淺析如何重視課堂演示實驗的作用

朱可寶

摘要：物理課堂應(yīng)體現(xiàn)格物致知、萬物至理的物理思想，符合由淺入深、循序漸進的認知規(guī)律，體會身臨其境、如臨其境的感性過程，激發(fā)調(diào)動學(xué)生刨根問底、追溯求源的探究精神，體味層層剝離、真相大白的美妙感受。

關(guān)鍵詞：演示實驗 自由落體 摩擦力 安培力

物理學(xué)的發(fā)展離不開實驗的貢獻。大自然的萬事萬物千變?nèi)f化，為人們展示了無數(shù)個為什么，提出了一個個待解的謎團，在人們刨根問底、不懈追求、層層剝離的探究中，物理學(xué)的大廈建立起來了。物理實驗在這座大廈的建立過程中起到了不可估量的作用。

物理課堂應(yīng)體現(xiàn)格物致知、萬物至理的物理思想，符合由淺入深、循序漸進的認知規(guī)律，體會身臨其境、如臨其境的感性過程，激發(fā)調(diào)動學(xué)生刨根問底追溯求源的探究精神，體味層層剝離、真相大白的美妙感受。

中學(xué)生對物理課的學(xué)習(xí)主要是在物理課堂中實現(xiàn)的，由于某些物理概念和現(xiàn)實的觀察經(jīng)驗貌似不符，很容易造成物理難懂、難學(xué)的不良印象，成為進一步學(xué)好物理的障礙。因此，在物理課堂上如何抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激起學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動力就成為學(xué)好物理的關(guān)鍵。在物理課堂上認真做好演示實驗，是解決上述問題的有效途徑之一。

人們天生具有看熱鬧的本性，中學(xué)生更是如此。通過做好演示實驗可以在吸引學(xué)生注意力的過程中不知不覺把學(xué)生引入科學(xué)的殿堂，對一些生活中似是而非的概念也將得以澄清、迎刃而解。下面試舉幾例：

對自由落體運動，人們有重的物體下落快、輕的物體下落慢的生活習(xí)慣認識。盡管伽利略對此觀點已經(jīng)否定了幾百年，但對不學(xué)物理的人來講一般還是這樣認為的。高中生初次學(xué)習(xí)該內(nèi)容時教師如果先問一下，多數(shù)學(xué)生還是理直氣壯地認為重的物體下落快，輕的物體下落慢。對此，可以先拿1個粉筆頭和一小片紙讓其同時下落，集體觀察紙片和粉筆頭的下落情況，結(jié)果粉筆頭先落到地上，這時會發(fā)現(xiàn)原來主張重的物體下落快的同學(xué)會洋洋得意，甚至用嘲笑的眼光看另外一些同學(xué)。真的是這樣嗎？且慢！教師對學(xué)生的表現(xiàn)觀察后再把剛才的小紙片揉成一團，再一次讓其和粉筆頭同時開始下落，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者幾乎同時落地。這時，就會發(fā)現(xiàn)剛才洋洋得意的幾個學(xué)生不再那么神氣了，而且露出不解的臉色。為什么同樣的小物體前后兩次下落快慢不同呢？教師可以追問一下甚至可以讓學(xué)生做些討論。討論中有的學(xué)生可能提出空氣阻力的影響，但也有些同學(xué)持懷疑態(tài)度。為了消除疑惑接著做下面的實驗：用牛頓管演示“鐵片比羽毛下落得快”的現(xiàn)象，再用抽氣機抽去管中的空氣，演示“鐵片、羽毛同時下落”的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動抽氣嘴的控制閥，隨著短促的一陣氣流聲，羽毛被進入管內(nèi)的空氣吹向另一端。確實是空氣阻力的作用！在學(xué)生聽到空氣的聲音，看到羽毛在空氣吹動下的運動，從聽覺和視覺兩方面真切感受到空氣的作用后，老師再明確指出：“鐵片和羽毛在空氣中下落時都會受到空氣阻力的作用，由于羽毛輕，阻力對它的影響大，所以下落得慢。可見，確實是空氣的存在干擾了鐵片和羽毛本該同時下落的事實，抽去管中空氣，便真相大白?！蓖瑯?，在紙片未揉成團以前下落時受到的空氣阻力比揉成團后受到的空氣阻力大，故下落慢?！按蜷_閥門放空氣進入牛頓管”這一情境的創(chuàng)設(shè)，為學(xué)生深信是空氣妨礙了鐵片和羽毛同時下落提供了鮮活的事實，使學(xué)生在好奇與欣喜的情感體驗中直觀理解了自由落體運動的本質(zhì)規(guī)律，學(xué)生的滿臉疑惑得到圓滿解釋。

摩擦力在力學(xué)三種力中是相對難理解的一種力，對什么是靜摩擦力、最大靜摩擦力、滑動摩擦力以及它們的大小與什么因素有關(guān)也可用演示實驗得以幫助解決。通常是將木塊放在木板上用彈簧秤水平施力通過彈簧秤的讀數(shù)顯示摩擦力大小。但這樣做時由于彈簧秤是運動的很難讀數(shù)，也不穩(wěn)定，效果不好。我采取的方法是，在長約一米木板一端四分之一處固定一個豎直板，在豎直板下端固定一定滑輪，上端掛一演示用彈簧秤，彈簧秤下邊的掛鉤上系上一細繩，細繩穿過定滑輪與放在水平木板四分之三端的滑塊相連，在滑塊下面再放一塊三合板，抽動三合板帶動滑塊運動當(dāng)三合板與滑塊相對靜止時細線中的拉力亦即彈簧秤示數(shù)即為滑塊與三合板間的靜摩擦力，當(dāng)出現(xiàn)相對滑動時即為滑動摩擦力，這樣用此裝置即可演示摩擦力的存在，同時還可演示讀出摩擦力的大小，由于此時的彈簧秤是靜止的，抽動三合板時滑塊相對地面也是靜止的，故易于讀數(shù)且讀數(shù)準確。若在滑塊上不同側(cè)面固定不同性質(zhì)材料，如紗布、毛巾、白紙等即可演示相同壓力情形下不同接觸面的摩擦力大小，進而找到影響摩擦力大小的因素，當(dāng)然也可以在相同接觸面情況下增大滑塊與三合板之間的壓力，探究摩擦力與正壓力的關(guān)系。從上課反饋情況來看，學(xué)生對什么是摩擦力、摩擦力的方向、影響摩擦力大小的因素等問題有了較深的認識，效果很好。

安培力是磁場對通電導(dǎo)體的作用力，它的大小跟磁場的強弱、導(dǎo)體的長度、電流的大小、導(dǎo)體放置的方向都有關(guān)系。在講這部分內(nèi)容時為了使學(xué)生對此有感性認識自己特制了一個“安培力演示儀”，利用較粗的銅導(dǎo)線彎折成一個L型的導(dǎo)線框，其豎向的短邊及與其對應(yīng)的長邊部位彎一小圈作為軸掛在鐵架臺支架上，軸的位置應(yīng)在框架重心略上一點，以能使框架低端放在磁場中的水平導(dǎo)線稍微受力框架就能偏轉(zhuǎn)，提高檢測力的靈敏度。支架用裸銅線制作，與L型線框接觸良好用以跟電源相接，L型導(dǎo)線框的下端作為通電導(dǎo)體放在幾塊大一點的U型磁鐵中，L型導(dǎo)線框的上端長一點且安一箭頭，背面用紙板做一表盤，不通電時箭頭指向上方表盤中央位置，當(dāng)給導(dǎo)體通電后導(dǎo)體受力使指針偏轉(zhuǎn)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)角的大小來判斷安培力大小，改變電流大小或者磁鐵多少觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，進而確定影響安培力大小的因素。改變電流方向或磁場方向，發(fā)現(xiàn)安培力的方向也隨之改變，記錄電流方向與磁場方向及安培力方向，為學(xué)習(xí)掌握左手定則做準備。有了這樣的實驗基礎(chǔ)，學(xué)生對物理課的學(xué)習(xí)不再那么怵頭了，老師的教學(xué)也有了滿足感。

中學(xué)生思維活躍，樂意接受新鮮事物，但也很容易受情緒的影響，難以拒絕不良誘惑，稍有不慎就可能對一些一時弄不明白的課程內(nèi)容產(chǎn)生畏難情緒，甚至不再愿學(xué)這門課。教師應(yīng)該及時觀察學(xué)生的動態(tài)，針對教學(xué)內(nèi)容制作盡可能多的演示實驗，讓學(xué)生在不知不覺中愛上物理課。物理教學(xué)，任重而道遠。