運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的措施探究

摘 要：本文分析物理教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)在課堂中的應(yīng)用措施，提出優(yōu)化物理難點(diǎn)教學(xué)的改進(jìn)措施.

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；高中物理；難點(diǎn)

中圖分類號(hào)：G632

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0333（2024）33-0065-03

收稿日期：2024-08-25

作者簡(jiǎn)介：張燕（1986.1—），女，江蘇省張家港人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

觀察和實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)中的基本方法，物理概念的理解也是建立在這兩種方法之上的.在物理難點(diǎn)教學(xué)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)去理解知識(shí)難點(diǎn)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解和理論的認(rèn)知.學(xué)生則通過(guò)攻克難點(diǎn)來(lái)完善物理知識(shí)框架，建立物理學(xué)習(xí)的自信心，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣^[1].

1 物理課堂教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置問題情境，引發(fā)學(xué)生課堂參與興趣

物理課堂中，教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和思考實(shí)驗(yàn)原理的過(guò)程中培養(yǎng)研究興趣，深入探索物理本質(zhì)，理解物理變化規(guī)律，提升學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和思維能力.

但是在傳統(tǒng)的高中物理課堂上，由于升學(xué)壓力的關(guān)系，學(xué)生對(duì)課堂的參與度不高，習(xí)慣于依賴教師講解、記憶物理概念規(guī)律、模擬解題技巧來(lái)實(shí)現(xiàn)高分目標(biāo)，物理課堂氛圍沉悶，學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的興趣淡薄，觀察、思考的積極性不高.為了改變這一現(xiàn)狀，教師在課堂教學(xué)組織過(guò)程中，可以設(shè)置問題情境，通過(guò)巧妙預(yù)設(shè)疑問、形成高質(zhì)量認(rèn)知沖突的方式激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新授課教學(xué)內(nèi)容，特別是學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣.演示環(huán)節(jié)，學(xué)生帶著好奇、疑問去觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，助力其對(duì)難點(diǎn)知識(shí)的理解.

對(duì)于物理難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)，教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，將抽象的理論和概念轉(zhuǎn)化為直觀易懂內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究興趣.

例如：在講解“超重和失重”知識(shí)時(shí)，教師演示紙條與砝碼的小實(shí)驗(yàn)，看似單薄的紙條可以承受砝碼的重量而沒有出現(xiàn)斷裂，這一“看似不合理”的現(xiàn)象引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突.為了弄清現(xiàn)象背后蘊(yùn)藏的本質(zhì)，學(xué)生對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣.當(dāng)學(xué)生注意力集中后，教師繼續(xù)做演示實(shí)驗(yàn)，將砝碼掛在紙條的下端，設(shè)置思考問題：在這樣的情況下，為什么紙條一拉就斷裂了？在課堂上組織學(xué)生以小組討論的方式研究，大部分學(xué)生會(huì)依照生活中的知識(shí)儲(chǔ)備作出分析、得出結(jié)論.在了解學(xué)生的想法后，教師按照學(xué)生的想法繼續(xù)演示實(shí)驗(yàn)，引入本堂課的教學(xué)難點(diǎn)：為什么靜止的紙條可以承受砝碼的重量，而快速向上移動(dòng)的紙條就會(huì)斷裂？學(xué)生觀察到這一“不可思議”的現(xiàn)象，對(duì)教師即將要做的實(shí)驗(yàn)解釋產(chǎn)生濃厚興趣，此時(shí)教師使用彈簧測(cè)力計(jì)分別演示紙條在勻速上升、勻速下降、加速上升、加速下降狀態(tài)下力的大小變化，由淺入深地為學(xué)生解釋物理現(xiàn)象背后蘊(yùn)藏的物理學(xué)原理.

教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，很好地解答了學(xué)生之前的疑惑，引出了本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn).為鞏固學(xué)生對(duì)新知的認(rèn)識(shí)，可以繼續(xù)設(shè)置疑問，鼓勵(lì)學(xué)生自主分析、解答.教師提問：大家在稱體重時(shí)，為什么下蹲和起立時(shí)秤顯示的體重?cái)?shù)字會(huì)有所不同呢？這一現(xiàn)象真實(shí)存在于生活中，在學(xué)習(xí)了“超重和失重”現(xiàn)象后，學(xué)生將理論與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，結(jié)合所學(xué)物理原理對(duì)人處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行受力分析.用物理學(xué)原理解釋生活中“不可思議”現(xiàn)象發(fā)生的原因，既可以加深學(xué)生對(duì)課堂重難點(diǎn)知識(shí)的理解，又能夠培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理探究的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索和思考.

2 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)設(shè)思維場(chǎng)景，突破物理規(guī)律研究難點(diǎn)

物理課堂教學(xué)中，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)豐富學(xué)生的課堂體驗(yàn)，學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是通過(guò)觀察、思考的方式理解物理規(guī)律的內(nèi)涵.演示實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生還原物理理論研究的過(guò)程，將物理理論具象為具體的問題和實(shí)驗(yàn)情境，直觀地呈現(xiàn)在課堂中，引導(dǎo)學(xué)生觀察、總結(jié)規(guī)律并理解其中的原理^[2].

例如，在研究“力的分解”這一力學(xué)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，力是看不見、摸不著的，力的分解與學(xué)生的實(shí)際生活也脫離較遠(yuǎn)，單純地通過(guò)教師語(yǔ)言描述很難讓學(xué)生準(zhǔn)確把握力在不同方向、不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)物體作用的效果.高中學(xué)生在初次接觸受力分析時(shí)，會(huì)產(chǎn)生畏難情緒.此時(shí)，教師可以利用演示實(shí)驗(yàn)化解學(xué)生“看不見”力的難點(diǎn)學(xué)習(xí)場(chǎng)景.教師在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)為學(xué)生準(zhǔn)備一根細(xì)繩，將繩子的一端系在手的中指上，另一端系一塊橡皮，用一支筆的一端固定在繩子的某一個(gè)點(diǎn)上，使得細(xì)繩上端出現(xiàn)了傾斜、下端豎直向下的現(xiàn)象，之后將筆尖對(duì)準(zhǔn)手掌，學(xué)生能夠透過(guò)這一實(shí)驗(yàn)裝置可以感受引力的作用效果.學(xué)生直觀地通過(guò)手的感覺體會(huì)力對(duì)手掌心產(chǎn)生壓的效果，對(duì)中指產(chǎn)生拉的效果.基于自己的感受，學(xué)生繼續(xù)對(duì)受力物體進(jìn)行分析，將手感受到的力的方向繪制出來(lái)，結(jié)合數(shù)學(xué)原理等求解兩個(gè)方向上力的大小，以及合力方向.

在演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師創(chuàng)設(shè)問題研究的具體場(chǎng)景，吸引學(xué)生進(jìn)入問題情境，理解物理規(guī)律，將抽象的理論具象化，輔助學(xué)生總結(jié)物理規(guī)律和學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效果.這規(guī)避了傳統(tǒng)死記硬背物理規(guī)律和問題分析方法限制學(xué)生思維發(fā)展的弊端.

3 設(shè)置演示實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)學(xué)生自主探究，突出學(xué)生主體地位

高中物理知識(shí)抽象、難懂，教師可以利用演示實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生理解和應(yīng)用物理知識(shí).教師設(shè)置自主探究環(huán)節(jié)時(shí)，問題難度不宜過(guò)高，避免學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒.在提出探究問題后，教師利用演示實(shí)驗(yàn)帶領(lǐng)學(xué)生理解難點(diǎn)知識(shí)并順利過(guò)渡到自主探究環(huán)節(jié)，逐步培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)設(shè)置自主探究任務(wù)，教師可以同步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，讓學(xué)生深刻地體會(huì)演示實(shí)驗(yàn)是解決物理問題、研究物理現(xiàn)象的重要工具，以此引導(dǎo)學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)^[3].

例如，在講解“向心力”知識(shí)時(shí)，教師在課堂上通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)帶領(lǐng)學(xué)生思考向心力大小問題.學(xué)習(xí)了向心力定義后，學(xué)生初步認(rèn)識(shí)了物體在圓周運(yùn)動(dòng)中的受力情況：物體受到一個(gè)外力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，使得物體能夠持續(xù)地進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng).教師提出問題，學(xué)生結(jié)合自身儲(chǔ)備知識(shí)做出猜測(cè)：向心力的大小除了與物體本身有關(guān)外，與其他因素也有關(guān).圍繞猜想，學(xué)生還需通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行探究，教師構(gòu)建自主探究的氛圍，學(xué)生以小組形式進(jìn)行討論，結(jié)合生活中的場(chǎng)景分析向心力的作用效果以及對(duì)向心力大小的影響.小組討論生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)，如汽車轉(zhuǎn)彎，學(xué)生分析乘客在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)身體的受力情況，結(jié)合學(xué)生自己乘坐汽車的經(jīng)驗(yàn)，分享自己坐立在不同位置感受到的向心力.在自主探究的討論環(huán)節(jié)，學(xué)生分享自己乘車時(shí)挨著車廂壁坐立，轉(zhuǎn)彎時(shí)身體感受到的擠壓情況.從左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)等情況，學(xué)生對(duì)不同狀態(tài)下乘客受到的向心力進(jìn)行受力分析.學(xué)生在自主探究的環(huán)節(jié)中得出相應(yīng)的結(jié)論，教師鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的探究結(jié)論、分析向心力的作用效果.教師為學(xué)生打造自主探究、思考以及表達(dá)的空間，這樣做既可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和探究的過(guò)程，又能夠訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，鍛煉學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.接著，教師在課堂上親自做實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生會(huì)帶著驗(yàn)證結(jié)論的目的集中注意力觀察教師的實(shí)驗(yàn)操作.教師借助多媒體設(shè)備、實(shí)驗(yàn)儀器等為學(xué)生介紹圓周運(yùn)動(dòng)中物體的受力情況，調(diào)整圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)半徑、轉(zhuǎn)彎速度，逐一為學(xué)生演示和講解影響向心力的因素.

4 設(shè)置趣味演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)習(xí)樂趣，勇于突破難點(diǎn)

為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，教師設(shè)計(jì)和安排物理演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意緩解學(xué)生升學(xué)壓力和攻克難點(diǎn)的焦慮情緒.物理實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)需要增加一定的趣味性，切忌讓學(xué)生按照教材的實(shí)驗(yàn)步驟一步一步模擬操作，這樣既不能發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值，又容易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒.為此，教師注意選擇具有趣味性的演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生勇于突破知識(shí)難點(diǎn)的學(xué)習(xí)熱情.

在電磁學(xué)教學(xué)板塊，教師巧妙地利用磁鐵的相互吸引現(xiàn)象，為學(xué)生打開了一扇探索物理世界的大門.課堂上，教師手持兩塊磁鐵，輕輕靠近，它們自然相互吸引，這一幕立刻激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.教師抓住這一時(shí)機(jī)，向?qū)W生介紹了磁鐵的基本性質(zhì)，特別強(qiáng)調(diào)了“同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引”的原理.為深化理解，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：磁鐵是如何產(chǎn)生磁吸引力的呢？在學(xué)生的好奇與期待中，教師展示了電磁產(chǎn)生裝置.通過(guò)改變電流方向和磁線圈的纏繞方式，裝置中的磁極之間出現(xiàn)了吸引或排斥的奇妙現(xiàn)象.學(xué)生們屏息凝神，觀察著每一次變化帶來(lái)的不同效果，心中充滿了對(duì)物理世界的敬畏與好奇.這樣的趣味演示實(shí)驗(yàn)，不僅讓學(xué)生直觀地感受到了電磁學(xué)的奧秘，更激發(fā)了他們探究物理原理的熱情.在觀察與思考的過(guò)程中，學(xué)生逐漸體會(huì)到物理研究的樂趣，也為未來(lái)的科學(xué)探索之路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).這樣的教學(xué)方式，無(wú)疑是一種有效的啟發(fā)式教育，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中收獲了知識(shí)與成長(zhǎng).

同時(shí)，教師在課堂演示環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生參與到趣味電磁裝置的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)整以及使用中，在實(shí)驗(yàn)、猜想、試錯(cuò)以及修正的過(guò)程中豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其能夠體會(huì)物理難點(diǎn)知識(shí)探究學(xué)習(xí)的整個(gè)閉環(huán).這不僅可以讓學(xué)生成為課堂的主人，還可以在趣味的物理研究氛圍中幫助學(xué)生積累物理探究經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在研究中積累知識(shí)、理解物理規(guī)律.

5 結(jié)束語(yǔ)

高中物理課堂教學(xué)應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，不能僅僅以高效課堂、考取高分為目的，而是要引導(dǎo)學(xué)生真正地理解物理學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，突破物理難點(diǎn)知識(shí)，通過(guò)豐富物理課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力以及實(shí)踐能力.文章分析物理課堂教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)價(jià)值和應(yīng)用措施，利用演示實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生突破教學(xué)難點(diǎn)，深入到實(shí)驗(yàn)的觀察和實(shí)操中，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，鍛煉和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)比直接的語(yǔ)言講解更能集中學(xué)生的課堂注意力，將抽象的物理理論和概念具象化，簡(jiǎn)化學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，突破學(xué)生思維的局限性，讓高中學(xué)生探索適合自己的學(xué)習(xí)方法，完善物理知識(shí)框架，建立物理研究和知識(shí)難點(diǎn)突破的自信心，為今后的物理學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐迎春.運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的實(shí)踐[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2020（4）：94.

[2] 王婧.運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的實(shí)踐研究[J].課程教育研究，2019（23）：184-185.

[3] 馮楠，王林.運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的實(shí)踐研究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2016（2）：27-28.

[責(zé)任編輯：李 璟]