高中物理演示實驗教學(xué)的探索

【摘要】 高中學(xué)生普遍感到物理學(xué)習(xí)有難度，其原因之一就是缺乏感性認(rèn)識。演示實驗教學(xué)就是提高感性認(rèn)識的有效途徑之一。高中物理的演示實驗教學(xué)，要引起高度的重視。

【關(guān)鍵詞】 感性認(rèn)識 以學(xué)生為中心 引導(dǎo)觀察 運用多媒體 創(chuàng)新制作

演示實驗是物理教學(xué)的重要手段，是課堂教學(xué)的有機組成部分。其主要任務(wù)是使學(xué)生在獲得生動的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，更好地理解和掌握物理概念和規(guī)律，同時也培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析綜合能力及邏輯思維能力，還為學(xué)生實驗的正確操作起著示范的作用。[1]

1、以學(xué)生為中心，設(shè)計演示實驗教學(xué)。

科學(xué)的教學(xué)觀要求我們要面向全體學(xué)生這個主體，改變以教師為中心的教學(xué)觀，樹立以學(xué)生為主體的教學(xué)觀。為學(xué)生營造良好和諧的氣氛，有意識地發(fā)揮學(xué)生參與教學(xué)過程的主體性。[2]演示實驗教學(xué)的方向從原來以教師為中心的示范型轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的探究型轉(zhuǎn)變，以學(xué)生為中心，設(shè)計演示實驗教學(xué)。增加學(xué)生參與演示實驗的實踐、探究的活動，具有初步的實踐、科學(xué)探究能力，樂于參加與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的活動，保持探索科學(xué)的興趣與熱情，在認(rèn)識自然的過程中獲得成就感。必修1第三章第3節(jié)《摩擦力》中靜摩擦力的演示實驗可以這樣設(shè)計：（1）把木塊放在水平桌面上，指導(dǎo)學(xué)生用演示用的彈簧測力計沿水平方向拉木塊。在拉力增大到一定數(shù)值之前，木塊不會運動，并記錄讀數(shù)。（2）提問學(xué)生如何記錄測力計最大值，并讓學(xué)生設(shè)計在測力計的指針下輕塞一小紙團，它可以隨指針移動，作為指針到達最大位置的標(biāo)記。繼續(xù)用力，當(dāng)拉力增大到某一數(shù)值時木塊開始移動，此時拉力會突然變小。增加學(xué)生使用測力計、讀數(shù)以及設(shè)計用紙團記錄測力計最大值的方法，對靜摩擦力、最大靜摩擦力獲得感性認(rèn)識，還學(xué)習(xí)使用測力計和記錄最大靜摩擦力的科學(xué)方法等。讓部分學(xué)生在課堂上有實驗操作等實踐活動，并達到以點輻射到面獲得感性認(rèn)識的教學(xué)目標(biāo)。

2、引導(dǎo)學(xué)生觀察，綻放演示實驗教學(xué)。

物理學(xué)是以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理教學(xué)應(yīng)充分體現(xiàn)物理學(xué)科的特點：以“物”講“理”，物理實驗在物理教學(xué)中具有舉足輕重的地位，它可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，想象能力，演示實驗在物理實驗中占相當(dāng)大的比例，許多物理概念、原理、規(guī)律都是在實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析、概括、歸納出來的，因此，積極引導(dǎo)學(xué)生觀察分析演示實驗。將學(xué)生的好奇、盲目的“看熱鬧”引導(dǎo)到有目的、有計劃、有重點的觀察上來，使學(xué)生能全面、深入、正確地觀察物理現(xiàn)象，獲得有價值的第一手資料，從而認(rèn)識現(xiàn)象的本質(zhì)，深探物理變化的規(guī)律。選修3-1第三章第5節(jié)《運動電荷在磁場中受到的力》中陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的演示實驗：用條形磁鐵在電子束的路徑上加磁場，嘗試不同磁場（平行、垂直于電子運動方向等大小不同的磁場）對電子束徑跡的影響。演示實驗時，要注重引導(dǎo)學(xué)生觀察條形磁鐵的N極、S極的位置，聯(lián)系條形磁鐵周圍磁感線分布情況思考所加磁場的方向和大小，引導(dǎo)學(xué)生觀察電子束偏轉(zhuǎn)的方向、大小，得出電子受到洛倫茲力的方向、大小，總結(jié)實驗探究洛倫茲力的方向、大小的規(guī)律，從而獲得對洛倫茲力的感性認(rèn)識，加深理解。

3、合理運用多媒體，優(yōu)化演示實驗教學(xué)。

利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段，而利用多媒體教學(xué)，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)用多媒體展示常用儀器無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識加強，理解透徹。必修1第四章第5節(jié)《牛頓第三定律》用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系演示實驗：靜止或運動中物體的作用力與反作用力可以由計算機屏幕顯示，橫坐標(biāo)是時間，縱坐標(biāo)是力，圖像上下對稱，形象直觀展示瞬時變化的實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生很容易總結(jié)出作用力與反作用力的關(guān)系。對于可見度小，不易觀察，且只能水平演示的內(nèi)容，選修3-4第十二章第4節(jié)《波的衍射和干涉》水波的衍射、干涉現(xiàn)象的演示實驗：用發(fā)波水槽借助投影儀演示，既起放大作用，又使其有動感，使學(xué)生看到清晰的衍射現(xiàn)象、干涉條紋，對學(xué)生認(rèn)識衍射、干涉現(xiàn)象和理解明顯衍射條件、干涉條件有極大的幫助。

4、創(chuàng)新制作實驗器材，開發(fā)演示實驗教學(xué)

創(chuàng)新制作實驗器材，開發(fā)演示實驗教學(xué)旨在通過對高中物理演示實驗教學(xué)的全過程進行審視和思考，完善現(xiàn)行教材中有不足之處的實驗儀器、方案及方法，補充現(xiàn)行教材中沒有的重要實驗儀器、方案及方法。對重要演示實驗儀器、方案及方法進行改進創(chuàng)新。必修1第四章第1節(jié)《牛頓第一定律》氣體的慣性演示實驗：取一個直徑20cm一端封閉另一端敞開的圓筒，在封閉端鉆一個直徑1cm的小孔，敞開端用彈性膜封閉，向外拉彈性膜從小孔處吸入濃煙，突然釋放彈性膜，從小孔處就可吹出圓形的煙圈并向遠處飛去，讓學(xué)生獲得氣體也有慣性的感性認(rèn)識。選修3-4第十三章第2節(jié)《全反射》水中氣泡的全反射演示實驗：用無色透明膠水代替水演示實驗，可以使膠水中的氣泡緩慢上升，大大增加演示實驗的可見度。

學(xué)習(xí)物理不能沒有實驗，而演示實驗，是幫助學(xué)生理解掌握有關(guān)物理知識必不可少的。物理學(xué)的許多基本概念和規(guī)律，都是在實驗的基礎(chǔ)上概括總結(jié)出來的。因此，對于物理概念和規(guī)律的引入、闡述以及鞏固都需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，安排不同類型的演示實驗來造就一種特定的物理環(huán)境，讓學(xué)生置身于這個環(huán)境之中。

參考文獻

[1] 安忠、劉炳升 中學(xué)物理實驗教學(xué)研究 高等教育出版社 1986年

[2] 朱鐵成 物理課程與教學(xué)論 浙江大學(xué)出版社 2010年