高中物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索與實(shí)踐

王添華

（漳州第一中學(xué)，福建漳州363000）

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高中物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索與實(shí)踐

王添華

（漳州第一中學(xué)，福建漳州363000）

摘要：物理是實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)又是高中物理教學(xué)的基本過程，提高演示實(shí)驗(yàn)的效率是物理概念和規(guī)律教學(xué)的關(guān)鍵。文章通過高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索和實(shí)踐，總結(jié)了演示實(shí)驗(yàn)七種有效的教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，體現(xiàn)了新課程以學(xué)生學(xué)習(xí)為主體的理念，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：高中物理；時(shí)效性；多媒體技術(shù)；分組實(shí)驗(yàn)

當(dāng)前“課程改革”的核心是“以學(xué)生發(fā)展為本”培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。根據(jù)高中學(xué)生認(rèn)知的規(guī)律，學(xué)生先從現(xiàn)象中獲得感性認(rèn)識，通過對現(xiàn)象的總結(jié)分析再加工才能得到本質(zhì)的規(guī)律。演示實(shí)驗(yàn)可以建立很多客觀的物理事實(shí)，給學(xué)生認(rèn)識物理概念和規(guī)律提供第一手資料。有效的演示實(shí)驗(yàn)是提高物理課堂教學(xué)有效性的關(guān)鍵：通過演示實(shí)驗(yàn)引入物理概念或引起認(rèn)知沖突，可以吸引學(xué)生的注意力；通過演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、設(shè)問、引導(dǎo)有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和發(fā)現(xiàn)問題的能力。而演示實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是要求現(xiàn)象明顯，但是傳統(tǒng)的教育模式下，教師在講臺上按照自己事先設(shè)置好的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行操作，學(xué)生在講臺下觀察，缺乏溝通和交往，很多學(xué)生實(shí)際上是比較難觀察到講臺的演示，更不要說通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，而且這種形式下學(xué)生被動地學(xué)習(xí)，缺乏主動的思考，不利于學(xué)習(xí)主體性、積極性的調(diào)動，能力的培養(yǎng)有很大的局限性，課堂效率不高。［1］如何利用演示實(shí)驗(yàn)調(diào)動學(xué)生參與的積極性，值得教師在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索。

一、把演示實(shí)驗(yàn)改成有趣的實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)引入的有效性

創(chuàng)設(shè)有趣的演示實(shí)驗(yàn)，可以最短時(shí)間吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣，提高課堂教學(xué)引入的有效性。比如在摩擦力教學(xué)的過程中，通過一根筷子提起一大杯米的演示實(shí)驗(yàn)，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)摩擦力的興趣。又如，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的演示教學(xué)中，把線圈固定在小車上，把強(qiáng)磁鐵藏在袖子里，做一個(gè)隔空推動小車的魔術(shù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對觀察到的現(xiàn)象充滿困惑，一下子就把學(xué)生的注意力都吸引到課堂上來。當(dāng)然演示實(shí)驗(yàn)也不能一味的追求趣味性，在演示的過程中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)觀察鼓勵學(xué)生大膽猜想和提出問題，設(shè)置一些引導(dǎo)性的問題，讓學(xué)生能參與到課堂的教學(xué)中，才能達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

二、充分利用多媒體技術(shù)，提高演示實(shí)驗(yàn)的成功率

動態(tài)的影像更能引起學(xué)生的注意力，通過多媒體手段，把演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)投影出來，或者邊做實(shí)驗(yàn)邊投影到屏幕上，這樣可以對實(shí)驗(yàn)過程起到實(shí)時(shí)監(jiān)控，使實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)可視化。也可以把演示實(shí)驗(yàn)事先拍攝下來然后進(jìn)行投影，這樣可以提高演示實(shí)驗(yàn)的成功率，節(jié)省課堂演示實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的時(shí)間，另外可以按需要對局部的細(xì)節(jié)進(jìn)行放大、慢放，提高演示實(shí)驗(yàn)的利用率，從而提高課堂教學(xué)的有效性。

比如，在平拋運(yùn)動的演示實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生來演示平拋的實(shí)驗(yàn)，利用攝像機(jī)把過程拍下來，通過計(jì)算機(jī)軟件“MPEG Video Wizard”馬上回放，在課堂上讓學(xué)生自己通過實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)問題，既培養(yǎng)學(xué)生的動手技能和發(fā)現(xiàn)問題的能力，也能讓學(xué)生知道知識的獲取是要通過很多實(shí)驗(yàn)和努力重復(fù)實(shí)踐的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌的品質(zhì)。通過這種方式，提高了演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。

在教學(xué)實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)過程投影的教學(xué)策略，有一定的局限性，受到攝像頭拍攝范圍的限制，只能局部拍攝，不利于教師實(shí)驗(yàn)過程的示范；另外，視頻拍攝受到拍攝視角的限制，不利于學(xué)生不同角度觀察實(shí)驗(yàn)，這就要求在拍攝演示實(shí)驗(yàn)的過程，應(yīng)充分考慮學(xué)生的視覺。只有在教學(xué)過程中不斷探索和多次總結(jié)，才能取得視頻資料的完整性，從而取得更好的效果。

三、整合教學(xué)資源，自制教具，提高演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性

在教學(xué)過程中往往學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材很難達(dá)到教師演示教學(xué)的預(yù)期目的，而傳統(tǒng)的演示器材沒有及時(shí)改進(jìn)也很難適應(yīng)新課程的教學(xué)理念。這就需要教師整合教材資源，可以自制教具或者組織學(xué)生參與制作，利用自制教具來演示實(shí)驗(yàn)，提高演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性，幫助學(xué)生突破教學(xué)上的難點(diǎn)。

比如，在曲線運(yùn)動條件教學(xué)過程中，教材的演示裝置在教學(xué)過程中操作比較困難，學(xué)生很難觀察小球運(yùn)動的情況，演示效果不佳。如果把演示實(shí)驗(yàn)的裝置改成演示板的方式，通過可拆卡片來演示向心力的作用，很直觀，也突破了向心力來源的教學(xué)引入的難題，更能讓學(xué)生充分理解曲線運(yùn)動的受力特征，通過演示設(shè)問就可以讓大部分學(xué)生了解向心力的作用，提高了課堂教學(xué)的效率。這也需要教師能夠充分發(fā)揮聰明智慧，去挖掘有效教學(xué)的資源。

四、把演示實(shí)驗(yàn)改成邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)，提高演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性

為了克服演示實(shí)驗(yàn)只有教師表演學(xué)生看的弊端，可以把一些演示實(shí)驗(yàn)改成邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程。

比如，在上超重和失重現(xiàn)象一節(jié)，教師可以拿一個(gè)磅秤在講臺旁，讓學(xué)生站上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓身體下蹲、站立，觀察示數(shù)的變化，體驗(yàn)一下在超重和失重條件下，視重和實(shí)重的大小關(guān)系，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，如可以利用紙帶提起鉤碼，讓學(xué)生在課堂上向上拉起，有些同學(xué)發(fā)現(xiàn)迅速拉起可以把紙帶拉斷，而緩慢拉起卻不容易拉斷紙帶，學(xué)生在課堂充滿困惑，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動力。通過邊學(xué)邊演示，使學(xué)生能夠真真正正參與到教學(xué)過程，教師通過設(shè)問，可以對學(xué)生的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了課堂教學(xué)的時(shí)效性。

五、把演示實(shí)驗(yàn)改成讓學(xué)生都能參與的分組實(shí)驗(yàn)，提高演示實(shí)驗(yàn)的探究性

蘇霍姆林斯基說過，“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望感到自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。”［2］高中生年齡階段，這種需要更加強(qiáng)烈。把演示實(shí)驗(yàn)改成探究實(shí)驗(yàn)，打破傳統(tǒng)教學(xué)中教師做學(xué)生看的模式，讓學(xué)生通過小組合作，討論總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有利于學(xué)生主動性的調(diào)動，符合學(xué)生需求，也加深了對物理概念和規(guī)律的理解，提高了課堂的效率。

比如，變壓器的構(gòu)造教學(xué)過程中，通過拆變壓器，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生通過小組實(shí)驗(yàn)總結(jié)出電壓和匝數(shù)的關(guān)系，要比教師演示講解教學(xué)印象更深刻，教學(xué)效果更明顯。再如，楞次定律演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)，教師通過演示，總結(jié)幾種情況下，穿過閉合磁通量變化，來判斷感應(yīng)電流磁場的方向，從而總結(jié)楞次定律，這種教學(xué)方式，學(xué)生只能被動的接受，很難發(fā)現(xiàn)規(guī)律。改成分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探索，總結(jié)感應(yīng)磁場總是阻礙原磁通量的變化這種規(guī)律，通過自己親自總結(jié)發(fā)現(xiàn)規(guī)律，印象更深刻。

當(dāng)然，分組實(shí)驗(yàn)先要提出實(shí)驗(yàn)的要求，要分配給每個(gè)學(xué)生任務(wù)和時(shí)間的限制，不是無厘頭的實(shí)驗(yàn)，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生主動探索，有目的，有計(jì)劃的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，才能達(dá)到分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的，從而培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性。通過實(shí)驗(yàn)讓每個(gè)學(xué)生認(rèn)認(rèn)真真理解實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，解決問題的能力和團(tuán)結(jié)合作的情感。

六、創(chuàng)設(shè)開放性的實(shí)驗(yàn)問題，讓學(xué)生演示結(jié)果，提高演示實(shí)驗(yàn)的多樣性

創(chuàng)設(shè)開放性的實(shí)驗(yàn)問題，設(shè)法讓學(xué)生自己展示對實(shí)驗(yàn)原理的理解。蘇霍姆林斯基說過，“憑借自己的努力而獲得真理時(shí)的驚喜，能給人以自豪感和自我肯定、自我尊重的內(nèi)心體驗(yàn)。”［2］創(chuàng)設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)問題，讓學(xué)生分組學(xué)習(xí)，分組討論，通過小組討論設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)方案。再引導(dǎo)小組與小組間進(jìn)行交流對比，選擇比較好的成果讓學(xué)生把設(shè)計(jì)方案寫在白紙上，然后用磁粒貼到黑板展示。既讓學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)中體會獲得知識的喜悅，更增加學(xué)生的自信心，使演示實(shí)驗(yàn)的方式多樣化。

例如，在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，有意識地把這一實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)，通過引導(dǎo)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)電路來完成實(shí)驗(yàn)。由閉合電路歐姆定律有：E=U+IR，測出兩組U、I值，即可解出E和R這是測量的基本原理，于是引導(dǎo)學(xué)生只要能在閉合電路中改變電阻、電流或電壓等參量，獲得多組數(shù)據(jù)解方程就可得到電源的電動勢和內(nèi)阻的值。然后讓學(xué)生以小組為單位，根據(jù)測量原理，進(jìn)行討論設(shè)計(jì)方案，學(xué)生設(shè)計(jì)了方案進(jìn)行對比：有的利用兩個(gè)電阻并聯(lián)來改變電路；有的利用兩個(gè)電阻串聯(lián)來改變電路；有的用一只電壓表和一只電流表測量；有的用一只電流表和電阻箱測量；有的用一只電壓表和電阻箱測量；有的用兩只電壓表測量等等。通過大家討論，對有的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，最后教師總結(jié)比較好的實(shí)驗(yàn)方案。

通過這種方式激發(fā)不同層次的學(xué)生思考，從而加深對實(shí)驗(yàn)原理的理解。通過創(chuàng)設(shè)開放性的實(shí)驗(yàn)問題引導(dǎo)學(xué)生主動創(chuàng)新，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和發(fā)散思維。

七、把課外實(shí)驗(yàn)引入課堂演示，提高課堂教學(xué)的延續(xù)性

實(shí)驗(yàn)來源于生活，聯(lián)系生活實(shí)際讓學(xué)生在課外用一些簡單的儀器或自制的儀器獨(dú)立地進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，是物理教學(xué)的一種很有效的補(bǔ)充形式。學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)可以擴(kuò)大知識領(lǐng)域，使理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。把課外實(shí)驗(yàn)引入課堂，通過學(xué)生采用的課題研究、調(diào)查研究、科學(xué)報(bào)告、小制作、小論文等形式進(jìn)行課堂演示，可以肯定學(xué)生的研究成果，有利于學(xué)生個(gè)性發(fā)展，也有利于遷移能力的培養(yǎng)。

例如，學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動的規(guī)律后，學(xué)生按照高度和時(shí)間關(guān)系的規(guī)律，把時(shí)間對應(yīng)標(biāo)在直尺上，就可以用來測人的反應(yīng)時(shí)間。利用插針法測量“貓眼”玻璃的折射率。利用伏安法測定“自來水電阻率”等等。

總之，只要能通過演示實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的興趣，就能夠把學(xué)生“拴住”在你的思路上，引著他們通過一個(gè)個(gè)階梯走向認(rèn)識物理的天堂。讓學(xué)生在認(rèn)識的過程中，體會獲得知識的快樂和培養(yǎng)學(xué)生的求知欲和勇于探索的精神。培養(yǎng)學(xué)生的各種能力是教師教學(xué)的最終目的，但并不是一朝一夕的事，是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程，教師只有不斷學(xué)習(xí)新課程的理論，理解新課程理念，掌握各種教學(xué)方式和教學(xué)方法，不斷的實(shí)踐和總結(jié)，尋找最有效的途徑，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，才能在教學(xué)中充分培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］許國梁.中學(xué)物理教學(xué)法［M］.北京：高等教育出版社，1996.

［2］［蘇］B·A·蘇霍姆林斯基.給教師的建議［M］.杜殿坤，譯.北京：教育科學(xué)出版社，1984.

中圖分類號：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-9884（2016）02-0093-03

收稿日期：2016 - 01 - 18

作者簡介：王添華（1980-），男，福建東山人，漳州第一中學(xué)一級教師。