中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

演示實(shí)驗(yàn)一般是由教師操作(有時(shí)由學(xué)生演示或請(qǐng)學(xué)生協(xié)助演示)，利用一套實(shí)驗(yàn)儀器盡可能地滿足全班學(xué)生的觀察需要.在這種情況下，如何才能取得最佳演示效果?實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)很關(guān)鍵. 演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，也是物理教師的一項(xiàng)基本功.設(shè)計(jì)時(shí)需要盡可能地發(fā)揮現(xiàn)有儀器的演示效果，也可以改進(jìn)，采用新的嘗試，設(shè)計(jì)一些合理的、精彩的實(shí)驗(yàn)以求獲得更好的教學(xué)效果.

我們應(yīng)重視演示實(shí)驗(yàn)，改革演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，直觀形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識(shí).在設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)充分調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、觀察能力、思維能力和科學(xué)的思維方法.筆者在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)新課改的要求對(duì)演示實(shí)驗(yàn)談以下幾點(diǎn)體會(huì).

一、設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)體現(xiàn)形象真實(shí)、生動(dòng)有趣的特點(diǎn)

常言道: “興趣是最好的老師.” 新課教學(xué)中教師應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有親切感，并自覺(jué)地參與其中.這樣才能激起他們學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣，促使其留心觀察生活，活學(xué)活用，養(yǎng)成勤于思考的好習(xí)慣.演示實(shí)驗(yàn)的效益，主要看它是否能在學(xué)生大腦中建立起基礎(chǔ)物理現(xiàn)象的鮮明表象，還要看它是否能促進(jìn)學(xué)生理解物理知識(shí)，提高學(xué)習(xí)物理的興趣.這就要求實(shí)驗(yàn)?zāi)芙⑸鷦?dòng)的物理情景，觸景生情，激起學(xué)生思維的浪花.要做到這一點(diǎn)，首先要使物理實(shí)驗(yàn)操作成功，而且現(xiàn)象明顯，富有感染力.

例如，在演示靜電能吸引輕小物體時(shí)，教師不妨改變傳統(tǒng)的用玻璃棒吸引碎紙屑的方法，改用玻璃棒去吸引學(xué)生手上的汗毛，讓學(xué)生在直接的感受中增加學(xué)習(xí)興趣.

二、設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能利用學(xué)生身邊的器材進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)

演示實(shí)驗(yàn)無(wú)論是在內(nèi)容上，還是器材上都應(yīng)貼近學(xué)生的生活，更直觀明顯，讓學(xué)生有一種親近感，從而更加樂(lè)意去思考和想象.鼓勵(lì)學(xué)生用身邊的廢棄物做實(shí)驗(yàn)，讓空礦泉水瓶、廢紙、小蠟燭頭都能廢物利用，使學(xué)生感到物理并不神秘，具有濃郁的生活氣息，學(xué)生會(huì)覺(jué)得物理課堂與自己的生活很近.

比如，利用雞蛋能做很多既可說(shuō)明物理道理，又可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的演示實(shí)驗(yàn).做壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)雞蛋握在手中，使勁握也難以破碎，但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破.說(shuō)明:雞蛋緊握在手中時(shí)，受力面積大，壓強(qiáng)小;而在碗邊輕敲時(shí)，受力面積小，壓強(qiáng)大.可見(jiàn)，壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關(guān)，還跟受力面積有關(guān).做大氣壓實(shí)驗(yàn)將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶?jī)?nèi)，點(diǎn)燃棉花，并讓它燃燒一會(huì)兒，然后將一只剝殼的熟雞蛋置于瓶口上，熟雞蛋在瓶?jī)?nèi)、外壓強(qiáng)差作用下，被壓入了瓶里.在演示“慣性”時(shí)，用一個(gè)生雞蛋和一個(gè)熟雞蛋分別同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，讓學(xué)生觀察哪個(gè)雞蛋先倒下?引導(dǎo)學(xué)生用慣性的知識(shí)來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象.做物體的浮沉實(shí)驗(yàn)將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開(kāi)液體的體積隨著增大，由漂浮狀態(tài)慢慢變成懸浮狀態(tài)，最終沉入杯底.這說(shuō)明:浸在液體中物體的上浮和下沉，與物體密度和液體密度的大小關(guān)系有關(guān).上述舉出的只是讓演示實(shí)驗(yàn)生活化的有限幾個(gè)例子，作為中學(xué)物理教師，只要我們善于和樂(lè)于到生活中去發(fā)現(xiàn)，就能找到更多這方面的素材，使我們的演示實(shí)驗(yàn)更加成功.

三、設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能地讓學(xué)生廣泛地參與其中

演示實(shí)驗(yàn)是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式.傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生根本看不清，特別是后排的學(xué)生.不同程度地限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)的提高.因此，在演示實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實(shí)驗(yàn)操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶.演示實(shí)驗(yàn)在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，學(xué)生不僅有顯示實(shí)驗(yàn)技能的機(jī)會(huì)，又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握物理概念和規(guī)律，同時(shí)可領(lǐng)略物理學(xué)的思想，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法.

例如在驗(yàn)證“大氣壓的存在”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師不妨在課堂上把演示實(shí)驗(yàn)交給學(xué)生完成.讓每一個(gè)學(xué)生都準(zhǔn)備一個(gè)空的礦泉水瓶，往里面倒一些熱水，搖晃幾下后，將熱水倒出，并迅速蓋好瓶蓋，然后觀察現(xiàn)象.這個(gè)實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生親身體驗(yàn)、觀察、并激發(fā)他們思考，更加深刻地體會(huì)大氣壓的存在.

四、設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，應(yīng)有意識(shí)地將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力

中學(xué)物理的演示實(shí)驗(yàn)大部分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果心知肚明，往往觀察現(xiàn)象會(huì)變成看熱鬧，演示實(shí)驗(yàn)根本起不到啟思、激疑的作用.而探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、自行分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力都有獨(dú)到之處.因此教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)地將一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn).

如在探究“摩擦力與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，常規(guī)的方法是利用木塊和木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后驗(yàn)證摩擦力與接觸面的粗糙程度和壓力有關(guān).但教師如果將實(shí)驗(yàn)中的木塊改為學(xué)生腳上的鞋子，并創(chuàng)設(shè)情境:設(shè)想我們現(xiàn)在要進(jìn)行拔河比賽，當(dāng)然希望鞋底與地面的摩擦力能更大一些，讓你到鞋店購(gòu)買比賽用鞋，可做哪些簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)來(lái)挑出粗糙程度更大的鞋子?然后課堂討論方案，引導(dǎo)學(xué)生利用自己腳上的鞋子和木板進(jìn)行探究.探究結(jié)束之后，學(xué)生還可以利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較誰(shuí)腳上的鞋子的粗糙程度更大(更適合拔河比賽)，增加了探究結(jié)果的應(yīng)用性，也加深了對(duì)“控制變量法”的理解.

五、合理運(yùn)用多媒體，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)

利用多媒體教學(xué)，是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，是教學(xué)改革的重要組成部分.在多媒體教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法，可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，使學(xué)生真正體會(huì)到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生觀察及分析問(wèn)題的能力.如應(yīng)用多媒體展示課堂實(shí)驗(yàn)無(wú)法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過(guò)程，從而突破時(shí)間以及空間的束縛，進(jìn)行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場(chǎng)景，將物理過(guò)程生動(dòng)形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識(shí)加強(qiáng)，理解透徹.例如對(duì)于“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我先通過(guò)課本實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生得出:表面越光滑，小車受到的阻力越小，它前進(jìn)得越遠(yuǎn)，再讓學(xué)生猜想:若表面絕對(duì)光滑、受到的阻力為0，小車將怎樣運(yùn)動(dòng)?這是無(wú)法用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的，這時(shí)再引入伽利略推理，用CAI展示推理:小車以恒定不變的速度作勻速運(yùn)動(dòng).這樣形成一種虛擬的理想場(chǎng)景，使學(xué)生能更深刻地理解牛頓第一定律.

責(zé)任編輯 羅 峰