淺談初中物理課堂演示實驗教學的設計

■丁華宇

物理是一門以實驗為基礎的自然學科。可以說，實驗是研究物理的重要方法和手段。因此，在物理教學中，同樣需要注重實驗部分的教學。而在眾多的物理實驗中，教師的課堂演示實驗對于初中學生，尤其是初二的學生而言，其所產生的影響是極為重要的。教師應摒棄原先陳舊的教學方式，憑借扎實的教學基本功及實驗技能為學生呈現出一個個更貼合實際學情的，高效、有趣的物理演示實驗，而并非僅是簡單機械地重復教材上的實驗內容。在實際教學中，教師需要針對學生的不同情況及以往實驗的不足之處大膽革新。基于上述理由及教學實踐，筆者認為物理演示實驗教學可以從以下幾個方面加以考慮、設計，從而讓學生能夠借助課堂演示實驗快速理清物理概念，糾正由前概念產生的誤解，獲得觀察及分析能力，掌握科學探究的一般步驟；同時，享受形象生動、輕松愉快的物理學習過程。

一、現象簡潔明了，幫助原理呈現

物理演示實驗的目的在于將物理概念、物理規律或是物理現象清楚明白地展現出來，讓學生能夠觀察、分析得到物理真知。要想得到清晰簡明、可觀易察的實驗效果，教師在進行演示實驗教學設計時，就需要付出更多的心思，實現更多精巧的設計。

譬如，在講解“聲音的產生”這一節課時，教材中出示的敲擊音叉從而引起乒乓球彈起的演示實驗，在實際操作中并沒能呈現出較好的實驗效果，乒乓球的彈起現象并不是十分明顯。對于從未學習過“聲音是由振動產生”的初中學生而言，這樣的演示實驗顯然不能說明聲音產生的原因。因此，在實際教學過程中，教師可以采用實驗現象更為明顯的演示實驗，來說明聲音產生的來源，例如紙片在發聲的鼓上跳動，或是當鋼尺在振動發聲時，突然將其握住，使其保持靜止，同時聲音停止。

可以看出，只有清晰、明確、易于分析的演示實驗結果才能夠為學生的物理學習指明前進的方向。

二、化抽象為具象，構建物理模型

對于初中學生來說，雖然其已經達到了形式運算階段水平，但對事物的認識仍處于由感性認知向抽象的邏輯思維方式轉換的階段。物理教學中的一些特定概念對于初中生而言，可能較為抽象，不易理解。為了幫助初中學生更加形象地理解相關概念，以及其中包含的物理規律，教師可以通過課堂演示實驗將抽象的概念、規律變為具象的器材、標記、計算結果等形式，輔助學生加深印象，構建物理模型，完成物理知識框架的更新與整合。

從實踐中發現，初中學生在接觸各個機械概念之初顯得有些難以理解。為了更好地實施教學，幫助學生理解各個物理概念，教師可以自行制作一個演示儀器，進行實驗演示。如圖1所示的杠桿演示器可以形象、直觀地展現出在不同條件下杠桿的狀態，幫助學生理解杠桿各要素的概念、探究掌握杠桿的平衡條件。教師憑借這樣的演示實驗將抽象的概念轉化為具象的實驗儀器，幫助學生理解、消化新知識，使學生可以更加容易地將具象的體驗、觀察再內化為抽象的物理模型及規律，從而幫助學生真正掌握物理知識。

三、巧設問題引導，尋覓物理真相

教師進行課堂演示實驗，其目的不僅在于演示，還在于引導學生進行觀察、分析實驗現象，以及歸納總結產生這些現象的原因，收獲物理知識。因此，教師在設計演示實驗的過程中，除了要精心選取實驗器材，設計實驗方案之外，還需要具有“助產師”的精神，用心設置一系列的問題，循序漸進，調動學生的感官去觀察、發現，引導學生找出隱藏在現象背后的物理學本質。

圖1

舉例而言，在講解“力的作用是相互的”這一節內容的時候，教師往往會通過邀請兩位同學參與演示站在滑板上推人這樣一個經典的實驗來引出“作用力與反作用力”的概念。這樣的方式不僅能夠提高學生的參與感，吸引學生的注意力，引起學生的興趣，認真觀察實驗現象，同時還可以讓學生近距離地感受實驗結果，直觀生動。在實驗之前，教師可以讓學生大膽猜測實驗結果。這時，學生的前概念往往會左右其得到錯誤的答案。而當學生看到真實的實驗結果后，教師可以順勢拋出設置好的問題：明明是學生A推學生B，看起來只有學生A對學生B施加了力，為什么兩位學生都向后發生了滑動？引導學生對直接觀察得到的現象進行分析，啟發其調動已有知識，思考其背后的深層原因。由此，學生在結合了之前所學的“力是改變物體運動狀態的原因”進行分析后，可以得到，“學生A出現滑動是因為學生B也對學生A施加了力，他們之間具有作用力和反作用力，力的作用是相互的”這樣一個結論。

可以看出，借由上述演示實驗的安排，學生能夠通過觀察實驗結果，聯系新舊知識，積極思考，最終糾正偏頗的前概念，分析得到基本的物理定律。

然而，學生對演示實驗的觀察不應僅僅停留在用眼睛看的階段，只把“所見”作為“所得”的做法是不全面的。教師在設計演示實驗時，可以豐富實驗效果，讓學生運用多種感官接收實驗現象，培養其多方面的觀察能力。譬如，在“大氣壓強”一節中的迅速冷卻盛水易拉罐的演示實驗中，教師可以啟發學生從聽覺、視覺等方面進行觀察，逐一分析實驗現象，最終找到大氣壓強存在的證據。

物理演示實驗不僅是一種為了闡明物理概念、規律等的現象或效果展示，它也是一種實驗規范操作的范例。教師通過演示實驗可以向學生展示實驗探究的一般步驟，從物理方法的角度培養學生的科學探究能力。只有清晰明了、富有邏輯、直觀生動的物理演示實驗教學，才能夠為學生帶來輕松有趣、提升能力的物理學習體驗。

［1］陳華明.初中物理實驗教學的幾個關注點［J］.教育研究與評論·中學教育教學，2012（9）：58-59.

［2］李進.中學物理演示實驗資源的開發利用研究［D］.濟南：山東師范大學，2014.