新課標(biāo)下高中物理演示實驗教學(xué)優(yōu)化淺探

【摘要】演示實驗是實驗教學(xué)的重要形式， 形成規(guī)范、科學(xué)性的演示教學(xué)形式， 可提升物理實驗教學(xué)的水平。于此， 分析物理演示實驗傳統(tǒng)教學(xué)的不足， 秉持新課程理念， 遵循物理及其實驗教學(xué)的特點、規(guī)律， 堅持目的性， 客觀科學(xué)和可操作性，依據(jù)新課標(biāo)演示實驗的要求， 根據(jù)教材、學(xué)生、實驗器材等因地制宜， 對實驗內(nèi)容， 演示方法， 多媒體技術(shù)運用等方面提出優(yōu)化。

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科， 其實驗方法和實驗思想也是高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)之一。演示實驗在一定程度上相當(dāng)于實驗教學(xué)的范例和樣板， 若教學(xué)中形成一般性演示教學(xué)， 其范例效應(yīng)可提升高中物理實驗教學(xué)水平。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》的各個模塊中， 均安排了一些典型的科學(xué)探究和物理實驗。如何結(jié)合“新課標(biāo)”，對原有的物理演示實驗教學(xué)進行優(yōu)化， 以提高學(xué)生物理實驗及科學(xué)探究的能力， 探討如下。

一、高中物理演示實驗教學(xué)簡析

1.1 物理演示實驗與“新課標(biāo)” 思想

演示實驗， 是課堂上根據(jù)教學(xué)目標(biāo)， 為學(xué)生所做的一系列示范性、表演性的物理實驗， 將物理現(xiàn)象直接展示，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考， 并配合講授、穿插討論等直觀教學(xué)手段。有著樹立榜樣示范， 激發(fā)學(xué)習(xí)動機， 發(fā)展物理思維，形成科學(xué)概念的作用。“新課標(biāo)” 高中物理演示實驗須思想明確、優(yōu)化教學(xué)過程、多樣化教學(xué)方式和演示器材要適宜與多元化。

1.2 物理演示實驗傳統(tǒng)教學(xué)的不足

目前， 高中物理演示實驗教學(xué)存在以下不足：

（1） 重理論輕實踐， 演示實驗個數(shù)遠小于知識點數(shù)；

（2） 多以實物演示為主， 多媒體模擬較少；

（3） 近代物理內(nèi)容的演示實驗太少；

（4） 教師實驗意識和探究意識淡薄， 忽視學(xué)生探究能力的培養(yǎng)；

（5） 教師實驗演示方式單調(diào)， 缺乏創(chuàng)新， 與學(xué)生互動不足；

（6） 實驗多依據(jù)書本所列步驟按部就班， 缺乏嘗試性、創(chuàng)造性和有想象力的實驗步驟。

二、演示實驗教學(xué)優(yōu)化

2.1 演示實驗內(nèi)容選擇優(yōu)化

選擇讓學(xué)生感興趣的實驗內(nèi)容。充分利用學(xué)生的好奇心， 爭取在實驗伊始就能吸引學(xué)生參與其中。如高中物理新大綱教材序言中的趣味實驗： “網(wǎng)外高壓電閃， 網(wǎng)內(nèi)安然無恙”。在金屬網(wǎng)內(nèi)放著一只小鳥或小白鼠等活潑的小動物， 網(wǎng)外施以靜電高壓放電， 網(wǎng)內(nèi)動物依然活蹦亂跳， 安然無恙， 以此實驗讓學(xué)生探討現(xiàn)象原因， 激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

同時可以將選定的實驗內(nèi)容進行探究性地開發(fā)與設(shè)計，這不僅會為學(xué)生提供思考、探索的空間， 培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力， 而且也是新課標(biāo)所提倡的探究性教學(xué)理念的要求。如“楞次定律” 演示實驗：實驗案例1： “楞次定律” 演示實驗前， 針對“楞次定律” 實驗內(nèi)容， 提出四個探究性問題： 1．僅用所給的器材在實驗中能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？并解釋。2．有幾種方式可以導(dǎo)致閉合線圈內(nèi)磁通量的變化； 3．如果產(chǎn)生了感應(yīng)電流， 那么是否也會因此產(chǎn)生新的對應(yīng)磁場？ 并解釋。4．如果感應(yīng)電流產(chǎn)生了磁場B， 其與產(chǎn)生感應(yīng)電流原磁場A 的磁通量變化之間有什么關(guān)系？ 并用實驗加以證明。

實驗方案設(shè)計： 首先進行分組討論， 提出自己的具體答案和實驗方法。在此過程中， 教師引導(dǎo)學(xué)生探究性地解決問題， 并及時加以總結(jié)。另外， 提醒學(xué)生實驗中應(yīng)當(dāng)注意的地方—要準(zhǔn)確進行判斷電流表指針偏轉(zhuǎn)情況以及原磁場的磁通量變化情況， 線圈繞向和感應(yīng)電流磁場方向。而后， 根據(jù)問題的順序畫出相應(yīng)的電路圖， 并列出相關(guān)的實驗表格。

實驗結(jié)束后， 通過比較圖表中的數(shù)據(jù)變化， 得出結(jié)論：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與引起感應(yīng)電流的原磁場的磁通量變化總是存在著阻礙作用； 在此基礎(chǔ)上， 根據(jù)磁場方向上有“增反減同” 的變化， 進一步確定這不是簡單的相反， 更不是阻止。這樣將“楞次定律” 的實驗內(nèi)容進行探究式開發(fā)與設(shè)計， 學(xué)生在獲得實驗的感性認識的同時， 進一步地將其上升為理性認識， 理解了“楞次定律” 中的前因后果。

需強調(diào)的是， 實驗內(nèi)容應(yīng)多從生活中提取。將生活中的物理現(xiàn)象恰當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化為演示實驗。例如演示實驗“瓦碎蛋全” （如圖1）：案例1： 取4 個雞蛋放于兩張海綿墊間， 壓兩塊磚于海綿墊上方， 再于磚上放一瓦片。當(dāng)用鐵錘敲擊磚塊上的瓦片后， 發(fā)現(xiàn)海綿墊間的雞蛋卻沒有碎裂， 依舊完好無損， 這是為什么呢？ 可予學(xué)生解釋力的分布原理。與生活經(jīng)驗相關(guān)的趣味性物理現(xiàn)象， 如聲音震碎酒杯，不倒翁、跳舞機等。最后， 實驗內(nèi)容應(yīng)選擇經(jīng)典物理實驗。經(jīng)典物理實驗是物理課堂演示實驗必不可少的一部分， 如經(jīng)典的卡文迪許扭稱實驗、自由落體實驗等。其演示和講解不僅可為學(xué)生自主實驗起到模范作用， 也可讓學(xué)生體會到物理科學(xué)的精神內(nèi)涵。

2.2 充分運用多媒體模擬

傳統(tǒng)的實物物理實驗演示， 由于受空間、時間、實驗場地及器材的局限， 很多物理實驗無法進行。即使可在課堂上演示， 由于條件的限制其效果也會受影響。信息的發(fā)達， 信息技術(shù)己遍及， 利用好多媒體技術(shù)進行模擬實驗演示。多媒體模擬實驗很容易調(diào)動學(xué)生的各種感官， 激發(fā)學(xué)生的興趣， 提升學(xué)習(xí)效能。

如進行內(nèi)燃機的實物演示實驗教學(xué)， 一般只是將內(nèi)燃機打開， 認識其物理結(jié)構(gòu)， 但無法演示內(nèi)燃機在使用中，結(jié)構(gòu)及各組件相聯(lián)運動等一系列過程。而利用多媒體的3D技術(shù)， 就可真實模擬其運動過程， 且還可以進一步利用動畫效果演示其內(nèi)部汽油或柴油的動態(tài)變化。通過多媒體模擬實驗方式， 可以直接、直觀地向?qū)W生展示物理知識中的一些枯燥、抽象概念以及那些復(fù)雜的動態(tài)變化過程。再如，儲如模擬平拋運動仿真， 粒子散射實驗， 如采用Flash 多媒體模擬動畫演示演示， 效果會更佳。

2.3 演示實驗方法創(chuàng)新

實驗方法即具體實驗的實現(xiàn)策略。傳統(tǒng)常用的實驗方法主要有： 直接演示法、對比演示法、模擬演示法等。但這些傳統(tǒng)方法在具體的教學(xué)實踐中， 常受到各種限制， 表現(xiàn)效果不佳。因此， “新課標(biāo)” 理念下演示實驗方法迫切需要創(chuàng)新。根據(jù)教學(xué)實踐對實驗器材改進， 簡單的如在“玻—馬定律” 的演示實驗中， 為了兼顧實驗安全和實驗效果， 可直接將刻度線改刻在針管內(nèi)柱上。創(chuàng)新性的方法有：直接演示法， 對比演示法， 模擬演示法等一般方法， 投影法、描跡法、控制變量法等特殊方法。如經(jīng)常采用的模擬演示法， 用以演示某一物理現(xiàn)象或規(guī)律。一些物理現(xiàn)象在自然界時有發(fā)生， 但不易見到， 可將其在實驗室中重現(xiàn)，給學(xué)生一個直觀的認識， 有時可收到“眼過一遍， 勝過讀書百遍” 的效果， 如靜電吸塵實驗。

實驗案例2： 簡易靜電吸塵器（如圖2）

在一玻璃圓筒外圍稀疏繞以銅線， 當(dāng)作一極， 圓筒上端設(shè)有開口的端蓋， 端蓋中心固定一銅絲作為另一極， 銅絲下端墜一繃緊銅絲的金屬球， 把筒內(nèi)、外的銅絲與起電源兩極相連， 而后從筒的下部注入濃煙， 濃煙會從筒的頂端冒出。此時接通電源， 則玻璃圓筒頂端即刻停止冒煙。再如利用差異性增加實驗效果， 即在實驗過程中， 故意變換實驗條件， 使實驗中出現(xiàn)與學(xué)生熟悉的實事相違背的現(xiàn)象。例如在《測定新舊干電池電動勢》的實驗中， 將原來的電池換成電動勢較大的電池， 學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗判斷小電珠會被燒壞， 但事實卻正好相反， 這種差異性會激起學(xué)生的好奇心和求知欲， 從而幫助教師順利進行內(nèi)阻知識的教學(xué)。

三、結(jié)語

新課程理念下， 高中物理演示實驗教學(xué)優(yōu)化是不斷探索的過程， 對于高中物理演示實驗教學(xué)及其優(yōu)化提高， 除應(yīng)秉持新課程理念外， 亦因遵循物理及其實驗教學(xué)本身的特點、規(guī)律， 堅持目的明確， 客觀， 指導(dǎo)性及可操作性，理解并依據(jù)新課標(biāo)中演示實驗的要求， 根據(jù)教材、學(xué)生、實驗器材等情況因地制宜， 選擇實驗內(nèi)容， 改進和創(chuàng)新，讓學(xué)生欣然接受的同時達到演示實驗教學(xué)目標(biāo)。

【參考文獻】

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