高職物理演示實驗教學探究

鄧昕寧

一、演示實驗在高職物理教學中的重要作用

演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗。它的目的是通過引導觀察思考、配合講解等方式，使學生掌握物理知識，或者通過演示的引導和示范作用，為學生獨立訓練創(chuàng)造條件。物理學是一門以實驗為基礎的科學。物理學中的許多概念和規(guī)律都是通過觀察、實驗、分析和概括抽象出來的。演示實驗可以不受空間和時間的限制，把某些自然現(xiàn)象再現(xiàn)，深刻地揭示物理量之間的相互關(guān)系，從而啟發(fā)學生深入思考，進一步尋求其變化規(guī)律。由此可見，物理知識的講授離不開課堂演示實驗。[1]

演示實驗在物理教學中有著不可替代的重要作用。它能培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和探索精神，能提供感性材料，幫助學生建立物理概念和規(guī)律，能化抽象為具體，化枯燥為生動，能給學生創(chuàng)設良好的物理情境，激發(fā)學習物理的情感，使學生能主動地獲取物理知識和發(fā)展能力，促進科學品質(zhì)和世界觀的形成。[2]

對于以形象思維為主的高職學生群體，他們更樂于接受形象直觀的物理實驗，不愿意面對枯燥的理論學習和繁瑣的數(shù)學推導。因此，探索演示實驗教學改革，對提高高職物理課堂教學效果具有重要的現(xiàn)實意義。

二、充分利用物理演示實驗，提高高職物理課堂教學效果

實驗儀器和設備匱乏，教師對演示實驗教學不夠重視，學生很少動手參與等現(xiàn)狀，使演示實驗在高職物理課堂中所占比重十分有限，遠未能發(fā)揮其在物理教學中的重要作用。因此，有必要從以下途徑提高當前高職物理課堂教學中的演示實驗效果。

（一）充分發(fā)揮演示實驗作用，盡量做到每節(jié)課都有演示實驗

用較少的語言，在較短的時間內(nèi)創(chuàng)設物理情境，激發(fā)學生學習興趣，演示實驗在這方面起的作用是再生動的口頭表述也代替不了的。運用演示實驗會使物理課堂教師講得輕松，學生學得容易。在一些發(fā)達國家，基本上每堂物理課都要做1～2個演示實驗。在學校經(jīng)費有限的前提下，只有通過教師自身的努力，才能實現(xiàn)每節(jié)課都有演示實驗。

1.自制演示實驗。目前物理課程在很多高職院校課程體系中已經(jīng)和正在被邊緣化，原有的實驗設備早已不能滿足物理教學的需要，學校不可能進行大量投入以改善實驗條件。這就要求廣大教師自制教具。這樣做的好處是花錢不多，又可以根據(jù)專業(yè)及學情特點等實際情況，設計演示實驗。

2.合理運用多媒體技術(shù)，優(yōu)化演示實驗。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的演示實驗教學模式。利用多媒體技術(shù)除可以完成所有的實物演示實驗外，還具有傳統(tǒng)演示實驗無法比擬的優(yōu)勢:（1）多媒體技術(shù)可以在課堂上模擬呈現(xiàn)無法進行實物演示的現(xiàn)象，演示一些時空跨度大的實驗、宏觀和微觀現(xiàn)象等，如天體的運動、布朗運動、粒子散射、核裂變和聚變等。（2）仿真實現(xiàn)虛擬模型。如利用Flash、CAD等軟件模擬真空、光滑無摩擦等理想狀態(tài)下實驗，模擬虛擬的電力線、磁感線等。（3）事先將演示實驗錄制下來，在課堂上可以將重點步驟和實驗現(xiàn)象進行多次重復呈現(xiàn)，將不容易觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)或定格或放大呈現(xiàn)；將聲、光、電、色彩等結(jié)合在一起，完美呈現(xiàn)實驗過程。（4）運用多媒體進行演示實驗，可以規(guī)避實驗失誤，避免課堂“意外”發(fā)生。

基于多媒體技術(shù)的上述優(yōu)勢，實物演示常常被多媒體演示所代替。教師在大量應用多媒體演示實驗的同時，忽略了多媒體技術(shù)的局限性，即缺乏真實性。真實的物理情境最接近學生的生活體驗，能夠引起學生的情感共鳴，調(diào)動他們?nèi)康母惺芰蜕罱?jīng)驗去探討發(fā)現(xiàn)問題。在某種意義上，演示實驗真實性的程度也決定了學生對學習主題認知和意義建構(gòu)的程度。[3]

綜上所述，在實際教學中，要以實物演示為主，多媒體技術(shù)為輔，兩者有機結(jié)合，才能實現(xiàn)教學效果的最大優(yōu)化。如“楞次定律”教學，用線圈和磁鐵演示感生電流，學生能觀察到感生電流方向的變化，但磁通量的變化觀察不到，這就很難使學生建立磁通量變化與感生電流方向之間的關(guān)系。運用Flash制作模擬磁鐵，穿過線圈時產(chǎn)生感生電流，教師省去事先準備調(diào)試實驗器材的環(huán)節(jié)，教師“邊演邊講”，學生在置疑中學習，教學效果也不理想。如果教師用實物演示感生電流，解釋磁通量變化和感生電流方向以及總結(jié)楞次定律內(nèi)容時，再用多媒體來展示，教學效果會更好。

（二）采用以學生為主體的教學模式，增加學生在演示實驗中的參與度

傳統(tǒng)的課堂演示實驗是以教師為主體，即由教師操作演示，學生觀察現(xiàn)象，教師主導總結(jié)歸納出物質(zhì)的性質(zhì)、規(guī)律，學生處于被動接受的地位，在一定程度上限制學生的主動性、探究性和創(chuàng)造性。因此，必須讓學生成為課堂教學的主體，教師是“導演”，學生是“演員”，有效提高學生在演示實驗中的參與度。應盡可能運用分組實驗法、項目教學法、任務驅(qū)動法、合作探究法等以學生為主體、教師為主導的教學方法。

1.變演示實驗為學生分組實驗。有些演示實驗可以教師先演示，學生再操作，教師穿插講解實驗要點和注意事項，引導學生觀察、分析，得出實驗結(jié)論。讓學生成為實驗的操作者，會使學生深度融入物理情境，主動地接受知識，既提高教學效果，又培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗能力。

2.變演示實驗為課下實驗[4]。教師進行課堂演示實驗后，布置學生課后做類似實驗，引導學生發(fā)現(xiàn)身邊物理現(xiàn)象。如講授超重和失重現(xiàn)象時，教師課堂演示學生站在體重秤上快速下蹲或站起時體重秤的讀數(shù)變化，讓學生課下分組完成電梯升降過程中放置重物的臺秤示數(shù)的變化，并視頻記錄，在課堂上播放，由學生介紹實驗過程和實驗結(jié)論，教師進行點評總結(jié)，促進知識的應用與遷移，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和協(xié)作精神。

3.學生設計演示實驗。教師提供實驗素材，如例題、習題、生活中實際問題等，明確實驗任務，提供一定的器材設備，由學生設計和演示實驗。布置以小組為單位合作探究，學生在明確的問題動機驅(qū)動下，進行自由探索和互助協(xié)作，最后形成最優(yōu)的實施步驟和實驗結(jié)論，從而培養(yǎng)其獨立解決問題的能力和開拓創(chuàng)新的精神。

基于演示實驗在物理教學中不可替代的重要作用，在物理課程改革中，我們要以演示實驗教學改革為突破口，鼓勵師生發(fā)揮“教與學”的主動性和創(chuàng)新性，加大演示實驗所占課堂比重，靈活運用以學生為主體的教學模式，加強培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)，就能不斷提高物理課堂教學質(zhì)量。

[1]劉建偉，孫枝蓮.物理課程與教學論研究[M].北京:高等教育出版社，2007:150-151.

[2]喬翠蘭.物理教學情境創(chuàng)設的研究[D].武漢:華中師范大學，2003.

[3]蘇艷麗.新課程理念下中學物理演示實驗的改進研究[D].長春:東北師范大學，2006.

[4]趙煥茹.將高中部分物理演示實驗轉(zhuǎn)化為探究式實驗的設計與應用[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古師范大學，2011.