利用演示實(shí)驗(yàn)有效突破高中物理教學(xué)重難點(diǎn)

張玉浩

(江蘇省蘇州市吳江中學(xué) 215200)

物理是一門(mén)對(duì)于實(shí)驗(yàn)有著較大的依賴性的課程內(nèi)容，在物理中許多物理原理以及物理定律的出現(xiàn)和發(fā)展都離不開(kāi)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，由此，物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要性可見(jiàn)一斑.在開(kāi)展高中階段的物理教學(xué)的過(guò)程中，教師需要充分把握物理實(shí)驗(yàn)這一教學(xué)方式，并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)促進(jìn)學(xué)生理解物理知識(shí)內(nèi)容，進(jìn)而使得學(xué)生能夠構(gòu)建更加完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).同時(shí)，教師通過(guò)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，也能夠幫助學(xué)生更好的理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)而使得物理知識(shí)內(nèi)容更加形象和具體，降低了物理知識(shí)的學(xué)習(xí)難度.

一、演示實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用意義

物理知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展的，因此在開(kāi)展高中物理教學(xué)時(shí)，教師須要充分把握實(shí)驗(yàn)的重要性，并積極利用演示實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué).同時(shí)，在國(guó)家新課改下，演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容又有所增加，這也充分體現(xiàn)了演示實(shí)驗(yàn)的重要性.首先，通過(guò)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，能夠引導(dǎo)學(xué)生另辟蹊徑，從不同的角度和層面來(lái)看待問(wèn)題，進(jìn)而有效提升學(xué)生的物理思維水平和分析能力.在物理實(shí)驗(yàn)之中存在著大量具有創(chuàng)新性、探究性的物理實(shí)驗(yàn)方式，這些內(nèi)容能夠在潛移默化之中對(duì)學(xué)生產(chǎn)生影響，進(jìn)而使得學(xué)生的物理思維水平得到提升和發(fā)展.其次，通過(guò)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼偈箤W(xué)生形成良好的科學(xué)素質(zhì).在實(shí)驗(yàn)之中除了能夠使得高中生獲得一定的物理知識(shí)之外，還能夠促使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，以認(rèn)真、謹(jǐn)慎、科學(xué)的態(tài)度對(duì)待事物，進(jìn)而形成科學(xué)、優(yōu)秀的觀念和行為方式，增加高中生對(duì)于物理的學(xué)習(xí)興趣，促使高中生養(yǎng)成高尚的思想情操.

二、演示實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用策略

1.模擬實(shí)驗(yàn)情境，提升學(xué)生課堂積極性

在演示實(shí)驗(yàn)之中，要求學(xué)生能夠在觀看演示實(shí)驗(yàn)后不僅能夠掌握一定的物理知識(shí)內(nèi)容，還能夠具備一定的實(shí)際動(dòng)手能力和操作能力.因此，這就對(duì)學(xué)生的課堂注意力集中程度提出了較高的要求.想要真正發(fā)揮高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果，教師就必須要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂積極性和主動(dòng)性，促使學(xué)生能夠融入到課堂學(xué)習(xí)之中，在課堂上充分集中注意力，做到全神貫注.而相較于其他的課程來(lái)說(shuō)，物理課程在實(shí)驗(yàn)演示上有著一定的優(yōu)勢(shì).基于此，高中物理教師在開(kāi)展演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可以通過(guò)構(gòu)造情境，充分利用物理實(shí)驗(yàn)的特性來(lái)充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的課堂作用，進(jìn)而提升課堂教學(xué)質(zhì)量.

例如，在學(xué)習(xí)“楞次定律”這一內(nèi)容時(shí)，教師可以先為學(xué)生展示一個(gè)自制的條形磁鐵，而后將條形磁鐵固定在黑板上，將條形磁鐵的磁感線以及方向進(jìn)行模擬，而后為學(xué)生演示將條形磁鐵向下插入后閉合回路中磁通量的大小，再將條形磁鐵向上拔出，引導(dǎo)學(xué)生再次觀察閉合回路中磁通量的大小，讓學(xué)生將條形磁鐵向上拔出或向下插入后的閉合回路的磁通量的變化情況進(jìn)行對(duì)比，適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合電磁感應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行理解：只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生一定的變化，那么在閉合回路之中就存在感應(yīng)電流.接著再引導(dǎo)學(xué)生思考“在閉合回路中若存在感應(yīng)電流，那么其方向該如何辨別？”以此來(lái)導(dǎo)入課程內(nèi)容“楞次定律”.而為了能夠充分激發(fā)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)參與度，教師可以通過(guò)一個(gè)平板小車(chē)以及兩個(gè)小黑盒來(lái)進(jìn)行趣味演示實(shí)驗(yàn)，在兩個(gè)小黑盒中分別裝有鋁環(huán)和磁鐵，教師可以利用強(qiáng)力磁鐵來(lái)靠近兩個(gè)黑盒，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)黑盒會(huì)出現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)情況，再讓學(xué)生通過(guò)黑盒的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象來(lái)猜測(cè)兩個(gè)黑盒中分別裝了什么.學(xué)生對(duì)此進(jìn)行分析：磁鐵與磁鐵之間的作用關(guān)系為“同性相斥，異性相吸”，而鋁環(huán)則能夠產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，而在感應(yīng)電流中會(huì)激發(fā)出一定的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與磁鐵的磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生相互作用.在這里又引出了一個(gè)新的問(wèn)題，即“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)之間存在何種關(guān)系，遵循什么定律？如何判斷鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向？”進(jìn)而再導(dǎo)入另一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.如此，教師通過(guò)為學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察閉合回路磁通量的變化情況，以此來(lái)導(dǎo)入課程內(nèi)容楞次定律，而后再通過(guò)趣味性的演示實(shí)驗(yàn)來(lái)促使學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，進(jìn)而充分提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣.

2.創(chuàng)設(shè)思維臺(tái)階，提升學(xué)生思維創(chuàng)新性

物理課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生的思維水平有著較高的要求，并且演示實(shí)驗(yàn)更甚.在教學(xué)過(guò)程中，高中物理教師開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)就是在于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)實(shí)踐能力，進(jìn)而有效提升學(xué)生的實(shí)際操作水平，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用.而物理實(shí)驗(yàn)也是在普通的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上開(kāi)展的.由于某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很難為學(xué)生進(jìn)行直觀認(rèn)知，因此就需要教師能夠創(chuàng)設(shè)一定的思維臺(tái)階，轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而提升學(xué)生的思維創(chuàng)新性，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知物理內(nèi)容.

例如，以“自感現(xiàn)象”的教學(xué)為例，與其他物理知識(shí)內(nèi)容不同，在高中物理的課程教學(xué)過(guò)程中，自感現(xiàn)象“看不見(jiàn)，摸不著”，具有較大的抽象性和復(fù)雜性.因此自感內(nèi)容是高中物理教學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn).基于此，教師就可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的思維臺(tái)階，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自感現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)識(shí)，切實(shí)感受到自感電流的存在，進(jìn)而建立起相應(yīng)的知識(shí)體系.在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)前，教師可以先提出一個(gè)問(wèn)題：若一個(gè)線圈中電流發(fā)生變化，其產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，那么線圈自身會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎？這里可以先給予學(xué)生一定的時(shí)間進(jìn)行思考，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一個(gè)充滿趣味性的實(shí)驗(yàn)——千人震實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)中，教師先利用兩節(jié)干電池、一個(gè)線圈、一個(gè)開(kāi)關(guān)構(gòu)成一個(gè)回路，而后在線圈的兩端引出兩根導(dǎo)線，在班級(jí)中選擇15位學(xué)生手拉手，站在一起，旁邊的兩位學(xué)生分別用手握住裸露的導(dǎo)線的兩端，而后將人體接入電路之中.在教師閉合開(kāi)關(guān)后，學(xué)生未出現(xiàn)觸電的感覺(jué)，而在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師迅速斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，學(xué)生則出現(xiàn)觸電感覺(jué)，猛跳起來(lái).在這里就會(huì)激發(fā)學(xué)生探究心理：為什么在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后會(huì)出現(xiàn)觸電感覺(jué)？教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究：將開(kāi)關(guān)閉合，人體兩端電壓小，因此學(xué)生未感受到電流.而在教師斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，由于通過(guò)線圈的電流驟然減小，相應(yīng)的穿過(guò)線圈的磁通量也突然減小，根據(jù)電磁感應(yīng)定律就能夠得出在線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而使人體產(chǎn)生觸電感覺(jué).而這種線圈本身電流發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象即稱為自感現(xiàn)象.

3.利用信息技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)有效性

在高中物理的內(nèi)容中，除了能夠利用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接進(jìn)行教學(xué)的內(nèi)容以外，還存在著部分內(nèi)容很難在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行呈現(xiàn).因此，針對(duì)這一部分內(nèi)容，教師就可以利用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)為學(xué)生播放演示實(shí)驗(yàn)的相關(guān)視頻來(lái)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)理解.

例如，在物理課程中的“天體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)就不能在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行模擬，同時(shí)，由于這一部分物理知識(shí)本身就較為神秘，且許多物理現(xiàn)象難以捉摸，就能夠充分引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，具有較大的趣味性，進(jìn)而使得天體運(yùn)動(dòng)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)也具有一定的吸引力.而針對(duì)這一部分內(nèi)容，教師就可以通過(guò)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬的方式來(lái)為學(xué)生呈現(xiàn)存在于天體與天體之間的各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并為學(xué)生展示各類物理定律在天體之間的驗(yàn)證結(jié)果，進(jìn)而促使學(xué)生能夠?qū)μ祗w運(yùn)動(dòng)這一部分知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行理解.同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中，除了天體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)以外，還存在著勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都很難在現(xiàn)實(shí)中為學(xué)生進(jìn)行展示和實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件過(guò)于苛刻，因此教師就可以利用多媒體技術(shù)來(lái)對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行模擬，利用信息技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行解決.基于此，就要求高中物理教師能夠增加信息技術(shù)的利用，并積極提升自身的信息技術(shù)水平，在教學(xué)過(guò)程中合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.針對(duì)難以在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程呈現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)，合理安排視頻演示或者信息技術(shù)模擬的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而促使學(xué)生能夠?qū)@一知識(shí)板塊有一個(gè)充分的理解.如此，在教學(xué)“天體運(yùn)動(dòng)”等不能進(jìn)行直接實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容的過(guò)程中，教師如果能夠利用信息技術(shù)來(lái)模擬實(shí)驗(yàn)或播放演示實(shí)驗(yàn)視頻來(lái)進(jìn)行教學(xué)，則能夠有效地降低高中物理知識(shí)難度，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)理解和吸收，進(jìn)而提升學(xué)生的認(rèn)知水平發(fā)展.通過(guò)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，高中生能夠從中得到豐富的物理素材和感性認(rèn)知，并在此基礎(chǔ)上建立一定的物理思維模型，理解物理重難點(diǎn)內(nèi)容.

總而言之，在高中物理教學(xué)中，利用演示實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué)，能夠?qū)⑽锢憩F(xiàn)象，物理原理等利用實(shí)驗(yàn)的方式直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，有助于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)理解.在教學(xué)中，教師可以通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)情境、創(chuàng)設(shè)思維臺(tái)階以及利用信息技術(shù)的方式來(lái)充分提升學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)的有效性，并積極提升學(xué)生的思維創(chuàng)新性，進(jìn)而使得高中生能夠?qū)⑽锢碇R(shí)學(xué)以致用，而不是紙上談兵，有效地推動(dòng)了高中生的物理素質(zhì)的發(fā)展.