論演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

胡志凌張曉雪楊 宏

1.遼寧省大連市開發(fā)區(qū)第一中學(xué) 遼寧大連 116600 2.北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué) 北京 100088 3.北京建筑工程學(xué)院 北京 100044

論演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

胡志凌1張曉雪2楊 宏3

1.遼寧省大連市開發(fā)區(qū)第一中學(xué) 遼寧大連 116600 2.北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué) 北京 100088 3.北京建筑工程學(xué)院 北京 100044

在物理教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)是最活躍最具生命力的部分，是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特方法。它能化抽象為具體，化枯燥為生動(dòng)；它能引導(dǎo)學(xué)生觀察并進(jìn)行思考，幫助其理解物理概念和規(guī)律，起到“事半功倍”的效果。

一、演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，是學(xué)生學(xué)好物理知識的潛在動(dòng)力。演示實(shí)驗(yàn)則是激發(fā)學(xué)生興趣的重要手段。

例如，在《樂音的三要素》一節(jié)中，學(xué)生往往很難理解頻率、振幅的概念。為了直觀形象地將這兩個(gè)抽象概念呈現(xiàn)在學(xué)生面前，筆者引導(dǎo)學(xué)生通過示波儀來“看”聲音，從波形的疏密、大小來體會(huì)頻率和振幅。為了活躍課堂氣氛，讓學(xué)生上來演唱校歌《三色帆》，通過音調(diào)、響度的變化，學(xué)生從示波器中充分領(lǐng)會(huì)了頻率和振幅的變化，所有的學(xué)生都十分興奮，使教學(xué)達(dá)到一個(gè)小高潮，同時(shí)為高中學(xué)習(xí)示波器奠定了一定的基礎(chǔ)。

在講《大氣壓強(qiáng)》時(shí)，筆者拿出一個(gè)瓶子說這是《天方夜譚》神話故事中的一只魔瓶，告訴大家萬萬不能打開。好奇的同學(xué)打開瓶塞，發(fā)現(xiàn)瓶底有水流出。心里就質(zhì)疑了：水是怎樣從瓶子底部流出來的呢？把瓶塞旋緊，發(fā)現(xiàn)水又不流了。帶著這種好奇，師生在課上逐步解決了這個(gè)問題。

在《浮力產(chǎn)生的原因》一節(jié)中，教師演示上浮、懸浮、下沉現(xiàn)象時(shí)通常會(huì)使用注水的乒乓球，但不易引發(fā)學(xué)生的興趣。因此筆者在教學(xué)中使用了日常生活中的茄子、橘子等物品，學(xué)生的興趣一下高漲起來。好奇促使他們希望深入了解身邊的事物，讓他們的思維更加通暢。

在講《光的折射》一節(jié)時(shí)，筆者先做了一個(gè)“磚塊浮起來了”的實(shí)驗(yàn)：在臉盆里放一塊磚，學(xué)生后移到恰好看不到磚的位置為止，然后慢慢地向臉盆里灌水，學(xué)生漸漸地看到沉在盆底的磚“浮”了起來。學(xué)生興趣盎然，驚奇不已，紛紛探討其所以然來了。

有了興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)變被動(dòng)為主動(dòng)，會(huì)勇于思考、善于思考，能激發(fā)其探索的好奇心，促使有效教學(xué)。

二、演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軓?qiáng)化學(xué)生直觀感受

對于分子、原子以及許多微觀過程，學(xué)生看不見、摸不著，更需要借助演示實(shí)驗(yàn)來模擬它們的運(yùn)動(dòng)，變無形為有形，使學(xué)生在腦海里建立起清晰的“物理模型”。例如在講授磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的洛侖茲力作用時(shí)，可以用馬蹄形磁鐵的磁場去改變從陰極射線管射出的電子流的軌跡，還可利用一套特殊的裝置把電子流在勻強(qiáng)磁場中的圓形軌跡像彩虹般地顯現(xiàn)在真空管中。

演示“離心現(xiàn)象”時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的地球模型呈橢球狀，物理與地理知識的完美結(jié)合，讓學(xué)生印象深刻。用甩干機(jī)模型甩干衣物讓學(xué)生見識了離心現(xiàn)象的威力。上演“甩體溫計(jì)”更是讓學(xué)生大開眼界，加深了他們的感官印象。

演示實(shí)驗(yàn)可以搞得有聲有色，例如用雞蛋演示物體的慣性、保險(xiǎn)絲的熔斷、尖端放電等，都是典型的例子。這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃畲笙薅鹊卣{(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，留給學(xué)生的印象也是終身難忘的。

三、演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解物理知識

學(xué)生往往因生活經(jīng)驗(yàn)不足，對抽象的物理概念、規(guī)律的理解與掌握存在著或多或少的困難，這就必須藉助教師在課堂上做好演示實(shí)驗(yàn)去補(bǔ)償。通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生身臨其境，得到清晰的感性認(rèn)識，進(jìn)而在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，經(jīng)過分析和推理、歸納和概括，上升到理性認(rèn)識，形成物理概念，導(dǎo)出物理規(guī)律。

例如，初中學(xué)生雖然天天生活在大氣之中，但是對大氣有沒有壓強(qiáng)是不太清楚的，有些人即使聽說過，也不一定信服。如果在課堂上成功地演示了“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”“覆杯實(shí)驗(yàn)” “噴泉實(shí)驗(yàn)”和“小試管在大試管中爬行實(shí)驗(yàn)”，讓他們看到大氣壓強(qiáng)存在的確證，其印象將是十分深刻的。

在講解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念時(shí)，筆者首先讓一張光盤和形狀、大小均相同的紙片從同一高度自由釋放，可以看到光盤比紙片落得快。這種現(xiàn)象學(xué)生早已司空見慣，并往往已形成了“重的物體比輕的物體落得快”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。接著筆者改變一下實(shí)驗(yàn)的做法，把紙片揉成一團(tuán)，再讓它與光盤同時(shí)從同高度釋放，兩者幾乎同時(shí)落地。在驚訝之余，學(xué)生思考得出：紙片與光盤下落快慢不同，是由于空氣阻力對它們影響不同的緣故。由此聯(lián)想到在沒有空氣的真空里，不論物體輕或重下落的快慢應(yīng)該毫無區(qū)別。接著演示“牛頓管實(shí)驗(yàn)”，這樣順流而下，一氣呵成，很自然地建立了自由落體運(yùn)動(dòng)的概念。

在“真空不能傳聲”的教學(xué)中，筆者將小鈴鐺放在盛滿CO2的集氣瓶中振動(dòng)可聽到鈴聲，然后向其倒入濃NaOH溶液，塞緊瓶塞并輕輕振蕩后，再次搖動(dòng)集氣瓶只看見鈴的振動(dòng)，卻聽不到聲音，學(xué)生非常好奇。教師隨即講述2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O這一化學(xué)反應(yīng)（消耗氣體，無氣體生成）制造真空，由此引申真空不傳聲，給學(xué)生留下深刻的印象。化學(xué)課上的實(shí)驗(yàn)，拿到物理課演示，這種巧妙結(jié)合，有助于學(xué)生形成物理概念，強(qiáng)化課堂教學(xué)的效果。

四、演示實(shí)驗(yàn)有助于幫助學(xué)生克服思維定勢

如講《慣性》時(shí)，可以做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖1所示，氫氣球通過易燃細(xì)線吊住一個(gè)很輕的不易燃的小物體，小物體系于A點(diǎn)，讓氫氣球上升，同時(shí)使B端細(xì)線燃燒，當(dāng)氫氣球上升到一定高度時(shí)，火燒到A點(diǎn)，小物體脫離氣球，這時(shí)會(huì)看到小物體先上升后下降。演示后，學(xué)生再碰到相關(guān)的試題，不會(huì)做錯(cuò)了。

再如講解《力的分解》時(shí)，取一個(gè)沉重的大砝碼放在桌面上，要用細(xì)線把它提起來，問學(xué)生用一根線易斷還是兩根線易斷？學(xué)生都說一根線易斷，但演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻相反:用一根線可將砝碼穩(wěn)穩(wěn)地提起，用兩根同樣的細(xì)線(故意使兩線間有一較大夾角)去提，卻一下就斷了。學(xué)生的思維定勢一下子被打破，大腦里產(chǎn)生了“興奮劑”，從內(nèi)心激發(fā)起了求知欲。

五、演示實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)技能

教師在課堂上進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)，其實(shí)是給學(xué)生做出的最好示范。所以教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)必須周密考慮、符合規(guī)范化要求，處處發(fā)揮典范和楷模的作用。例如在做電學(xué)類演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般應(yīng)先畫出電路圖，然后按圖接線；接線時(shí)要預(yù)先估計(jì)電壓高低和電流的大小，選擇合適的電表量程。還要注意到直流電表的正負(fù)接線柱不能接錯(cuò)等。通電前一定要認(rèn)真檢查線路，確認(rèn)無誤，才能通電。通電時(shí)要特別注意觀察儀表指針的偏轉(zhuǎn)情況，及時(shí)調(diào)整量程或改變電源電壓，使之能進(jìn)行觀察和精確讀數(shù)。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)有多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讀數(shù)時(shí)還應(yīng)注意有效數(shù)字的正確取位。在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后還應(yīng)進(jìn)行誤差分析。實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)將儀器整理好。以上這些都是學(xué)生進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該切實(shí)掌握的基本操作方法。嚴(yán)己律人，才能使學(xué)生心服口服。中學(xué)生具有很強(qiáng)的模仿性，長期的潛移默化、耳濡目染，一定能培養(yǎng)出學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和修養(yǎng)。

總之，在教學(xué)中我們應(yīng)充分挖掘演示實(shí)驗(yàn)的潛力，增加學(xué)生的興趣，強(qiáng)化學(xué)生的直觀感受，利用演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解物理概念與規(guī)律，克服思維定勢，同時(shí)通過教師的實(shí)驗(yàn)示范培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)意識，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。

2010-12-17

胡志凌，本科，中教一級。張曉雪，碩士，中教一級。楊宏，碩士，助理研究員。