遵循原則，拓寬農村初中物理演示實驗改進與優化的對策

陳國強

【摘要】 物理學是一門以觀察和實驗為主的科學，實驗探究對培養學生的創新能力至關重要，實驗教學是物理教學的一種重要手段，而演示實驗則是重要的組成部分和教學形式。如何改進和優化演示實驗，是我們每一位物理教師需要認真思考、學習和研究的問題。成功的、創新的演示實驗是提高物理課堂教學效率的重要保證。

【關鍵詞】 初中物理 演示實驗 課堂教學 改進與優化

一、當前我校物理演示實驗存在的一些不良現狀分析

物理實驗教學中蘊含著極其豐富的創新教育內容，為素質教育、培養創造性人才提供了極好的載體。隨著物理新課程的逐步推進。培養學生科學素養的課程理念已經被大家所普遍接受。隨著中學物理新課程改革的實施，物理演示實驗得到越來越多的關注和重視。但在實際教學中，我校（注：我校為山區鄉鎮學校，屬薄弱學校）仍存在：演示實驗數目達不到教學大綱要求，或連實驗都不做的不良情況，嚴重制約教學質量的提高。課堂演示實驗現狀的不滿意，主要存在以下主觀和客觀原因：

第一，主觀上：舊的實驗教學觀念跟不上新課程的要求，存在一定的落差。首先，學校和教師受傳統教育的影響，普遍存在重理論輕實驗的思想，對物理實驗是物理教學的基礎和重要性認識不夠，把物理實驗僅僅當成是可有可無的教學內容，教學方法普遍采用講授法，不少教師認為學生不會動手做實驗不要緊，只會動筆考實驗就可以了，因此引發了“做實驗不如講實驗” “講實驗不如背實驗”的荒唐之計。其次，科技的飛速發展，多媒體進入課堂，使得部分教師過分追求、迷戀多媒體模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生觀察實物和實際操作。總而言之，目前相當數量的教師不做或少做實驗，放棄了運用實驗的直觀教學方法，這一現狀嚴重妨礙了培養學生創新能力的人才，這樣教出來的學生一遇到實物實驗就束手無策，不知道如何動手。

第二，客觀上：（1）教材上部分實驗器材過于繁雜，實驗存在較大的不確定性，教師開展起來有很大難度，導致教師不敢去做。（2）實驗內容設置缺乏生活性，趣味性，對學生思維的啟發作用有限。（3）演示實驗的數量有待增加，往往一個問題只設置一個演示實驗，教師開展的自由度受很大限制。（4）演示實驗的呈現形式單一，學生接受有一定難度。

二、物理演示實驗改進和優化

既然物理演示實驗在教學中有著舉足輕重的作用，那么對于我們的物理一線教學人員對演示實驗的改進和優化任重而道遠。以下就是筆者進行物理演示實驗改進和優化對策的點滴見解。

第一，演示實驗進行改進和優化需要明確實驗目的。演示實驗必須緊密配合課堂教學，選題最好和教材一致，內容要精煉，現場要求清楚，能說明問題，要防止脫離教材而隨意取材，且內容又過于龐雜，以至使學生眼花繚亂，其結果往往是喧賓奪主，這樣不但起不到應有的作用，反而會分散學生注意力，影響課堂教學的正常進行。

如：講解“分子之間的引力和斥力”，人眼無法看到分子，學生理解非常困難。通過改進實驗：用彈簧和小球來描述分子之間的引力和斥力（這也是模型法的典范）。演示過程：在一根彈簧的兩端分別加一個小球，演示時分別壓縮彈簧演示斥力，拉伸彈簧演示引力，然后再向學生講解分子間斥力和引力同時存在的知識，還可進一步演示壓縮或拉伸該裝置，讓學生分析其中斥力和引力的變化情況及最終表現結果，這樣可把“看不見”變為“看得見”，讓學生明確該實驗的要求和目的，使學生對該知識全面掌握。

第二，演示實驗進行改進和優化要能激發學生好奇心，培養學生學習興趣。學生對學習有無興趣，是能否積極思維和具有求知欲望的重要前提。一般來說，初中學生在剛剛接觸物理時，都有一種新奇感。這種好奇心如果得不到及時培養，可能很快消失。

實驗一：在講解“汽化吸熱”的知識時，我做了一個演示實驗“燒不壞的手絹”： 將兩份酒精和一份水兌在一起，將手絹放到兌了水的酒精里浸濕，然后將手絹從杯子里取出，稍微擰一下，再將手絹掛在鐵絲上，用火柴將手絹點燃，由于手絹有水，燃燒后的手絹完好無損，學生對這現象很驚訝，激發了他們的求知欲望，加深了他們對“汽化吸熱”知識的理解。

實驗二：在講解“大氣壓強”時做了“雙試管實驗”，該演示實驗現象明顯，簡單易操作，能很好地激發學生的好奇心。演示過程：取試管兩支，大小不同，小試管剛好能裝進大試管為宜。（1）將小試管插入大試管中。（2）將兩支試管口朝下同時倒過來，觀察實驗現象（此時小試管會掉出來。）（3）在大試管中裝入適量的水。（4）將小試管插入裝有水的大試管中。（5）將兩支試管口朝下同時倒過來，觀察實驗現象。（可以清楚地看到小試管在大試管中緩慢上升，直至大試管頂部，大試管里的水不斷往下滴。）

第三，演示實驗進行改進和優化需要注意實驗效果的直觀性和明顯性。直觀性是教育學中的一條教學原則，在演示實驗中能否讓學生利用他們的視聽器官（或其他器官），直接感觸到所表現的物理現象的特征，是演示成功的關鍵所在。而演示的明顯性是說要演示的物理現象讓每個學生都能明顯地觀察到。例如：平時我校的電學演示實驗采用的器材都是上世紀所留的“老古董”，設備殘舊，尺寸較小，連接的導線是最原始的接駁方式，演示效果非常差，學生學習提不起激情。經過與學校領導的溝通協調，物理室采購了一批“磁吸式電學演示箱”，全新的電學元件（電池、開關、小燈泡、滑動變阻器、電流表、電壓表和電阻等）都用磁吸的方式展現在黑板上，而且電流表、電壓表的儀器尺寸都比較大，做電學演示時，操作簡便，實驗現象顯著、直觀，又能對演示過程出現的各種情況進行及時糾正。能讓學生直接地觀察到物理過程，認識物理現象的本質，而不需要過多的拐彎抹角，受其他因素干擾，增強現象的明顯性，大大提高觀察效果，而且設備新穎，容易吸引學生專注于課堂教學。又如，我在做“凸透鏡成像規律”的演示中，所選的物體不再是蠟燭，而是自己加工制成的發光二極管“F”板，這樣用LED燈珠代替蠟燭，既排除燭焰易受氣流影響的不穩定因素，又減少了空氣污染，還增強了安全性，演示效果是非常明顯的。

第四，演示實驗進行改進和優化需要方便操作，能普及推廣，學生樂于接受。實驗器材來源于生活，來自于學生身邊，取材方便，經濟實用，容易喚醒他們的再認識，而且結構簡單，操作方便。例如：在講解“大氣壓強”時所做的“吞蛋實驗”。優點：（1）實驗準備簡單，只需一個氣球并充水就可以了，比用雞蛋經濟。（2）成功率高， 氣球大小可調，很好地適應不同大小的瓶口，實驗極易成功完成。（3）實驗重復性很強，可以方便地在多個班級進行演示。又如：在講解“氣體膨脹做功”時所改進過的演示實驗：找一個空礦泉水瓶，給里面倒入少量水，將瓶塞的螺絲擰大約一半（要求不漏氣），用力迅速擰礦泉水瓶，直到看到瓶塞被氣體打出為止（注意不能對人），瓶內出現“白霧”。 在課堂表演，也可引導學生在課堂分組比賽，看看哪個小組先把瓶塞打出，分析實驗過程中的能量轉化和瓶內出現“白霧”的原因。改進后的實驗簡單易行，器材信手拈來， 還增加了互動性，學生樂于接受。

第五，演示實驗進行改進和優化需要注意科學性、精確性和操作規范。物理實驗的操作有嚴格的步驟和程序，要求操作嚴謹。因此對教師要有專業知識，對自己的教學內容相當熟悉，在進行實驗過程中得心應手，并在實驗過程中對學生進行科學合理的解釋，另外，在進行的演示教學過程中要對實驗有一個預先的認識過程，力求一次成功。例如：在演示“焦耳定律”的實驗中，要對本實驗的器材特點事先掌握，實驗的各要素（電阻的阻值大小，是串聯還是并聯，通電時間的長短，電流大小等）是怎樣控制的，實驗現象是要觀察什么？特別是要強調本實驗的要求比較高，就是氣密性要好！否則實驗就很容易失敗。本實驗是要求學生會觀察U形玻璃管液面來判斷電阻產生熱量的多少，但本實驗裝置尺寸較小，學生不易觀察。在演示中我對實驗又進行了優化：運用多媒體的展臺功能，把U形玻璃管的液面高度差投影到黑板上，擴大了實驗現象，效果非常直觀、清晰！

第六，演示實驗進行改進和優化要注意講練結合，確保安全實驗。發生實驗事故，不僅會使學生對實驗產生畏懼，造成學生的心理障礙，影響學生對學習物理的興趣，更重要的是影響師生的身心健康。因此，教師要充分認識儀器、產品性能、反應原理和工作原理，嚴格按照實驗步驟和規范操作，同時采取必要的預防措施，對個別高溫、高壓下易爆或易燃、易中毒的實驗，更要特別重視，防范于未然。例如：在演示“壓縮空氣引火”實驗中，為增加實驗的觀賞效果，改進為：取一根火柴，用小刀刮下藥粉，倒入引火儀的玻璃管底部， 用力下壓活塞一次（以便升高一些溫度，起到預熱作用），提升后換氣并用力迅速壓下活塞，火柴被壓燃，效果很好，即使在冬天也同樣能成功完成本實驗。（強調：為了安全起見，火柴的藥量不能太多，否則會引起爆炸！）又如：在演示“短路”實驗中，以往都是用220V的電壓進行，觀察保險絲的熔斷情況，過程短又驚險，容易引起學生的恐慌！現實驗改進如下：用錫箔紙代替熔絲，用鱷魚夾夾住，將電源電壓降為6V，短路時可看到錫箔紙燃燒，效果很好。

三、體會與總結

教學不只是教師教學生學的過程，更是師生交往、積極互動、共同發展的過程。總之，每一個實驗都需要保證在規范性、科學性、嚴謹性的前提下，結合我們自身的教學經驗和學校固有的教學條件，在教學實踐中不斷探索與創新，逐漸摸索出越來越多的經過改進和優化的實驗，讓山區學校的學生也能進行科學探究，掌握一定的科學技能，從而提高學生的科學素養，為素質教育貢獻一份力量，為新課程教學改革做出應盡的努力！