中學物理演示實驗及教師實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)對策探討

■福建省龍巖北大附屬實驗學校 黃舒芬

當前，隨著新一輪教育改革的深入開展，現(xiàn)代教育正處于“應試教育”向“素質(zhì)教育”的轉(zhuǎn)變階段。在中學物理教學中，演示實驗仍然是薄弱環(huán)節(jié)之一，不利于學生知識能力結(jié)構(gòu)與非智力因素的發(fā)展。因此，做好演示實驗工作，成為廣大中學物理教師的基本任務。教師要努力提升演示實驗的效果，提高自身的實驗素養(yǎng)，帶領學生高效學習理論知識，使他們深刻理解與牢固掌握物理知識。

一、堅持生本教育理念，滿足學生的學習需要

在中學物理教學中，設置演示實驗的主要目的在于讓學生通過自主觀察與思考，加深對物理理論知識的理解與認知，學會運用科學的方法分析物理實驗過程。因此，在具體的課堂教學實踐中，要想真正發(fā)揮出演示實驗的作用及培養(yǎng)的實驗素養(yǎng)，物理教師首先應堅持“以生為本”的教育理念，依據(jù)教學內(nèi)容與中學生的身心特點演示實驗，為物理課堂注入更多的生機與活力，使學生積極踴躍參與到演示實驗當中，滿足他們的實際學習需要。

例如，在開展“光的折射”教學時，教師先演示實驗：往裝有清水的大燒杯中豎放或斜放一根筷子，要求學生分別從杯子的上方俯視與從側(cè)面正視筷子，使其觀察后敘述現(xiàn)象，啟發(fā)他們進一步思考，促使學生發(fā)現(xiàn)無法運用已有的光學知識作出解釋，從而誘發(fā)求知渴望。接著，教師演示課本圖2.4-1所示的折射現(xiàn)象，介紹實驗裝置，包括光源、水槽和水等，解釋什么是折射現(xiàn)象，引出問題：光線以不同的入射角射到水面上，進入水中的光線將沿什么方向傳播？假如改變方向，是向界面還是向法線偏折？引起學生的觀察興趣，同時明確觀察目的與對象，講解幾個基本物理概念：入射點、入射角、入射光線、折射光線、折射角和法線，在演示實驗的輔助下滿足學生的學習需求。

二、以教材內(nèi)容為依托，想方設法增加實驗

在任何教育階段的任何學科教學中，教材都是一切教學計劃與行為的基本依據(jù)和出發(fā)點，關(guān)系到各項教學活動的實施情況與質(zhì)量。針對中學物理課程教學來說，為更好地通過演示實驗培養(yǎng)學生的實驗素養(yǎng)，教師需以固有的教材內(nèi)容為依托，想方設法增加演示實驗的數(shù)量，選擇那些簡單易于操作、本質(zhì)聯(lián)系明顯、生動有趣的實驗輔助教學，從而將抽象的物理知識變得具體化與直觀化，促使學生擁有更多體驗親身實驗的機會，從而改善他們的學習效果。

在這里，以“科學探究液體的壓強”教學為例，教師先在課件中展示水壩與潛水員的圖片，設置問題：水壩為什么要上窄下寬？潛水員為什么到不同深度時要使用不同的潛水服？啟發(fā)學生主動思考這些現(xiàn)象與什么有關(guān)，學生知道是液體壓強，從而激起學習興趣。接著，教師提供以下器材：礦泉水瓶、塑料袋、皮筋、錐子、水槽等，要求學生自主設計演示實驗，感受液體壓強的存在，注意觀察液體壓強的特點，鼓勵他們分組討論后演示實驗，如：往塑料瓶中注入水，在側(cè)壁不同高度用錐子扎上小孔，發(fā)現(xiàn)水從小孔中噴出來，證明水對側(cè)壁有壓強，還發(fā)現(xiàn)下面的小孔比上面的噴得遠，說明越深的地方壓強越大。隨后師生一起總結(jié)液體壓強的特點，鍛煉學生的實驗技巧。

三、借助信息技術(shù)優(yōu)勢，模擬演示特殊實驗

中學物理是一門自然科學類科目，涉及的知識范圍廣泛、內(nèi)容復雜多樣。演示實驗是一個極為重要的輔助性教學手段，不過以往演示實驗以現(xiàn)場實際操作為主，而部分實驗操作起來難度較大，或者學生無法直接看到實驗變化與現(xiàn)象，因此影響他們的正常學習。這時，中學物理教師可以借助現(xiàn)代化信息技術(shù)的優(yōu)勢，模擬演示一些比較特殊的實驗，將微觀的物理現(xiàn)象變得宏觀化，產(chǎn)生準確、形象、生動的表達效果，幫助學生突破知識難點。

比如，在學習“看不見的運動”過程中，教師談話導入知識：我們已知物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，但這些微粒是如何排列的？是密不透風，還是存在間隙？是運動還是靜止？分子之間是否存在作用力？學生可以自由地暢想和回答，預設：固體、液體的分子可能是一個挨一個擠在一起，氣體分子之間有間隙；固體分子可能是靜止不動的，而液體和氣體具有流動性，它們的分子可能是運動的。接著，教師演示實驗：在量筒中加入5mL左右的水，再在量筒中加入酒精至10mL的位置，搖動量筒底部，混合酒精與水。要求觀察混合后總體積不是10mL，這時運用多媒體技術(shù)展示酒精與水混合后分子運動的視頻，使其發(fā)現(xiàn)分子間的空隙會被填充，從而助推學生理解這一難點。

四、精心設計演示實驗，注意指導學生觀察

在中學物理教學過程中，演示實驗從儀器拿出一直到演示的整個過程，都會帶給學生多個方面的刺激，不過刺激有本質(zhì)與非本質(zhì)之分，也有主次之分，要求學生觀察的現(xiàn)象并非都是大開大合，有的不夠明顯，有的甚至稍縱即逝，因此影響了學生對理論知識的學習與理解。對此，中學物理教師在教學中應該精心設計演示實驗，適當?shù)馗倪M或重組物理實驗，營造良好的課堂環(huán)境，為學生提供更多觀察與動手操作的機會，從而讓他們更好地掌握物理原理、定理和概念等。

例如，在“科學探究杠桿的平衡條件”教學中，教師先展示剪刀、起蓋器等實物，引領學生結(jié)合教材中出示的各種工具，討論這些工具有什么共同特征。然后演示杠桿：切紙的鍘刀和指甲剪，啟發(fā)他們了解杠桿的特征，順勢介紹支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂等定義。接著，教師設疑：當杠桿平衡時，力與力臂之間到底有什么關(guān)系？鼓勵學生大膽猜測與探究，最后拿出杠桿與鉤碼，演示杠桿平衡的實驗，提出問題：如果大、小物重分別為F1和F2，距中間的距離分別為L1和L2，F(xiàn)1、F2、L1、L2四者之間存在著什么關(guān)系？使其在小組內(nèi)積極討論和猜測，讓他們利用所給器材，嘗試自行設計實驗方案。隨后，教師指導學生演示實驗，鍛煉學生科學探究的能力。

五、結(jié)語

在中學物理教學活動中，教師需充分認識到演示實驗的重要性與價值，以提升個人實驗素養(yǎng)為基礎靈活施展教學藝術(shù)，將物理知識由抽象變得具體、枯燥變得生動；將研究的物理現(xiàn)象直觀清晰地呈現(xiàn)在學生面前，讓他們認真觀察和思考，從而達到“事半功倍”的教學效果。