初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)

金則如

教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力，提高人的綜合素質(zhì)。傳統(tǒng)的物理演示實(shí)驗(yàn)都是采取由教師在課堂上操作，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察和思考的方式。此時(shí)，教師是操作的主體，處于主動(dòng)的地位；而學(xué)生是觀察的主體，處于被動(dòng)的地位。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，突出學(xué)生的主體地位，教師應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以教材中的實(shí)驗(yàn)為依托，拓寬思路，挖掘內(nèi)涵，通過(guò)各種形式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、發(fā)掘、設(shè)計(jì)一些演示實(shí)驗(yàn)。以滿足教學(xué)需要

某些重要的物理概念和規(guī)律，需要演示實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)，課本上如果缺少這樣的實(shí)驗(yàn)或者效果不好的，就需要教師進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)以填補(bǔ)空白。對(duì)學(xué)生感到抽象不易理解的難點(diǎn)知識(shí)，教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)實(shí)際設(shè)計(jì)、發(fā)掘一些新的演示實(shí)驗(yàn)來(lái)滿足教學(xué)需要。

例如，靜摩擦力方向的判別是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，其主要原因是學(xué)生缺乏對(duì)日常生活的感性認(rèn)識(shí)，很難想象兩個(gè)相對(duì)靜止而又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體接觸面間靜摩擦力的方向。在教學(xué)中可取兩個(gè)毛刷，將其中一個(gè)固定在臺(tái)面上，另一個(gè)疊放在它的上面，并水平推動(dòng)該毛刷，可清楚地看到上下物體間毛刷形變的方向，由此可以推想出上下毛刷所受靜摩擦力的方向。這一實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生化抽象為具體，易于解決教學(xué)中的一些難點(diǎn)問題。

二、對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。提高演示實(shí)驗(yàn)的效果

教材中有些演示實(shí)驗(yàn)的效果不是很好，此時(shí)教師可不拘泥于教材的安排，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，從而使得實(shí)驗(yàn)更易操作，現(xiàn)象更明顯、更富有感染力。

例如，課本中演示點(diǎn)火爆炸(內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)用的塑料盒子容積小，酒精氣化產(chǎn)生的氣體也少，而且要求盒子密封性好，故實(shí)驗(yàn)成功率不高。我們對(duì)該實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，從飲料瓶瓶蓋上挖個(gè)小孔(孔大小和電火花發(fā)生器的放電針管配套)，然后向瓶?jī)?nèi)滴入酒精或煤油，用手將瓶子晃動(dòng)，讓酒精充分汽化。把電火花發(fā)生器的放電針管插入瓶蓋上的小孔中，然后掀動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕。實(shí)驗(yàn)效果很明顯，能將瓶子射出很遠(yuǎn)。

在演示光的直線傳播的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常向空中噴水霧，但水霧在空中持續(xù)時(shí)間短，可視時(shí)間不長(zhǎng)。我們可以采用一些可密閉的透明容器先在底部點(diǎn)一盤蚊香，等容器中充滿煙霧后用激光燈照射，可以清楚地看到在煙霧中有一條紅色的光線。

三、通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。使學(xué)生全面認(rèn)識(shí)物理規(guī)律

學(xué)生對(duì)事物的觀察往往是表面的、片面的，有時(shí)甚至是錯(cuò)誤的。同時(shí)，物理規(guī)律的表現(xiàn)形式是多層次、多側(cè)面的，教材中提供的往往是單層次、單側(cè)面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的角度來(lái)看，教師有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购脱a(bǔ)充，盡量讓學(xué)生能多層面、全方位去認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的全貌。

例如，在進(jìn)行驗(yàn)證大氣壓存在的“覆杯實(shí)驗(yàn)”時(shí)，教師簡(jiǎn)單的把厚紙片蓋在裝滿水的杯口再倒過(guò)來(lái)，實(shí)驗(yàn)做完即了事，讓學(xué)生目睹了一個(gè)“理所當(dāng)然的事實(shí)”，但不少學(xué)生認(rèn)為硬紙片不掉下來(lái)不是大氣壓托住的，而是被水“粘”住了。這時(shí)我們可以通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明問題。教師在塑料杯底部鉆一個(gè)小孔，做實(shí)驗(yàn)時(shí)先將孔堵住，然后問學(xué)生硬紙片不掉下來(lái)的原因。當(dāng)學(xué)生回答硬紙片不掉下來(lái)是被水“粘”住了，你再將孔松開，讓空氣進(jìn)去，這時(shí)水和硬紙片“嘩”的一下全掉下來(lái)。通過(guò)這樣的對(duì)比實(shí)驗(yàn)就可以解決學(xué)生的疑惑。

四、將演示實(shí)驗(yàn)改為隨堂的探索性實(shí)驗(yàn)

美國(guó)心理學(xué)家布魯納的發(fā)現(xiàn)理論認(rèn)為：教學(xué)過(guò)程應(yīng)在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下，讓學(xué)生親自去發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)的習(xí)慣和能力。教師可以把某些演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為隨堂的探索性實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到不同層次的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)，因?yàn)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)教學(xué)比演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間，可以極大地激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望，學(xué)生在自己探索物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以把動(dòng)手和動(dòng)腦結(jié)合起來(lái)，鍛煉和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。

例如，“蒸發(fā)”一節(jié)的教學(xué)，為了弄清影響蒸發(fā)快慢的因素有哪些，教師可設(shè)計(jì)三組問題讓學(xué)生自己去研究解決，并得出有關(guān)結(jié)論。問題1.取相同兩滴酒精分別滴在課桌和手背上，觀察誰(shuí)先變干。這說(shuō)明了什么?問題2.取相同兩滴酒精滴在課桌上，用塑料尺只將其中一滴酒精展開，觀察誰(shuí)先變干。這說(shuō)明了什么?問題3.取相同兩滴酒精滴在課桌上，只對(duì)其中一滴酒精用紙筒吹氣，觀察誰(shuí)先變干。這說(shuō)明了什么?如此進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生們便立即投入到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中去，動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合，很快自己找出了影響液體蒸發(fā)快慢的三個(gè)因素。同時(shí)，也讓學(xué)生在相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中體會(huì)到創(chuàng)新的艱辛與愉悅。

五、用計(jì)算機(jī)模擬演示實(shí)驗(yàn)

多媒體作為現(xiàn)代教育的輔助手段，可顯示傳統(tǒng)演示教具中無(wú)法涉及的地方。例如，某些物理實(shí)驗(yàn)條件不易控制，或存在某些干擾而無(wú)法演示；實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)作太快無(wú)法看清實(shí)驗(yàn)過(guò)程，只能看到最后結(jié)果，而結(jié)果很難反映原理，用傳統(tǒng)的教學(xué)手段也很難表現(xiàn)“動(dòng)”和“變”的結(jié)果，此時(shí)可用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬演示實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行重放、定格、縮放、慢鏡頭，讓學(xué)生觀察物理實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。用多媒體作為輔助演示實(shí)驗(yàn)的工具，既充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)，也可彌補(bǔ)學(xué)生直觀感覺的不足，減少其抽象思維的難度，有益于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

例如，電容器充電放電過(guò)程、兩球先壓縮后恢復(fù)過(guò)程中兩球速度、加速度變化都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行情景創(chuàng)設(shè)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的模擬、物理進(jìn)程速度調(diào)節(jié)、微小過(guò)程放大、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)分析。對(duì)于有些演示實(shí)驗(yàn)，我們一般只能看到其最后結(jié)果，而其形成結(jié)果的原理卻很難反映，而用計(jì)算機(jī)可以顯示實(shí)驗(yàn)的中間過(guò)程。例如，在講解顯微鏡原理時(shí)，用計(jì)算機(jī)顯示光線一步步折射的過(guò)程和最后結(jié)果，清晰明了。

另外，用計(jì)算機(jī)還可很方便地?cái)U(kuò)大演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和外延，展現(xiàn)一些演示實(shí)驗(yàn)的原理在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，讓學(xué)生初步涉獵一些物理學(xué)的前沿問題，這對(duì)于開闊學(xué)生視角，活化他們的知識(shí)有著重要的意義。

總之，要想獲得很好的實(shí)驗(yàn)效果，多樣性的實(shí)驗(yàn)手段是必不可少的。作為物理教師應(yīng)該擁有創(chuàng)新教育的理念，認(rèn)真對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、處理、開發(fā)，盡可能確定每一個(gè)實(shí)驗(yàn)要培養(yǎng)學(xué)生哪方面的能力，然后采取一些必要的措施和手段，就一定能在培養(yǎng)學(xué)生探究能力方面取得良好的效果。

(作者單位：江蘇吳江實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué))