做好演示實(shí)驗(yàn)　優(yōu)化課堂教學(xué)

徐長才

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)可以分為演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)三大類。下面就談?wù)勎以诮虒W(xué)過程中是如何利用好演示實(shí)驗(yàn)，真實(shí)地表現(xiàn)物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的潛能，優(yōu)化課堂教學(xué)的。

一、做好演示實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)物理情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

演示實(shí)驗(yàn)?zāi)馨褜W(xué)生在生產(chǎn)、生活中看到的和聽到的現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)手段再現(xiàn)出來，把“生活世界”轉(zhuǎn)化為“物理世界”，使學(xué)生置于物理情境之中，產(chǎn)生良好的情緒和學(xué)習(xí)動機(jī)。

講授《動量定理》這一課時，我首先做了這樣一個實(shí)驗(yàn)：向同學(xué)們出示一個雞蛋，請學(xué)生觀察，以引起學(xué)生的注意。我在向同學(xué)們做介紹時，故作失手狀，忽然雞蛋從手中掉下來。這時有個別學(xué)生會本能地“哎呀”一聲，隨后，卻并沒有聽到雞蛋破碎的聲音。因?yàn)殡u蛋掉進(jìn)了一個盒子里，我悠然地取出完好無損的雞蛋，同學(xué)們都甚為疑惑。然后我公布真相：盒子里放了海綿，進(jìn)而設(shè)問：“雞蛋為什么不會破？因?yàn)榈暨M(jìn)海綿里了。為什么掉進(jìn)海綿里雞蛋就不會破呢？海綿是柔軟的，掉在柔軟的物體上面受力小，所以就不會破。那又為什么掉在柔軟的物體上就受力小呢？”這時學(xué)生回答起來都覺得比較困難，由此，也就為講動量定理開了一個好頭。

二、做好演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建立概念、理解概念

物理學(xué)中有些概念可以通過思維來直接定義，但更多的概念需要從直接感受中建立。創(chuàng)造條件，根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)的物理現(xiàn)象就可以抽象概括出物理概念，并且還可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解概念。

高中物理新課標(biāo)教材·必修1《用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二）超重和失重》一節(jié)，為了幫助學(xué)生更深刻地理解超重和失重概念的內(nèi)涵和外延，我設(shè)計了一個簡單的實(shí)驗(yàn)。先準(zhǔn)備好兩根相同的細(xì)線，兩個質(zhì)量相等的砝碼。用一根細(xì)線緩慢地提起砝碼，提示是“緩慢地”提起。這樣，學(xué)生就容易理解，砝碼始終是處于平衡狀態(tài)；另一根細(xì)線我迅速地提起，注重這個迅速。細(xì)線斷了，試了多次都是如此。這時，就可以請學(xué)生思考，為什么細(xì)線第一次沒斷，而另一次卻斷了呢？絕大多數(shù)學(xué)生都能抓住要點(diǎn)：因?yàn)榈谝淮问恰熬徛亍碧崞穑硪淮蝿t是“迅速地”提起，物體的運(yùn)動狀態(tài)不一樣，所以物體的受力情況也不一樣。我再引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律去分析，從而順理成章地概括出：超重是物體對支持物的壓力（或者懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現(xiàn)象。

三、做好演示實(shí)驗(yàn)，探索物理規(guī)律

物理規(guī)律，表示物理現(xiàn)象之間的本質(zhì)聯(lián)系，并用數(shù)量關(guān)系或者文字表達(dá)出來。為了給學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)物理學(xué)研究方法的條件，我在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常用研究的方式，讓學(xué)生主動去探究規(guī)律。

例如，在《等溫變化、玻意耳定律》的教學(xué)中，探索等溫變化規(guī)律。我先提出問題：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，體積與壓強(qiáng)有何定量關(guān)系？怎樣用實(shí)驗(yàn)的方法來研究這一關(guān)系呢？可將這個問題分解為若干個子問題：①怎樣使氣體保持一定的質(zhì)量？②用什么密封才便于改變，測量體積和壓強(qiáng)？③怎樣使用你選定的器材做好這一實(shí)驗(yàn)？學(xué)生在老師的科學(xué)引導(dǎo)下，積極主動地思考，都可以提出幾種實(shí)驗(yàn)方案。我再把學(xué)生的這些實(shí)驗(yàn)方法與課本中給出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較。我通過這種方法，不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)、研究的積極性，開發(fā)了學(xué)生智能，而且教會了學(xué)生使用物理規(guī)律的一種方法。

四、做好演示實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)難點(diǎn)

我們在長期的教學(xué)中，都有這樣的感受。有些內(nèi)容光靠老師講解，學(xué)生并不一定能理解，而安排做好相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、分析原因，就可以突破難點(diǎn)，而且節(jié)約時間，取得事半功倍的效果。

講《彈力》一節(jié)，彈力產(chǎn)生的條件是相互接觸并發(fā)生形變。教材中對形變的具體闡述是這樣的：物體受力時會產(chǎn)生形變，但有時形變很小,不易觀察。學(xué)生往往對這句話理解起來很困難，甚至產(chǎn)生懷疑。而要講清彈力的概念，對形變認(rèn)識就必須深刻。對此問題，不可能一句話就帶過。為了突破這一難點(diǎn)問題，我在課堂上演示了一個用橢圓墨水瓶（瓶塞上插一個毛細(xì)管）演示微小形變的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)我用手沿瓶的短軸方向緊捏時，毛細(xì)管中的液面會明顯上升，但是，有的學(xué)生懷疑是熱脹冷縮的關(guān)系。為此，我又沿長軸方向緊捏，可以見到毛細(xì)管中的液面明顯下降。說明瓶子受力時，形狀發(fā)生改變，這是很有說服力的。學(xué)生這時會相信，玻璃在外力作用下確實(shí)會發(fā)生微小形變，對教材上的內(nèi)容就不再懷疑了，于是認(rèn)識到形變的確是發(fā)生彈力作用的原因。

像這種簡單直觀，使學(xué)生只需透過較少而且他們比較熟悉的技術(shù)細(xì)節(jié)就可以領(lǐng)悟物理原理的方法，用在我們的物理教學(xué)上，對學(xué)生和老師本身來說就是一種智慧的熏陶和享受。

有些無法在課堂上演示的實(shí)驗(yàn)，我們可以用計算機(jī)模擬來實(shí)現(xiàn)。盡管利用計算機(jī)輔助教學(xué)可以為學(xué)生提供生動逼真的物理情景、及時準(zhǔn)確的結(jié)果分析，但這種計算機(jī)輔助教學(xué)并不具備演示實(shí)驗(yàn)帶給人的真實(shí)空間感、實(shí)驗(yàn)可信度，以及在實(shí)驗(yàn)過程中師生的情感交流。所以，在新課程高中物理教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)仍具有不可替代的地位。