優化初中物理演示實驗教學，提高學生探究能力

張金偉

（河北省保定市徐水區第二中學，河北 保定 072550）

一、在演示實驗中增強直觀性

目前，學生普遍感到物理“難學”，原因之一是物理教學缺乏實驗。在當前我國中學教育由應試教育向素質教育轉變的過程中，對物理實驗教學必須引起高度重視，為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結合教學實際研究解決方法，努力開發一些直觀的演示，同時在教學中引進近代物理學的某些思想方法和現代科學的新成就，如圖1“大氣壓的存在”的演示，可在一個空的易拉罐內先放少量水，在酒精燈上加熱至沸騰，撤去酒精燈，再用軟木塞塞住瓶口，過一會兒，易拉罐會壓扁，并發出巨大響聲。如圖2“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側套上橡皮筋，平衡時引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養學生對物理的學習興趣，更多地拓寬學生視野，豐富他們的想象，而且能有效提高學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。

二、在演示實驗中增強學生的參與性

演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統課堂教學中，演示實驗通常教師演示，學生看，但是很多實驗學生根本看不清，特別是后邊的學生，不同程度限制和阻礙學生智能和潛能發展，直接影響學生實驗心理素質提高。因此，對于那些安全系數高、操作難度較小、觀察能見度較差的演示實驗而言，很有必要將其“下放”或邊講邊實驗，通過老師與學生、學生與學生的互動、交流完成探索任務，感受探索體驗。在演示實驗中積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結，甚至在實驗操作上讓學生積極參與，充分了解實驗內容，多次重復，加深印象，鞏固記憶。

三、變驗證性實驗為探索性實驗

中學物理課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。但是對學生在學習物理的科學方法和科學態度方面不能得到鍛煉，不利于培養學生主動探索物理規律的能力，布魯納曾指出：“發現并不限制于尋求人類尚未知曉的知識，確切地說，而應包括用自己頭腦中獲得知識的一切方法。”探索性實驗是先把真實的現象呈現給學生，讓他們通過觀察、操作、親身體驗、發現問題，然后在教師的引導下，學生利用已有知識和體驗，通過研究探索，分析論證，得出結論，形成規律，對培養學生思維能力、創造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴。”因此，在教學中可把一些驗證性實驗變為探索性實驗。在實驗教學中盡量再現實驗的設計過程，多讓學生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學生思路。如在“歐姆定律”一節教學中，我將這個驗證性實驗變為探索性實驗。其研究方法：（1）設置探索情境。首先讓學生用電池組、開關、電流表、滑動變阻器連接成電路，再讓學生思考用什么方法可以使電路中的電流表的示數發生改變，并動手做一做。通過實驗，學生初步認識電流I與電壓U及電阻R的關系。（2）設計實驗方案。在具體確定電流I與電壓U及電阻R的關系時，有學生提出用電池組、開關、電流表、電壓表、定值電阻連接成電路，在研究電流I與電壓U關系時，改變接入的定值電阻；在研究電流I與電阻R關系時，改變電池組。我首先讓學生按照該實驗方案做實驗，在實驗過程中學生發現不能做到保持電壓不變。這時向學生解釋由于電池本身有電阻，也要分配電壓，不能保持輸出電壓不變，并進一步提出如何改進該電路。有學生提出可接入滑動變阻器，并講述實驗過程，方案水到渠成。（3）探索知識：指導學生對問題進行具體研究，處理實驗數據、列表，畫出I—U、I-1/R的圖像。（4）歸納總結：師生共同分析、歸納、總結出歐姆定律。這樣讓學生用實驗探索和理論探索兩種方法進行自我推證，在推證過程中學生自然而然對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞一清二楚。讓學生由學知識變為主動探索自然規律，對知識學得更扎實更牢固，同時培養學生嚴謹求實的科學態度，提高學生的探究意識和探究能力。

四、合理運用多媒體，優化演示實驗教學

利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段，而利用多媒體教學，是教學現代化的重要標志，是教學改革的重要組成部分。因為多媒體教學指在教學過程中運用系統科學的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學結構，以實現教學優化，使學生真正體會物理學科的學習方法，提高學生觀察及分析問題的能力。如應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而擺脫時間及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹。如對于“水循環”的云、雪、雹、雨的形成過程分析，我應用電子計算機的動畫功能，展現水變成水蒸氣，水蒸氣變成小水滴、小冰晶，形成云。氣溫升高時，部分小冰晶融化成水，小水滴長大，形成降雨過程；氣溫降低時，部分小水滴結成冰，小冰晶長大，形成降雪過程。部分雪又融化成水，流入江河，滲入地下；部分雪又升華成水蒸氣。整個水循環變化全過程完全逼真，激發學生的學習興趣，使學生在學習過程中保持精力高度集中、思維高度活躍、求知欲高度旺盛的狀態。

總之，演示實驗在物理教學中有不可替代的作用，教師只有明確演示實驗的重要性，掌握正確的方法，優化演示實驗的過程，才能使學生的觀察和思維活動緊密結合起來，用觀察促進思維活動的展開，又用思維指導觀察活動的進行，逐步掌握物理概念和規律，發展觀察和思維能力，這樣才能使物理教學達到“事半功倍”的效果。