演示實(shí)驗(yàn)與能力培養(yǎng)

摘 要： 在初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，在把實(shí)驗(yàn)融進(jìn)物理教學(xué)過(guò)程中的同時(shí)，在培養(yǎng)學(xué)生能力上多下工夫。要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容用不同的方法演示實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，從不同的角度調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，寓能力培養(yǎng)于其中。

關(guān)鍵詞： 初中物理教學(xué) 演示實(shí)驗(yàn) 潛力 能力培養(yǎng)

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門(mén)科學(xué)。這門(mén)學(xué)科的特點(diǎn)決定了演示實(shí)驗(yàn)是完成物理教學(xué)的必要環(huán)節(jié)，即使在各種教學(xué)手段不斷完善的今天，傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)也具有不可取代的作用。在教學(xué)改革的今天，正因?yàn)檠菔緦?shí)驗(yàn)具有以下特點(diǎn)，所以為素質(zhì)教育的實(shí)施提供了得天獨(dú)厚的條件：演示實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理一目了然，運(yùn)用起來(lái)靈活、方便，看起來(lái)直觀，有親切感、真實(shí)感。它增加了理論講授的說(shuō)服力，使抽象的問(wèn)題直觀化，復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。首先，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)芤饘W(xué)生的極大興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲。興趣是最好的老師，是學(xué)好物理知識(shí)的潛在動(dòng)力。有了興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)變被動(dòng)為主動(dòng)，會(huì)勇于思考、善于思考，產(chǎn)生探索未來(lái)世界的好奇心。其次，演示實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力。在素質(zhì)教育的今天，能力的培養(yǎng)尤為重要。通過(guò)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，學(xué)生在頭腦中形成感性認(rèn)識(shí)，再通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的分析及嚴(yán)格的邏輯推理等上升為理性認(rèn)識(shí)，在獲取知識(shí)的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的各種能力。

因此，我們應(yīng)適應(yīng)新時(shí)期的需要，把學(xué)生培養(yǎng)成為具有自己獲取知識(shí)能力和創(chuàng)新能力的人才。精心設(shè)計(jì)每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，在把實(shí)驗(yàn)融進(jìn)物理教學(xué)的過(guò)程中的同時(shí)，在培養(yǎng)學(xué)生能力上多下工夫，為其走出校門(mén)，適應(yīng)社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以我們要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容用不同的方法演示實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案，從不同的角度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，寓能力培養(yǎng)于其中。

1.在學(xué)生親自參與演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，培養(yǎng)其能力

如：在講完剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理時(shí)，在已知M=J的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己動(dòng)手演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，在對(duì)公式的討論中，能力得到提高。首先給出實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的茹柯夫斯基凳、一對(duì)啞鈴，然后找兩名學(xué)生設(shè)計(jì)演示下面兩種情況：

（a）M=J≠0，當(dāng)J一定時(shí)，看M與的關(guān)系；

（b）M=J=0，看J與ω的關(guān)系。

要求一位同學(xué)坐在凳上表演，另一位同學(xué)在配合表演的過(guò)程中加以解釋?zhuān)丛冢╝）種情況下，只有不斷施加軸向外力矩M，才能觀察到M與的關(guān)系，而其中J一定是意味著對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變，也就是人的質(zhì)量及其各點(diǎn)到軸的距離不變，即人坐著不動(dòng)。在（b）種情況下，是軸向外力矩等于零。此時(shí)Jω=Jω必須在轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)以后，取消施加的外力，然后改變各質(zhì)量相對(duì)軸的距離，即改變手臂的位置。坐在凳上的學(xué)生手握啞鈴，手臂一屈一伸，角速度明顯隨之變化。學(xué)生演示到此，興趣大增，課后興致也不減。這樣學(xué)生帶著問(wèn)題有目的地去設(shè)計(jì)、分析、演示，身臨其境地做，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力提高了，同時(shí)這樣遠(yuǎn)比做書(shū)本上同樣一道題效果好，也促使學(xué)生勤于思考、大膽地探索，為他們發(fā)揮想象力提供了條件。

2.同一個(gè)實(shí)驗(yàn)我們可以采取不同的方法，從不同的角度激發(fā)學(xué)生去思考、探索，以此鍛煉學(xué)生的能力。

如：寬度可變的單縫衍射實(shí)驗(yàn)。

（1）可以用演示實(shí)驗(yàn)引入新課，提出問(wèn)題?！昂玫拈_(kāi)端等于成功的一半”，良好的開(kāi)端，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，一個(gè)個(gè)懸念，能使學(xué)生處于積極主動(dòng)的思考中。首先將一束激光照射在調(diào)得很寬的縫上，屏幕上看到的是一條亮線(xiàn)，這是中學(xué)已掌握的光沿直線(xiàn)傳播的規(guī)律。當(dāng)縫寬逐漸變窄，亮線(xiàn)漸漸模糊，進(jìn)而變成一組明暗相間的條紋時(shí)，由于與中學(xué)學(xué)過(guò)的知識(shí)截然不同，學(xué)生就會(huì)提出疑問(wèn)，課堂的氣氛也就活躍了。

（2）可以在單縫衍射講解之后，觀察單縫演示實(shí)驗(yàn)。此時(shí)已得出暗條紋中心的衍射角滿(mǎn)足asinθ=±Rλ（R=1，2，3…），對(duì)給定波長(zhǎng)的光，當(dāng)單縫寬度a漸漸變窄時(shí)，各級(jí)衍射條紋相對(duì)應(yīng)的θ角漸漸變大，即衍射效果越明顯；反之，當(dāng)單縫寬度a漸漸變寬時(shí)，各級(jí)衍射條紋相對(duì)應(yīng)的θ角漸漸變小，衍射條紋將向中央明條紋靠攏，逐漸分辨不清。當(dāng)寬度a繼續(xù)增加時(shí)，就符合光的直線(xiàn)傳播規(guī)律了。通過(guò)理論與實(shí)際結(jié)合，學(xué)生認(rèn)識(shí)更加深入，思維也更活躍。

（3）可以下課后讓學(xué)生自己動(dòng)手做此實(shí)驗(yàn)。這樣便于學(xué)生自己去分析，去理解，從而真正認(rèn)識(shí)到單縫衍射的特點(diǎn)：衍射屏對(duì)入射光限制得越厲害，衍射花樣擴(kuò)展得越厲害。否則往往學(xué)生對(duì)此理解得很淺，但當(dāng)學(xué)生自己親自調(diào)出衍射花樣、自己改變縫寬，觀看花樣隨縫寬變化時(shí)，就能夠完全掌握了單縫衍射的特點(diǎn)。同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

以上幾種方法可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合起來(lái)使用，使之恰到好處。

3.精心設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，人為設(shè)置一些障礙，以增加問(wèn)題的復(fù)雜性，從而提高學(xué)生的觀察能力、分析能力，以及解決問(wèn)題的能力。

如：用傅科擺演示渦流現(xiàn)象時(shí)，先不給產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈通電，此時(shí)沒(méi)有磁場(chǎng)，讓一整塊擺及一齒狀擺同時(shí)、同幅擺動(dòng)，觀察、分析在磁場(chǎng)中應(yīng)出現(xiàn)什么現(xiàn)象。沒(méi)有出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因何在。

4.多創(chuàng)造條件做演示實(shí)驗(yàn)，使之善于觀察，勤于思考。

如：利用身邊薄厚不同的玻璃，相同厚度的兩兩綁在一起，觀察等厚干涉現(xiàn)象，哪些可以看到干涉現(xiàn)象，哪些看不到干涉現(xiàn)象，看不到的又是為什么。又如：配制等厚干涉的液體時(shí)，濃度適當(dāng)才能出現(xiàn)等厚干涉現(xiàn)象，所以，不妨將沒(méi)有出現(xiàn)等厚干涉現(xiàn)象的液體一同拿給學(xué)生看，進(jìn)行分析比較。身邊有許多類(lèi)似陀螺的玩具（如有的塑料冰棍桿），拿到課堂讓學(xué)生在動(dòng)手演示的同時(shí)，分析陀螺繞自己對(duì)稱(chēng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)而不傾倒的原因。引導(dǎo)學(xué)生用掌握的知識(shí)去分析身邊隨處可見(jiàn)的物理現(xiàn)象。從尋常中找出不尋常，不斷去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

5.將物理學(xué)的新技術(shù)引入課堂，在運(yùn)用新知識(shí)所演示的實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生的能力。

對(duì)新知識(shí)學(xué)生有新鮮感，興致更濃。從而，對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)更主動(dòng)，對(duì)深層知識(shí)的探索更自覺(jué)。如：超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容新穎，在演示的過(guò)程中學(xué)生的問(wèn)題一個(gè)接一個(gè)提出來(lái)。如懸浮物是什么材料制成？為什么能浮起來(lái)？液氮的溫度是多少？磁懸浮列車(chē)靠什么驅(qū)動(dòng)？對(duì)這樣學(xué)生感興趣的內(nèi)容，教師講解不必過(guò)細(xì)，讓學(xué)生廣泛開(kāi)展討論，指導(dǎo)學(xué)生查閱參考書(shū)，給學(xué)生留有思考、探索的空間，從而鍛煉學(xué)生自己查找資料解決問(wèn)題的能力。

許多演示實(shí)驗(yàn)相當(dāng)簡(jiǎn)單，花費(fèi)時(shí)間也不多，但對(duì)物理理論課的教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)所起的作用是積極的，是其他手段取代不了的。因此，我們既要充分利用現(xiàn)有的演示實(shí)驗(yàn)，又要充實(shí)一些時(shí)代氣息濃厚的演示實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使枯燥的物理課堂更充實(shí)、更有生機(jī)，使學(xué)生在對(duì)萬(wàn)千變化的物理演示實(shí)驗(yàn)的觀察與思考中，大膽想象，勇于創(chuàng)新，素質(zhì)得到培養(yǎng)，能力得到提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]張三慧.大學(xué)物理學(xué).清華大學(xué)出版社.