曲做成兩段弧形，兩軌道起點(diǎn)高度相同，終點(diǎn)均為平臺一端，在平臺和斜面連接處要保持軌道平滑。

實驗時讓小球分別從兩軌道的同一高度由靜止釋放，觀察兩小球的水平射程，比較它們在軌道末端的速度大小，可進(jìn)一步得出重力做功與路徑無關(guān)的結(jié)論。本實驗器材是在教師引導(dǎo)下，師生共同設(shè)計制作的，通過設(shè)計制作該實驗，學(xué)生不僅得出了最后的結(jié)論，更重要的是理解了實驗的原理。

三、與時俱進(jìn)，發(fā)揮數(shù)字實驗的優(yōu)勢

特意把數(shù)字實驗單獨(dú)列出來，是因為新課程中對數(shù)字實驗的滲透力度非常之大，學(xué)生理解、掌握數(shù)字實驗是時代的要求。

數(shù)字實驗有其突出的優(yōu)勢：傳感器采集數(shù)據(jù)快捷、準(zhǔn)確，通過電腦處理數(shù)據(jù)后可以很直觀地顯示實驗結(jié)果，如研究作用力與反作用力的關(guān)系，傳統(tǒng)的兩個彈簧秤互拉，后面的學(xué)生根本難以觀察到，若將數(shù)字實驗結(jié)果投影在屏幕上，則能一目了然（如圖8）。

圖8

數(shù)字實驗還可以做很多實驗，如機(jī)械能守恒實驗，平拋運(yùn)動實驗，測定電源電動勢和內(nèi)電阻實驗等等。它把人從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來，讓學(xué)生更專注于最基本的實驗原理的理解和應(yīng)用。利用數(shù)字實驗來進(jìn)行實驗演示，能提高教學(xué)效率。

四、讓實驗成為一種物理學(xué)習(xí)的習(xí)慣，讓教師的演示實驗變成學(xué)生“玩”實驗

學(xué)生覺得實驗很神秘，也就難以接近，只能是畏而遠(yuǎn)之，這樣，實驗應(yīng)有的功能不能發(fā)揮，更談不上能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。所以我們要努力打破這種神秘感，讓他們覺得各種實驗器材就像他們手里的玩具，做實驗就是“玩”實驗。當(dāng)然，要做到這一點(diǎn)，就應(yīng)該讓他們理解實驗、多做實驗，除了教師盡量多演示實驗外，開放的實驗室可以讓他們隨時去實踐、去探究，甚至我們還可以在教室里、走廊上開辟“實驗角”，把最近做過的演示器材放在實驗角里，讓他們想做就做，想玩就玩。這樣，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主探究能力，才能迅速提高。

為此，我們做了個小小的嘗試，在每一學(xué)年適當(dāng)時候，組織“物理實驗體驗周”活動（圖9），讓學(xué)生充分享受物理實驗，玩實驗。

圖9

以上是本人的一些粗淺看法，加強(qiáng)實驗教學(xué)、提高演示實驗教學(xué)的有效性是事半功倍的事情。適逢深化課程改革的契機(jī)，只要大家有心，借實驗教學(xué)來提高學(xué)生的操作技能，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)他們的探究能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，養(yǎng)成科學(xué)的思維方式，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神是完全可行的。這樣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，才不會是一句空話！

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（責(zé)任編輯易志毅）