高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求與指導(dǎo)

摘要： 物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得特別重要，本文從兩個(gè)方面闡明了演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，使讀者明確在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師該怎么做。

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué) 演示實(shí)驗(yàn) 觀察能力

物理實(shí)驗(yàn)是在人為控制的條件下，運(yùn)用儀器、設(shè)備，使物理現(xiàn)象再現(xiàn)，有目的地進(jìn)行觀測(cè)研究的一種方法。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，是檢驗(yàn)物理學(xué)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在物理教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的目的就在于給學(xué)生學(xué)習(xí)物理創(chuàng)造一個(gè)基本的環(huán)境，使學(xué)生主動(dòng)獲取物理知識(shí)，發(fā)展能力，促進(jìn)其科學(xué)世界觀的形成。演示實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中占有很大的比重，它是教師施展教學(xué)藝術(shù)的一種獨(dú)特的手段，它能夠化枯燥為生動(dòng)，化抽象為具體。

一、演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求

1.要有明確的目的。演示實(shí)驗(yàn)運(yùn)用于課堂教學(xué)的不同環(huán)節(jié)，有不同的目的，也就有不同的要求。有無必要演示，選擇什么樣的演示，怎樣演示，都必須從具體的目的出發(fā)。如我們?cè)趯W(xué)習(xí)平拋和斜拋的內(nèi)容時(shí)，可選擇的演示實(shí)驗(yàn)很多，在課堂上拋出一個(gè)粉筆頭就是一個(gè)簡(jiǎn)單的演示，還可以用閃光照相等。在運(yùn)用演示引入課題或鞏固所學(xué)的知識(shí)時(shí)，教師應(yīng)力圖增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維積極性。

2.演示實(shí)驗(yàn)要明顯直觀。可以說演示實(shí)驗(yàn)的一切功能都離不開觀察。因此演示實(shí)驗(yàn)的直觀是最起碼的要求。一人演示一群學(xué)生在觀察，所以現(xiàn)象要明顯，能否使每個(gè)學(xué)生看到演示的現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。為使現(xiàn)象明顯，儀器的尺寸要足夠大，儀表的刻度線要適當(dāng)加粗，聲、光及觀察物體與背景的對(duì)比要強(qiáng)，過程的變化要顯著，必要時(shí)可借助投影、機(jī)械放大、放大電路等手段增強(qiáng)現(xiàn)象的效果。儀器要簡(jiǎn)單，過程要明了，它的目的在于突出要觀察的物理現(xiàn)象和過程，降低無關(guān)因素的干擾。如用橢圓形墨水瓶演示微小形變的現(xiàn)象，用復(fù)雜的光杠桿系統(tǒng)裝置比較好。在演示實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生的視聽感官并用，心理學(xué)告訴我們只靠聽覺一般只能記住內(nèi)容的百分之十五左右，只靠視覺只能記住內(nèi)容的百分之二十五左右，如果兩者結(jié)合起來可記住內(nèi)容的百分之六十五。因此，調(diào)動(dòng)學(xué)生的不同感官的共同作用效果好于單一感官。如在沿著斜面滾下的小車后面拖著一條磁帶，磁帶上錄有一段不變的音樂，把錄音機(jī)的磁頭用導(dǎo)線接出來，當(dāng)小車沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車拖著磁帶運(yùn)動(dòng)，使錄音機(jī)發(fā)聲，這樣就可以讓學(xué)生用視覺觀察到速度的變化，并由聽覺感受到速度的變化就是加速度的變化。

3.要安全可靠。課堂時(shí)間是很寶貴的，如果教師在演示中出現(xiàn)失誤或差錯(cuò)，不僅會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，而且會(huì)引起學(xué)生對(duì)所得結(jié)論的懷疑，因此教師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)要確保成功。這就必須要做好充分的準(zhǔn)備工作，確保安全，并正確對(duì)待演示中的失誤，不弄虛作假。

4.演示實(shí)驗(yàn)要有啟發(fā)性。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料，變抽象為形象，它的目的是通過觀察啟發(fā)思維，使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣。這就要求在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要在啟發(fā)性上下功夫。

二、演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的觀察指導(dǎo)

在演示方案確定后，要想達(dá)到演示的目的，關(guān)鍵在于對(duì)學(xué)生的觀察進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)，對(duì)演示觀察的指導(dǎo)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的一個(gè)重要途徑。因此，在演示教學(xué)中要十分重視觀察的指導(dǎo)，一方面演示本身應(yīng)能吸引學(xué)生的觀察注意，另一方面教師在演示中要及時(shí)指導(dǎo)，教給學(xué)生觀察的方法。

1.明確觀察目的，做好觀察的思想準(zhǔn)備。教師在演示前一定要讓學(xué)生明確為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以及打算怎樣進(jìn)行，出示儀器時(shí)要有所介紹。如在自感現(xiàn)象的教學(xué)中，觀察接通電路的自感現(xiàn)象，必須讓學(xué)生帶著“如果線圈自身的電流發(fā)生變化，那么線圈自身是否也會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)”的問題，認(rèn)清演示電路的特點(diǎn)，把觀察的注意力集中到接通電路的瞬間所發(fā)生的現(xiàn)象上。我們做過調(diào)查，對(duì)于演示實(shí)驗(yàn)，事先告訴學(xué)生觀察的目的與不告知學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是有很大的差別的。

2.突出觀察的重點(diǎn)，排除無關(guān)因素的干擾。還舉自感的例子，通常教材中會(huì)介紹斷路時(shí)自感現(xiàn)象的電路裝置，常選用一只燈泡與電感線圈并聯(lián)的電路，設(shè)想按這一裝置進(jìn)行演示時(shí)，學(xué)生會(huì)看到開關(guān)斷開后燈泡并不立即熄滅。但由于時(shí)間常數(shù)L/R太小，這種延時(shí)現(xiàn)象無法看到。而燈泡突然一閃的現(xiàn)象卻十分明顯，它給學(xué)生建立自感的概念帶來了困難。如果在開始演示時(shí)只給出一個(gè)簡(jiǎn)單的電感線圈、燈泡、開關(guān)與電源的串聯(lián)電路，提出“在斷開開關(guān)的瞬間線圈中是否有感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生”的問題，與學(xué)生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路來驗(yàn)證感生電動(dòng)勢(shì)的存在。一種簡(jiǎn)單的方案就是觀察開關(guān)拉斷時(shí)閘刀與閘刀座之間的火花放電現(xiàn)象證明感生電動(dòng)勢(shì)的存在；另一種方案就是將示波器或者高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在自感線圈兩端，觀察其電壓的變化；第三種方案就是將一只氖泡并聯(lián)在線圈兩端，開關(guān)接通時(shí)氖泡不導(dǎo)通，其電阻為無窮大，可視為它對(duì)電路沒有影響，切斷開關(guān)時(shí)線圈中的電流迅速減小，原來串聯(lián)的燈泡熄滅，而并聯(lián)在線圈兩端的氖泡發(fā)光了，它的發(fā)光電壓要比電源電壓要高許多，由此說明感生電動(dòng)勢(shì)的存在。這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以在今后的教學(xué)中說明日光燈的發(fā)光原理。

3.從局部到整體，再從整體到局部，培養(yǎng)觀察思路。我們應(yīng)當(dāng)利用演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生正確的觀察思路。如我們常用“圓錐上滾”的實(shí)驗(yàn)來訓(xùn)練學(xué)生的觀察力。把傾斜的軌道展示在學(xué)生面前，傾斜軌道的表面特征給學(xué)生造成假象，把雙面旋轉(zhuǎn)體放在軌道的中部，學(xué)生幾乎毫無例外地預(yù)感到旋轉(zhuǎn)體將沿著斜面滾下，然而見到的卻是意料之外的現(xiàn)象。學(xué)生在渴望得到解答之際，從各個(gè)方面對(duì)儀器進(jìn)行觀察，注意圓錐體與軌道之間的聯(lián)系，最終發(fā)現(xiàn)圓錐體在軌道低端的重心位置最高。于是學(xué)生在恍然大悟中獲得了觀察方法的啟示。

4.縱、橫對(duì)比，把握事物的特征。在演示實(shí)驗(yàn)中，要引導(dǎo)學(xué)生善于察覺條件的差異及產(chǎn)生結(jié)果差異的聯(lián)系，通常可用縱向?qū)Ρ取M向?qū)Ρ取⒄磳?duì)比的方法。如用驗(yàn)電器和鋁板來演示光電效應(yīng)的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過程中，把用砂紙打磨的鋁板插在驗(yàn)電器的導(dǎo)桿上，給鋁板帶上負(fù)電荷，可以看見驗(yàn)電器指針張開，用紫外線照射鋁板，驗(yàn)電器的指針即迅速閉合；再給鋁板帶上正電荷，同樣用紫外線照射鋁板，驗(yàn)電器的指針不再閉合；再用白熾燈作光源，照射鋁板，不見指針張角有何變化。從上述過程可以看出，這樣的演示是一個(gè)邏輯性很強(qiáng)的縱向?qū)Ρ冗^程，為了認(rèn)清事物的本質(zhì)，在教學(xué)中常要用到橫向?qū)Ρ群驼磳?duì)比等。

總之，教師在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一定要注意使學(xué)生的觀察和思維活動(dòng)緊密結(jié)合起來，用觀察促進(jìn)思維活動(dòng)的展開，并用思維指導(dǎo)觀察活動(dòng)的進(jìn)行，使學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)物理概念、規(guī)律，逐步發(fā)展觀察和思維能力。