巧妙利用演示實(shí)驗(yàn) 提高高中物理教學(xué)有效性

張 明

(江蘇省常州市北郊高級(jí)中學(xué) 213032)

物理學(xué)科為一門以觀察為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理學(xué)科重要構(gòu)成內(nèi)容即為演示實(shí)驗(yàn)，在課堂教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用.然而，若教師在教學(xué)實(shí)踐中并未合理設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，僅按部就班的依據(jù)教材展開教學(xué)及實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，則演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值難以充分發(fā)揮，學(xué)生難以通過演示實(shí)驗(yàn)的觀察，掌握物理知識(shí)，此針對(duì)學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率的提升也會(huì)形成一定阻礙.因此，要求教師在教學(xué)活動(dòng)中，需對(duì)物理演示實(shí)驗(yàn)的科學(xué)應(yīng)用加以重視.

1 高中物理教學(xué)中應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn)重要性

1.1 促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理的直觀理解

分析物理學(xué)科發(fā)現(xiàn)，針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)存在較強(qiáng)依賴性，大部分物理定律、物理原理的發(fā)現(xiàn)均以反復(fù)、多次的實(shí)驗(yàn)為來源，如光學(xué)原理及萬有引力定律等，均以無數(shù)次實(shí)驗(yàn)總結(jié)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)針對(duì)物理的重要性不言而喻.高中物理教學(xué)活動(dòng)中，物理實(shí)驗(yàn)也發(fā)揮著重要作用，借助演示實(shí)驗(yàn)的展開，可有助于學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)、物理原理的直觀理解，推動(dòng)學(xué)生健全知識(shí)體系的形成.物理教學(xué)活動(dòng)中，教師需對(duì)演示教學(xué)予以足夠重視，借助實(shí)驗(yàn)演示可幫助學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟形成更為全面的理解，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成直觀認(rèn)知.高中階段所涉及的物理知識(shí)較為抽象且知識(shí)難度較大，使得學(xué)生在高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)過程中面臨一定困難，然而借助有效的演示實(shí)驗(yàn)，則可幫助學(xué)生對(duì)物理原理作用結(jié)果、物理定律表現(xiàn)等形成直觀了解，推動(dòng)學(xué)生物理知識(shí)學(xué)習(xí)效率的提升.

1.2 改善教師教學(xué)過程中的難題

高中物理對(duì)于學(xué)生而言是一門復(fù)雜且知識(shí)繁多的科目，在學(xué)生的高中教育階段，學(xué)好物理一直是學(xué)生們面前難以越過的鴻溝，如何進(jìn)行有效的教學(xué)也是教師在教學(xué)過程中所面臨的難題，所以通過演示實(shí)驗(yàn)，可以幫助教師解決目前教學(xué)中的難題，使學(xué)生更好地理解高中物理學(xué)習(xí)中比較復(fù)雜的問題.比如在“彈力”的學(xué)習(xí)中，教師通過引導(dǎo)學(xué)生探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系，通過改變鉤碼的質(zhì)量測(cè)量彈簧不同的長度，從而求出每次的彈簧伸長量，學(xué)生在一次又一次的實(shí)驗(yàn)中可以得知在誤差范圍內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量成正比，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生更好的理解有關(guān)于彈力的知識(shí).由此可見，通過物理中的演示實(shí)驗(yàn)，可以幫助教師驗(yàn)證物理中的結(jié)論，使學(xué)生更加信服，從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的能力.

2 高中物理教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)用策略

2.1 降低實(shí)驗(yàn)難度，增添實(shí)驗(yàn)趣味性

目前，高中生思維處于不斷成熟階段，若教師在教學(xué)活動(dòng)中利用單一且呆板的教學(xué)方式，則將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)活動(dòng)產(chǎn)生厭煩情緒，降低物理教學(xué)效率.針對(duì)此現(xiàn)象，教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)重視多樣化教學(xué)內(nèi)容的引入及多元化教學(xué)手段的采取，吸引學(xué)生課堂注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.為此，要求教師在教學(xué)活動(dòng)中，需以學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)、身心發(fā)展特點(diǎn)為依據(jù)，選取更為靈活且新穎的教學(xué)方式，增添實(shí)驗(yàn)教學(xué)趣味性，促使學(xué)生可積極主動(dòng)參與至物理知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)中.與此同時(shí)，教師還應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)難度的適當(dāng)調(diào)整，簡化復(fù)雜、繁瑣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，促使學(xué)生可對(duì)演示實(shí)驗(yàn)加以直觀且形象的演示，針對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、物理知識(shí)形成深層次理解.

教師在教學(xué)活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“楞次定律”此部分內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)簡化繁瑣復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程，同時(shí)將學(xué)生劃分為多個(gè)學(xué)習(xí)小組，鼓勵(lì)學(xué)生利用導(dǎo)線、干電池、電流表等展開實(shí)驗(yàn)，教師在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)予以學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)，提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)對(duì)原線圈上電流、運(yùn)動(dòng)間的規(guī)律加以細(xì)致、認(rèn)真的觀察，以此，推動(dòng)學(xué)生觀察能力的提升，同時(shí)，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，促使學(xué)生可通過探究及總結(jié)活動(dòng)的展開對(duì)楞次定律相關(guān)知識(shí)點(diǎn)加以掌握，還可對(duì)學(xué)生觀察能力、獨(dú)立思考能力加以鍛煉、培養(yǎng).

2.2 引入信息技術(shù)，突破教學(xué)難點(diǎn)

分析現(xiàn)階段高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，其中存在諸多需改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)誤區(qū)，也有部分實(shí)驗(yàn)在操作過程中需耗費(fèi)大量精力、時(shí)間，且學(xué)生針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)過程也難以形成透徹理解.針對(duì)此現(xiàn)象，教師可嘗試將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用至物理演示實(shí)驗(yàn)中.針對(duì)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)而言，大部分物理現(xiàn)象均為在一瞬間完成的，還有部分演示實(shí)驗(yàn)是在微觀世界中展開的，此針對(duì)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象而言存在一定難度，因此，教師在教學(xué)活動(dòng)中可借助信息技術(shù)的應(yīng)用將物理實(shí)驗(yàn)過程向?qū)W生清晰且直觀的呈現(xiàn)，促使學(xué)生可針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以認(rèn)真及細(xì)致的觀察，透徹的理解物理知識(shí).

教師在教學(xué)活動(dòng)中，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“波的干涉”此部分內(nèi)容時(shí)，教師在演示實(shí)驗(yàn)過程中，可將內(nèi)部裝有兩個(gè)振動(dòng)片的注滿水的小水槽放置在講臺(tái)上，隨后接通電源此時(shí)振動(dòng)片產(chǎn)生振動(dòng)，此時(shí)小水槽中產(chǎn)生兩股水波相遇，此時(shí)產(chǎn)生干涉效果，然后教師再用投影儀將物理演示實(shí)驗(yàn)過程向?qū)W生展示.教師在教學(xué)活動(dòng)中借助此種教學(xué)方式的應(yīng)用，除可幫助學(xué)生細(xì)致及清晰的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象外，還可幫助學(xué)生對(duì)于“干涉”現(xiàn)象形成更為深層次的理解，還可借助現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，簡化物理演示實(shí)驗(yàn)流程，不僅可節(jié)約時(shí)間、精力，還可有效突破物理教學(xué)難點(diǎn)，顯著提升物理演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

2.3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，保障實(shí)驗(yàn)效果

針對(duì)高中物理演示實(shí)驗(yàn)而言，能否具備一套全面、完整的實(shí)驗(yàn)器材為高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)能否順利展開的重要條件.主要原因在于大部分高中物理知識(shí)均需借助演示實(shí)驗(yàn)的展開引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)加以掌握、理解.由此可見，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，具備齊全且專業(yè)的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備尤為重要.但在教學(xué)實(shí)踐中，由于受到場(chǎng)地及資金等諸多因素限制，使得學(xué)校并未配備齊全的實(shí)驗(yàn)器材，教師也難以將良好的實(shí)驗(yàn)效果呈現(xiàn)在學(xué)生面前.針對(duì)此現(xiàn)象，教師應(yīng)積極克服困難，重視高中物理演示實(shí)驗(yàn)的展開，并充分發(fā)揮自身專業(yè)能力、創(chuàng)造性思維，盡可能整合現(xiàn)有材料、身邊可利用資源，以實(shí)驗(yàn)需求為依據(jù)，完成簡易實(shí)驗(yàn)儀器的制作、開發(fā).

教師在教學(xué)活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“平拋運(yùn)動(dòng)”此部分內(nèi)容時(shí)，教師則可以身邊可利用資源著手，如可將黑板擦及橡皮等作為實(shí)驗(yàn)器材，此類實(shí)驗(yàn)器材雖較為簡易，卻可演示出教師所預(yù)想的實(shí)驗(yàn)效果.同時(shí)，教師也可嘗試創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，將不同的演示效果呈現(xiàn)在學(xué)生面前，為此，要求教師需積極創(chuàng)新.教師在教學(xué)實(shí)踐中，可嘗試自行制作器材，如可借助磁性筆在具有磁性的寫字板中繪制一條水平拋物線，此時(shí)一條精確的拋物線便呈現(xiàn)在學(xué)生面前，教師借助別樣的實(shí)驗(yàn)方式，可有助于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)形成深層次理解，加深學(xué)生物理知識(shí)記憶.

2.4 引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)踐，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

分析高中物理教學(xué)活動(dòng)的一項(xiàng)重要目標(biāo)即在于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高學(xué)生觀察能力，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，為學(xué)生今后發(fā)展創(chuàng)造良好條件.為達(dá)到此目標(biāo)，教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與至實(shí)踐活動(dòng)中，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，學(xué)生在此過程中，還可逐漸養(yǎng)成良好科學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.教師在教學(xué)活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生“光電效應(yīng)”此部分內(nèi)容時(shí)，教學(xué)時(shí)便可鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)光電效應(yīng)原理加以驗(yàn)證.學(xué)生主要設(shè)計(jì)如下兩種方案：方案一，通過摩擦毛皮、接觸鋅板及驗(yàn)電器的方式，使橡膠棒帶有一定電量的負(fù)電荷，隨后利用弧光燈照射鋅板，此時(shí)發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針處于飛速下降，隨后展開比對(duì)試驗(yàn)，利用弧光燈照射帶有一定電量的正電荷鋅板，此時(shí)發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏角并未發(fā)生變化，比對(duì)兩項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可幫助學(xué)生了解外，利用紫外線照射帶有負(fù)電荷的鋅板時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生電子飛出現(xiàn)象，利用紫外線照射帶有正電荷的鋅板時(shí)，將會(huì)不會(huì)產(chǎn)生電子飛出現(xiàn)象.方案二，連接驗(yàn)電器、不帶電的鋅板，利用帶有正電荷的玻璃棒接近鋅板后迅速離開，隨后發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)電器指針張開后閉合，鋅板以弧光燈照射后，再將帶有正電荷的玻璃棒貼近鋅板，隨后離開，此時(shí)發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)電器指針在以弧光燈照射鋅板時(shí)，并未產(chǎn)生變化，以玻璃棒貼近驗(yàn)電器時(shí)，指針張開，移走玻璃棒后，驗(yàn)電器指針并未完全閉合，隨后，學(xué)生利用相同方式，檢驗(yàn)帶負(fù)電荷的橡膠棒貼近鋅板的原理，觀察到驗(yàn)電器指針處于完全閉合中.學(xué)生通過三項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的展開，可認(rèn)知到帶正電荷的玻璃棒貼近鋅板時(shí)帶有正電荷，帶有負(fù)電荷的橡膠棒貼近鋅板時(shí)不帶電荷.上述兩種實(shí)驗(yàn)方案均為利用外界電場(chǎng)，在物理課堂中便可展開，此實(shí)驗(yàn)不受天氣因素影響，提升演示實(shí)驗(yàn)成功率.教師在教學(xué)活動(dòng)中，借助對(duì)比演示實(shí)驗(yàn)的展開可為學(xué)生接觸物理實(shí)驗(yàn)提供機(jī)會(huì)，還可為學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)營造良好環(huán)境，促使學(xué)生可積極主動(dòng)參與至物理實(shí)驗(yàn)中.除此之外，教師在教學(xué)活動(dòng)中通過合理應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn)，除可對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力加以鍛煉外，還可強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，有助于物理教學(xué)難點(diǎn)的突破，達(dá)成物理教學(xué)目標(biāo)，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成.

2.5 注重演示實(shí)驗(yàn)生活化，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率

演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要組成部分，有效地演示實(shí)驗(yàn)可以更好地幫助學(xué)生理解物理中抽象復(fù)雜的觀點(diǎn)和知識(shí)，但是演示實(shí)驗(yàn)也要注重生活化，因?yàn)槲锢韺W(xué)科中很多的知識(shí)與日常生活中常見的現(xiàn)象存在著緊密的關(guān)聯(lián)，所以教師可以從學(xué)生生活中熟悉的角度出發(fā)，促使學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程中投入更多精力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理抽象知識(shí)的理解，并將知識(shí)應(yīng)用在生活中，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.比如在人教版高中必修一“自由落體運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)課的學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生研究并認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，教師可以為學(xué)生找到生活中可以見到的“自由落體”，將其收集到一起制作成視頻在課上播放，比如秋天時(shí)樹葉墜落的影像，或者是蘋果成熟時(shí)墜落的影像，讓學(xué)生通過熟悉的形象感受到不同重量的物體進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的不同.學(xué)生通過生活中常見的形象簡單的了解了本節(jié)課所需掌握的知識(shí)，進(jìn)而在教師的帶領(lǐng)下進(jìn)行動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)，選擇不同重量的物品開展落體活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了自由落體運(yùn)動(dòng)中“不同物體做自由落體時(shí)其速度變化的快慢是不相同的”的物理結(jié)論.總之，生活化的演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中十分重要，它可以幫助學(xué)生更好地開展物理的學(xué)習(xí)，促使學(xué)生從不同的角度進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)物理結(jié)論具有更清晰的認(rèn)知.

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一項(xiàng)重要方式即為實(shí)驗(yàn)，因此，教師在高中物理教學(xué)中，需重視演示實(shí)驗(yàn)的展開，積極引導(dǎo)學(xué)生參與至實(shí)驗(yàn)過程中，促使學(xué)生可通過實(shí)驗(yàn)的參與及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，掌握物理知識(shí)，提高物理學(xué)習(xí)效率.