淺談物理演示試驗

仇子睿

摘 要：物理教學應重視對學生的試驗教學。但一直以來由于社會只認可分數(shù)，加之學校過多的強調(diào)課件以及交互性媒體的使用使得教師越來越淡化演示試驗，忽視了它的重要性。本文就以往的教學中演示實驗中存在的問題，就如何開展演示試驗以適應以人為本，培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識談一談自己的看法。

關鍵詞：演示實驗 能力培養(yǎng) 學生參與 探索性 多媒體

一、問題的提出

（一）演示驗的作用及現(xiàn)在演示實驗的現(xiàn)狀

物理學是一門實驗學科，物理教學自然是以實驗為基礎的，演示實驗是物理教學中的一種重要教學手段。演示實驗之所以重要，因其不僅使學生直觀地形成物理概念、掌握物理物理規(guī)律，而且對學生實驗技能的增減起著直接的示范作用，更重要的在于培養(yǎng)學生掌握科學的研究方法、形成正確的自然觀。但是隨著多媒體應用技術及電子白板的推廣，大量課件、仿真實驗軟件走進課堂，以至于物理教師上課不帶器材只帶U盤，教學中教師一邊播放，一邊講解；學生一邊觀看視頻，一邊聽講。這種設計好的情景，不會出現(xiàn)差錯，實驗過程中也就不會出現(xiàn)“意想不到”的情形。因而也就談不上有何“發(fā)現(xiàn)”。這種模式僅僅只能起到讓學生見過，有這樣的過程，學生也只能被動地接受實驗結論，幾乎不會有什么創(chuàng)新的火花出現(xiàn)。

（二）導致教師不喜歡做演示試驗的原因

1.實驗器材的問題

在配套的實驗器材中配套設施不全；器材體積小。這就造成實驗的可見度較低，尤其后排的同學根本無法看清。例如說明磁體周圍存在著磁場的實驗，如果直接用平面盒裝小磁針，因其底座是不透明的，面積又比較大，遮住了磁針，影響學生觀察。對于一些無法進行演示的物理現(xiàn)象如一些機器的內(nèi)部結構、大型機械裝置和設備的工作過程，用模型來進行講解。但模型無法替代演示實驗，演示實驗能夠真實地、直觀地再現(xiàn)物理現(xiàn)象，而模型則不能。例如在講解光的反射時，有的教師用模型來代替光的反射演示器，用紙板上畫好的線條來說明反射光線和入射光線的關系，推導出光的反射定律。這樣做教師不僅講得吃力，學生也難以信服。

2.教師的問題

教學中過分強調(diào)了以學科為本位，只注重學科知識的灌輸和最終考試的結果。這就導致在教學中許多教師對演示實驗不夠重視。有的教師輕視課前演示實驗的準備工作，結果造成演示失敗或出現(xiàn)意想不到的情況，例如：大氣壓強中的覆杯試驗，如果課前做一下就不會注意到在杯中裝滿水，直接蓋好，容易使氣體進入杯中而導致試驗失敗。以致在課堂上手忙腳亂，且操作不規(guī)范，“強行”讓學生接受結論；有的教師在進行演示實驗時不注意語言的準確表達，對學生正確認識儀器、形成概念、掌握定律生不良的影響；演示與講解脫節(jié)。這種作法忽視了學生學習的主動性，把學生當作被動接收的“倉庫”，完全沒有發(fā)揮出演示實驗的作用。使教師錯誤認為做不做試驗都差不多。

3.實驗本身的一些特點

實驗本身的一些特點，不確定也導致教師不愿做演示試驗，例如：空氣壓縮引火儀的實驗，一般物理實驗室都不具備存耗材制取儲的條件，每次都需請化學實驗幫忙，比較繁瑣，實驗耗時長，難重復，影響教學進度，例如：熱學中水沸騰，晶體的溶化與凝固，一節(jié)課下來基本觀察完實驗，40分鐘就過來，如果學生沒有觀察清楚要重復再做，基本上時間不允許，而相比多媒體和仿真實驗要比實際操作方便較多，實驗要環(huán)境因素影響較大，如今導致一些教師不愿做，例如演示電荷間相互作用，遇到陰雨天，即便再用烤箱烤干器材，實際操作中效果也不太好。

二、必須重新重視演示試驗

（一）重視演示試驗的意義

課堂演示實驗是中學物理實驗教學的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識不可缺少的環(huán)節(jié)，還能培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習方法。也是變應試教育為素質(zhì)教育，提高人才科學素質(zhì)的重要手段之一。近年來中考物理試卷對實驗的考查，不僅從學生實驗發(fā)展到演示實驗，而且已從簡單的背誦實驗知識轉(zhuǎn)向考查對實驗的思想、原理、方法的理解上，重在考查學生的實驗能力和綜合分析能力。但是實驗題的得分率都不高，反映了目前在中學物理教學中，實驗教學是一個薄弱的環(huán)節(jié)。許多物理教師都不同地只重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng)，而忽視了對學生動手能力的培養(yǎng)。不適當?shù)貜娬{(diào)本學科的主干知識，占用了較多的教學時間，使得物理教學內(nèi)容不利于學生科學素質(zhì)的提高。為了培養(yǎng)學生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學的思維方法，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，進一步提高學生學習物理的興趣和愛好，調(diào)動他們的學習積極性，發(fā)揮非智力因素的能動作用，引導他們從小愛科學、學科學，激發(fā)他們樹立敢于攀登科學高峰的雄心壯志，縮小與世界先進國家實驗教學的差距，我們應改革演示實驗教學，直觀形象地為學生提供感性認識。

（二）演示實驗中注意的問題

1.加強能力培養(yǎng)

目前，學生普遍感到物理“難學”，其原因之一就是物理教學中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們非常重視物理實驗教學和研究問題的方法，他們的學生在實驗方面得到訓練和能力培養(yǎng)比我國的學生多得多，他們學生的實驗心理素質(zhì)比我國中學生強。因此，在當前我國中學教育由應試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中，我們對物理實驗教學，必須引起高度的重視，為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結合教學實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，同時在教學中引進近代物理學的某些思想方法和現(xiàn)代科學的新成就，例如：用發(fā)光二極管演示電磁感應中機械能與電能的相互轉(zhuǎn)化等。在實驗教學中，可在規(guī)定的實驗中，適當增加相關演示項目，使教學內(nèi)容更加豐富，使學生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側套上橡皮筋，平衡時，引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學生對物理的學習興趣，更多地拓寬學生視野豐富他們的想象，而且能有效地提高了學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。

2.在演示實驗中增加學生的參與

演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統(tǒng)的課堂教學，演示實驗通常教師演示，學生看，但是很多實驗學生根本看不清，特別是后邊的學生。不同程度的限制和阻礙了學生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學生實驗心理素質(zhì)的提高。因此，在演示實驗中，應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結，甚至在實驗操作上讓學生積極參與，讓學生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復，加深印象，鞏固記憶。例如：在“內(nèi)能改變”一節(jié)的教學中，筆者發(fā)現(xiàn)學生下課喜歡把礦泉水瓶蓋檸緊，用手擰瓶身，擠壓瓶中空氣，再用手拔松瓶蓋，壓縮空氣，對瓶蓋做功，內(nèi)能減小，使瓶中出現(xiàn)大量“白氣”冒出，效果比較明顯，器材簡單，操作不繁瑣。把他引入課堂，由學生自己分析瓶蓋的運動狀態(tài)為什么會發(fā)生變化，知道是壓縮空氣對瓶蓋做功；再觀察瓶蓋被推出是瓶內(nèi)氣體有什么變化，學生自己討論瓶內(nèi)出現(xiàn)‘白霧的原因，把直觀的材料作為培養(yǎng)學生知覺、觀察力的材料，引導學生仔細、準確地進行觀察，然后引導學生討論、研究、對比、總結最后訓練學生用科學的語言描述，并解釋所觀察到的現(xiàn)象最后結論得出自然是水到渠成?？梢?，演示實驗在教師指導下讓學生參與，不僅有顯示學生實驗技能的機會，又能得到科學方法的訓練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握物理概念和規(guī)律同時可領略物理學的思想，培養(yǎng)科學態(tài)度和科學方法。

3.進一步挖掘使實驗更具有探索性實驗

探索性實驗對培養(yǎng)學生思維能力、創(chuàng)造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴”。近年來教材編寫很注重探究性實驗，出現(xiàn)了大量實驗探究，大有一種除了探究實驗才稱得上有探索性，其它實驗就做不到具有探索性，其實教師只要用心在實驗教學中，只要要盡量再現(xiàn)實驗的設計過程，多讓學生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學生思路也可以使實驗具有探索性例如，筆者使用的9年級14章第三節(jié)連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。對于串聯(lián)并聯(lián)的教學比較直接“圖14-18，圖14-19是最常見的兩種連接方式，仔細觀察比較一下，它們各有什么特點？請分別畫出它們的電路圖？”在實際教學中筆者是采用以下下設計進行教學。

①復習連接簡單電路并畫上電路圖。

②由實際電路中用電器并不總是一個，請在①電路中再加一只燈泡使開關閉合兩只燈同時亮，開關斷開兩燈同時滅。

③學生連接后，請一位同學上臺展示所連電路是否符合要求，提問是否有同學連的與這位同學不一們的上臺展示，并說出不一樣的地方。

④請同學自己判斷自己所連電路和以上哪位同學所連電路屬于一類，并畫出電路圖。

⑤把自己組連接電路改連為另一種電路進行比較并說明自己更喜歡哪一種并說出理由。

⑥在⑤總結的基層，加入多只開關嘗試，交流總結完善串并聯(lián)電路特點。

這種教法的優(yōu)點是：①學生在教師啟發(fā)引導下，通過自己動腦設計的。所以在實驗過程中，應怎樣做，觀察什么現(xiàn)象，說明什么問題，教師不必多講，學生自然明了。這樣學生參與意識強，興趣高，充分調(diào)動了學生學習的主動性和積極性。②在整個實驗設計過程中，學生在教師的啟發(fā)下不斷進行分析、思考、比較、綜合、歸納，使自己的認識不斷得到深化和提高。這樣使學生既獲得了知識，又學會了研究物理問題的方法。。讓學生由學知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律，對知識學得更扎實更牢固，同時使學生受到科學方法的熏陶。

4.合理運用多媒體，優(yōu)化演示實驗教學

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，是教學現(xiàn)代化的重要標志，是教學改革的重要組成部分。因為多媒體教學是指在教學過程中運用系統(tǒng)科學的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學結構，以實現(xiàn)教學優(yōu)化，使學生真正體會到物理學科的學習方法，提高學生觀察及分析問題的能力。如應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、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，進行逼真的模擬，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)于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹。例如，對于“利用電流流向法”分析電路中個元件的關系和各表的測量對象，應用電子計算機的動畫功能，展現(xiàn)了電流的路徑，各支路的路徑一目了然，各元件的位置關系清晰，整個過程形象，清晰、有趣，激發(fā)學生學習興趣，使學生在學習過程中保持精力高度集中，思維高度活躍，求知欲高度旺盛的狀態(tài)。講述滑輪時，教師演示“外力拉動繩的距離為重物升高距離的兩倍”這一重要結論，往往因為刻度，可見度太小，學生觀察十分困難，后面的同學甚至根本無法觀察。這時只需把刻度尺制成透明的投影教具，將整個實驗投影出來，就能很好地解決這一困難。像刻度尺、溫度計、彈簧秤、電流計等的刻度，可見度太小，將其制成投影教具就能放大；觀察磁力線現(xiàn)象時，由于時空限制是不便讓學生觀察（不能豎直放置）的，如果制成投影教具就能解決這些問題。如把玻板放在投影儀載物玻璃上，鐵屑擺在玻板上的圖線就能清晰地投影在銀幕上，就很容易觀察了。利用多媒體進行物理實驗教學，不但為教和學增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學創(chuàng)設了良好的情境，師生們置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”認“物”，這對物理的各種題型的實驗教學有著積極的意義，對提高物理課的素質(zhì)教育教學有著廣泛的前景。

總之物理課堂演示實驗要與學生的分組實驗有機地結合起來，努力培養(yǎng)學生的下面幾個方面的基本實驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數(shù)據(jù)處理的知識，其中特別是圖線處理數(shù)據(jù)中，區(qū)分已知規(guī)律與未知規(guī)律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發(fā)理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)的記錄與處理；四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結論與實驗結論比較的思想。同時加強學生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓練，多角度、全方面地讓中學物理實驗教學提高到一個新的水平。

參考文獻

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