初中物理教學中演示實驗的有效性

仲懷澤

物理實驗分為演示實驗和學生分組實驗，是物理概念形成的基礎.本文從演示實驗分析，培養學生實驗觀察能力，思維能力，以及分析表達問題的能力、實驗觀察能力、領悟實驗方法因素.強調實驗的性質和目的對實驗的指導作用，適時進行實驗方法的理性點化.學生通過對演示實驗，對物理概念有較深刻的理解.

1演示實驗的特點

1.1簡單性

演示實驗操作簡單，通過教師演示物理現象導出結論，學生觀察顯著，容易抓住實驗的關鍵點.如在講授“壓強”時，對于垂直作用在物體表面上的力叫做壓力，這一概念不容易從直觀上發現，為了擺脫學生學習畏懼，針對所缺乏的感知，用圖1實驗演示直觀把重力與壓力做出區別，得到斜面受力小于物體的重力.

1.2直觀性

演示實驗現象明晰，具有一定的可見度，能充分說明問題.在做演示儀器時盡量采用大儀器，使可見度放大.如演示實驗，如圖2，固定一個圓形木棒，兩個相同環形磁體.（1）把一個磁體放入木棒底部，磁體N極在上面.把另一個磁體沿木棒往下放，磁體N極在下方.因為重力原因，上面的磁體落到底下，但我們看到它是懸浮在木棒中間.這一現象充分說明磁極相互排斥的作用；（2）如圖3，一個磁體放入木棒底端，磁體N極在上方，把另一個磁體用細鐵絲懸掛后，磁體S極在下方，沿著木棒向下放，當放到一定高度后，提示學生觀察下面的一個磁體順著木棒向上運動，慢慢吸引到一起，進而說明異名磁極相互吸引.為了使實驗現象明顯，可采用光、電或或機械等各種放大裝置來增強演示給學生的效果.

1.3示范性

教師在做演示實驗時，一定要注意實驗儀器的整潔，放置的位置要正確，用規范的實驗進行操作，儀器的使用、連接、操作做到準確規范.學生在觀察中熟悉實驗技能和和方法.如連接串、并聯電路時，教師可以采用邊講邊演示的方法，從電源正極開始，按電路圖順次連接，連接后仔細檢查無誤后合上電鍵，學生觀察明確在什么連接情況下用紅線，什么連接情況下用黑線，正確演示實驗對學生今后親自實驗起著潛移默化的作用.

1.4能力性

學生觀察演示實驗的現象有時是片面的，要上升到理論認知層面，需要一個由表及里，由現象到本質的分析、推理分析的過程.教師的作用就是要讓學生轉換到這個過程形成跨度.發散學生思維分析和探索能力，充分發揮學生的科學創新精神.

1.5多樣性

物理概念和規律的得出方法是多種多樣的，對于許多物理規律，我們進行實驗的目的并不是去探究、推理，而是一種驗證.比如電功的公式、焦耳定律、光的反射、折射規律、凸透鏡成像規律等等.如果學生在沒有任何提示的情況下去探究，我們真的不難想象探究的結果.但是，如杠桿原理、密度公式、比熱容、電阻等原理或規律的得出，是完全可以運用探究得出的.因此，教師在教學中運用教學方法不能“一招精”.

2演示實驗形成物理概念

教師應選取新穎的演示實驗，實現知識的正遷移，引導學生對知識進行深入觀察與探究，科學概括，避免出現知識的順向負遷移.同時，教師還應充分發揮指導與引導作用，幫助學生區分新舊知識概念，從而促進認知結構的形成.

2.1多媒體演示物理概念形成

課堂教師借助多媒體設備來播放在課堂上難以完成的實驗，通過相關的教學視頻或者是播放有關的實驗操作等.這種方式讓學生對相關知識的認識更加深刻而具體，而課堂的教學效率也將獲得提高.如α粒子散射實驗，波的傳播，模擬日食、月食展現影子形成等內容.從而使學生深入淺出地認識物理規律.

實驗的趣聞能在教學中產生意想不到的效果，不但激起了學生興趣、去認真觀察實驗，掌握相應知識外，而且使學生對物理學史，對如何進行科學觀察、科學研究，勇攀科學高峰的艱辛，須經頑強不懈的努力，有一定的認識和了解.如在講授“馬德堡半球”實驗時播發多媒體課件，德國的馬德堡市民看到奇特而困惑的場景：他們的市長，把35.5 cm直徑的兩個空心銅半球緊緊合在一起，球內空氣抽取出，然后派出每排8匹馬，共2排的馬向相反的方向拉兩個半球，16匹馬在一段時間后耗盡竭力終于把兩個半球拉分開，竟然發出巨大的像放炮般的聲音，這就是著名的馬德堡半球實驗，它有力地證明了大氣壓存在.

2.2類比演示物理概念

教材只是一個案例，要沖破傳統教案，創新超越教參，創建凸顯個人特色的鮮活的教學.在有些物理概念無法找到直接的實驗來演示的情況下，教師應盡可能采用遷移方法設計出類比的實驗給學生直觀演示.如在講授“分子間作用力與分子間距離關系”時，不可能達到用實驗直接演示的目的.這時可以結合實際準備一根彈簧，兩端各連接一個鋼球，以支點A豎直放穩，鋼球B處于靜止狀態下，B所受的重力等于所受的彈力，到支點A的距離為平衡距離；通過比擬分子間斥力跟引力相等時，分子間距離是平衡位置.壓彈簧、鋼球AB間距離小于平衡位置時的距離，比擬分子間小于平衡的距離，斥力大于引力顯示斥力現象.雖然這種演示實驗與分子間的實際作用存在一定差異，但用這種遷移類比的方法可以說明分子間的作用力，加強學生掌握概念的理解.

3演示實驗能力

3.1認真實驗觀察

觀察能力是全面、深入正確地認識事物的能力.實驗觀察是學生通過認真觀察實驗每個細節過程及產生現象，獲得生動的感性材料，然后進行積極的思維，把觀察到的感性材料進行分析、綜合、概括、歸納，上升至理性知識，形成正確概念的能力.現行中學物理教材中的各類實驗以主觀性、示范性、啟發性、教育性、探索性為主要特征，有豐富的內容和廣闊的途徑來培養學生觀察.

3.2分析實驗數據

實驗中按規則進行操作，真實、規范地記錄數據和描述現象，實驗中的物與課堂中的理巧妙結合，從實驗數據得出物理結論.

3.3開辟實驗第二課堂

在教室設計實驗廣角，讓學生觀察一些短時間可以看到的現象，如硫酸溶液與水之間的擴散現象，也可以讓學生制作一些小實驗擺設在實驗廣角處.

3.4演示實驗與學生實驗

學生走進實驗室，讓他們更多接觸實驗儀器，逐步具備獨立設計和進行物理實驗的能力，強化培養學生物理實驗技能的目的.

總之，物理演示實驗是課堂教學的延續，滲透于物理教學的全過程，是一個動態的教學環節，需要教師和學生共同參與，并取得效果.實驗演示可以訓練學生靈活運用創新思維能力，激發學生注意力緊緊吸引到實驗中，完善學生堅持不懈、有意識的創新思維能力.