如何在物理教學中運用演示實驗

戴建軍

物理學是一門以觀察、實驗為基礎的科學,許多物理知識都是通過觀察和實驗,經過認真的思索而總結出來的。因此,在注重培養學生邏輯思維能力的同時,教師應該更多注意學生形象思維的培養,這就是新課程理念中對教師的一個新要求。在課堂教學中,如何讓抽象變為形象呢?我認為重視對演示實驗的運用,可以讓學生把抽象的知識變成直觀的形象,這樣既能提高課堂教學的效率,又能培養學生的探究能力。筆者結合自身的教學實例,就演示實驗在初中物理教學中的運用談以下幾點。

一、用演示實驗創設情境引入新課題

教師在課堂教學中,應根據中學生的學習特點有意識地創設情境,通過一些有趣的、有針對性實驗的演示,將學生引入情境之中,從而引入新課題。

如講“氣體壓強與流速的關系”這課時,筆者設計了一個競賽性質的實驗:讓每一組選一位學生做搬運乒乓球比賽,要求每位選手用手中的漏斗將乒乓球從一燒杯搬運至另一燒杯中,不能用手直接觸摸乒乓球,在相同時間內搬運較多者獲勝。比賽剛開始,沒一位選手搬運成功,筆者做了簡單提示后,成功率提高了,比賽變得很激烈,許多學生都開心地笑了。學生學習的興趣和積極性在實驗的演示中被充分調動起來,教師再切入課題就不顯得單調、乏味了,課堂效果會更好。

二、用演示實驗解釋抽象的物理概念

物理概念大多比較抽象,學生不易理解,在教學過程中教師可以設計演示實驗,使學生由形象思維過渡到抽象思維,從而加深對物理概念的理解。

如講到“實像”與“虛像”的概念時,課本上的解釋顯得有些抽象,學生很難理解兩者的區別。為此可設計一實驗,將兩個概念切入到凸透鏡成像實驗中,通過實驗現象將抽象概念形象化。在凸透鏡成像實驗中,當u>f時,學生都能在凸透鏡另一側的光屏上得到一個清晰的像,這是實像。接著讓學生用一塊平面鏡代替凸透鏡,再移動光屏,學生發現,鏡中能看到蠟燭的像,但光屏上得不到,這是虛像。兩次實驗結合起來,學生對兩者的區別顯然更容易理解了。

再如用電器工作時,消耗電能與產生熱量之間的關系學生不容易搞清,為此可設計如下實驗:取一小型電動機,測出其線圈電阻R,先讓其正常運轉,測出I1和U1,比較U1I1與I12R是否相等,因為電機轉動,產生了機械能,所以消耗的電能應大于產生的熱量。然后將電機卡住不轉,測出其I2和U2,比較U2I2與I22R是否相等,因為電機不動,消耗的電能與產生的熱量是相等的。通過該演示實驗,學生就弄清兩者的關系了。

三、用演示實驗提高學生分析和解決物理問題的能力

我國著名物理教育家朱正元教授說過:“對于物理概念,物理規律等一些理論性的東西,往往是千言萬語說不清,一看實驗就分明。”

如研究白熾燈的發光情況取決于額定功率還是實際功率的問題時,學生不知如何判斷,若直接從理論推導,學生理解的甚少,效果不理想。為此,可設計這樣的實驗:取一塊自制的簡易家庭電路板,將“220V 100W”“220V 40W”的兩燈先并聯接入家庭電路中,觀察兩燈的亮度,“220V 100W”的燈亮,兩燈此時的額定功率等于實際功率。然后將兩燈改接成串聯電路,再觀察它們的明亮情況,是額定功率較小的“220V 40W”的燈亮,而此時該燈的實際功率卻比另一只燈大。通過這個實驗的演示,如何判斷,學生是一目了然了,若再結合理論推導,學生理解的會更深刻。

四、用演示實驗引導學生進行探究性學習

從生動的直觀到抽象的思維是認識的基本規律。由于中學物理內容抽象,而學生又缺乏相應的感性認識,不少疑難問題很難給學生一個滿意的解答。但可以設計演示實驗進行探究,既能解答學生的疑難問題,又能引導學生進行探究性學習。

如講到“電磁波是怎樣傳播的”這個問題時,有學生提出在家中或電梯中用手機打電話時信號非常差,這是什么原因?為此可設計這樣的實驗:取甲乙兩只手機,一個鐵制密閉容器,先用甲撥叫乙,在通常情況下信號很好。然后把乙放入容器內,請一位學生再次撥打,學生說甲手機里傳出“你撥打的手機已關機,請稍后再撥”。學生們感到很驚訝,再結合磁屏蔽的知識,學生通過討論知道了這也是一種磁屏蔽的現象。這樣通過演示實驗的引導,學生探究新知識的欲望變得更強烈了。

總之,物理學是門以觀察和實驗為基礎的科學,教師應重視演示實驗在課堂上的運用,讓學生多觀察實驗現象,培養學生的形象思維能力。

作者單位:江蘇省通州市平潮初級中學