高中物理演示實驗教學(xué)探析

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高中物理演示實驗教學(xué)探析

◇浙江張祝利

物理學(xué)科是建立在觀察和實驗基礎(chǔ)上的一門基礎(chǔ)課程,所以,物理課堂教學(xué)離不開豐富、嚴謹?shù)膶嶒灲虒W(xué).它是幫助學(xué)生建立基本物理概念、理解物理規(guī)律和物理知識、掌握物理學(xué)習(xí)技能的重要途徑,是培養(yǎng)學(xué)生物理思維方式、實驗觀察能力、嚴謹?shù)目茖W(xué)研究品質(zhì)的重要環(huán)節(jié),是激發(fā)學(xué)生進行物理創(chuàng)新與探索的重要動力源泉，也是踐行新課程理念下素質(zhì)教育的重要一環(huán),對于提高學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)有重要的促進作用．教學(xué)實踐中,教師應(yīng)積極利用、善于利用物理演示實驗,以期有效提高物理課堂教學(xué)的實效,順利完成課程教學(xué)任務(wù)目標(biāo)．

1運用多媒體技術(shù),優(yōu)化演示實驗教學(xué)

高效的課堂教學(xué)離不開有效的教學(xué)手段作支持．多媒體技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代化的物理課堂教學(xué)創(chuàng)造了條件,它集聲、光、電、像等于一體的技術(shù)優(yōu)勢為高效的課堂教學(xué)提供了極大的方便,這是傳統(tǒng)的教具、儀器等教學(xué)輔助手段無法比擬的．在物理教學(xué)中引入多媒體技術(shù),豐富了教學(xué)內(nèi)容,直觀、形象化了物理概念和規(guī)律,優(yōu)化了教學(xué)結(jié)構(gòu),幫助學(xué)生真正掌握了物理學(xué)習(xí)方法,對提高學(xué)生的觀察及綜合分析能力起到了積極作用．如一些宏觀、微觀、極速的物理過程采用傳統(tǒng)的演示實驗是無法實現(xiàn)的,而多媒體技術(shù)則通過逼真的模擬動畫制作,可以將這些物理現(xiàn)象完美再現(xiàn)于學(xué)生眼前,還可以根據(jù)需要靈活、及時調(diào)整場景的大小,從而使學(xué)生能夠更真實地感受整個物理變化過程,理解相關(guān)物理學(xué)理論,強化學(xué)生的記憶與理解．如對“LC電磁振蕩電路”的振蕩過程分析,教師可以設(shè)計制作一動畫課件,形象地展示當(dāng)電容放電時,LC回路中電場能和磁能間的變化規(guī)律,振蕩電路的方向和大小變化過程.這樣做使抽象的物理情境變得非常直觀、簡明、通俗易懂,有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,吸引了學(xué)生的注意力,活躍了學(xué)生的思維,使學(xué)生能夠長時間保持旺盛的學(xué)習(xí)狀態(tài)．

2激發(fā)學(xué)生參與意識,提升演示實驗效果

所謂演示實驗教學(xué),即在課堂上教師邊演示實驗,邊引導(dǎo)學(xué)生參與實驗活動，觀察實驗過程，思考、分析和驗證實驗結(jié)果的一種有效的物理教學(xué)方式．雖然名為演示實驗,但不僅僅是教師在上面演示,學(xué)生在下面看,更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生參與到實驗中,預(yù)設(shè)種種實驗結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、聯(lián)想、預(yù)判、驗證、歸納,使學(xué)生能夠全身心投入到實驗中,充分理解實驗內(nèi)容,掌握實驗規(guī)律,必要時可重復(fù)多次,以強化對學(xué)生的感官的刺激,加深實驗印象,強化實驗記憶,有效提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量．如在教授“楞次定律”一課時,教師可適當(dāng)變換一下教學(xué)方式,將教師演示實驗改為學(xué)生分組實驗,以3人為一組,配發(fā)一套實驗器材(干電池、電流表、原線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線),讓學(xué)生輪流操作實驗,使學(xué)生親身感受實驗過程．引導(dǎo)學(xué)生首先觀察和記錄下電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向間的關(guān)系,再觀察和記錄下電流方向與磁鐵運動方向間的關(guān)系,以這些直觀、感性的實驗材料為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察、認真分析、準(zhǔn)確記錄和嚴謹推理,通過組內(nèi)、組間的對比、交流、討論,總結(jié)得出感生電流所引起的磁場方向與磁鐵運動方向間的關(guān)系,最后指導(dǎo)學(xué)生用嚴謹、科學(xué)、精煉的物理語言加以描述,完美解釋實驗中的物理現(xiàn)象,最終引出楞次定律．由此可見,學(xué)生積極參與的演示實驗教學(xué),可有效增加學(xué)生動手操作的機會,理解物理概念規(guī)律的來龍去脈,鞏固對物理知識的掌握,更重要的是通過實驗過程的體驗,讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的物理實驗思想方法,領(lǐng)略物理學(xué)的奧秘,養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗品質(zhì),提升他們的綜合科學(xué)素養(yǎng)．

3重視探索性實驗,提高演示實驗教學(xué)效果

高中物理實驗通常分為驗證性實驗和探索性實驗,且以驗證性實驗為主．驗證性實驗主要用于對已有、已知物理概念、知識正確性的驗證,是對物理基本規(guī)律、原理認識的加深和鞏固．驗證性實驗是一種知識層次認知上的強化,對學(xué)生能力層次上的培養(yǎng)并無重要作用．而探索性實驗則以思考探索為導(dǎo)向,實驗過程和結(jié)果充滿了未知和不確定性,它更強調(diào)對學(xué)生能力和思想方法的培養(yǎng)．通過設(shè)計探索性實驗可以有效培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力、創(chuàng)新能力、獨立思考能力、分析綜合能力、聯(lián)想和猜想能力、觀察能力及發(fā)現(xiàn)和解決問題能力,有助于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)、嚴謹?shù)奈锢韺嶒炂焚|(zhì),端正學(xué)生的物理學(xué)習(xí)態(tài)度,領(lǐng)會物理學(xué)的精髓,對激發(fā)物理學(xué)習(xí)熱情和建立物理學(xué)習(xí)自信有重要的作用．要知道,在通往科學(xué)殿堂的道路上,探索比擁有更重要．

教師在教學(xué)中應(yīng)有意識地對一些驗證性實驗加以創(chuàng)新、改造,使之變換為探索性實驗．教師應(yīng)盡量完美重現(xiàn)物理實驗的設(shè)計過程和理念,使學(xué)生明白實驗設(shè)計的背景和探求的目標(biāo),并積極引導(dǎo)學(xué)生邊實驗、邊思考,從不同角度設(shè)疑,激發(fā)學(xué)生的思維．比如教師在教學(xué)過程中可以提出如下問題：這樣做的原因是什么?是否有別的方法或方式替代?推測一下實驗會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果?為什么實驗結(jié)果是這樣?與你想的是否一致？在這些質(zhì)疑問題中滲透著物理思想方法,訓(xùn)練了學(xué)生的思維,啟迪了學(xué)生智慧．如在學(xué)習(xí)牛頓第二定律時,教師可將原先的驗證性實驗設(shè)計變換為探索性實驗．具體做法如下:

總之,人類所有思維活動都是建立在感性知識基礎(chǔ)上的,這是人類進行思維活動的源泉．物理課堂教學(xué)的各類演示實驗形象、直觀地展現(xiàn)了物理規(guī)律和現(xiàn)象形成、演變、推理、發(fā)展的過程,完美詮釋了基本的物理概念和原理,這為學(xué)生的認知提供豐富的知識,強化了學(xué)生的感知能力,對學(xué)生感性資源的積累和智力、思維、能力的發(fā)展提供了強大的支持,對提高高中物理課堂教學(xué)效果的作用也是顯而易見的．

(作者單位：浙江省紹興市上虞區(qū)華維外國語學(xué)校)

1) 邊做邊學(xué): 教師布置實驗任務(wù),讓學(xué)生獨立思考、設(shè)計一套實驗方案,然后親自動手操作實驗,使學(xué)生在實驗過程中認識物體加速度a與物體質(zhì)量m及所受外力F有關(guān)．接著,教師演示教材上的物理實驗,并提醒學(xué)生注意觀察、比較,及時發(fā)現(xiàn)不足并記錄下來,以此規(guī)范學(xué)生實驗操作過程．這樣的實驗教學(xué)不僅能使學(xué)生有效掌握科學(xué)的物理實驗操作規(guī)范和方法,而且通過親自參與和觀察實驗過程,使學(xué)生能夠觀察和發(fā)現(xiàn)影響研究對象發(fā)生變化的因素和實驗中出現(xiàn)的種種物理現(xiàn)象,明確a和F、m間的關(guān)系．

2) 探索知識: 物理實驗的目標(biāo)就是探求知識,在實驗過程中,教師應(yīng)積極指導(dǎo)學(xué)生掌握研究物理問題的具體方法,如記錄實驗數(shù)據(jù),并列表分析,畫出a-F、a-1/m的圖象等,使物理實驗結(jié)果一目了然,清晰表現(xiàn)各種物理因素間的相互關(guān)系．這也是物理探究所必須具備的基本技能．

3) 歸納總結(jié): 實驗最終目標(biāo)就是得出結(jié)論,這就要求師生積極分析、討論、對比、歸納各種實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果,最終總結(jié)出牛頓第二定律．這樣的教學(xué)過程,實現(xiàn)了實驗驗證和理論探索完美結(jié)合,使學(xué)生在自我推證過程中,對實驗研究對象、影響因素、使用條件、注意事項等有深刻的認識和體會,讓學(xué)生自然構(gòu)建了牛頓第二定律的相關(guān)知識．這種教學(xué)實現(xiàn)由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變,由“要我學(xué)”向“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變,激發(fā)了學(xué)生的主動探索的精神,使知識掌握得更牢固,理解得更加深刻,同時也接受了科學(xué)研究方法的訓(xùn)練,真的是一舉多得,值得物理教師積極推廣．