中學物理演示實驗改進探究

楊云

【摘 要】物理學是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學科，課堂演示實驗是中學物理實驗教學的重要組成部分，也是最受學生歡迎的實驗形式，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識不可或缺的環(huán)節(jié)，而且還能培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、探索精神，以及掌握良好的學習方法。

【關(guān)鍵詞】中學物理 演示實驗 實驗?zāi)康?/p>

一 現(xiàn)行中學物理演示實驗開展的現(xiàn)狀

關(guān)于中學物理演示實驗，我國廣大物理教師和實驗工作者通過不斷的精心設(shè)計和長期實踐，已經(jīng)創(chuàng)造了多種儀器設(shè)備和有效的試驗方法，積累了許多寶貴的經(jīng)驗，留下了很多有價值的資料，可供我們學習參考。

目前，學生普遍感覺物理“難學”，其原因之一就是物理教學中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達的國家非常重視物理實驗教學。如日本初中物理的教學課時數(shù)只有75課時，但安排的學生實驗有20個，演示實驗有130個?？梢姡毡緦W生在實驗方面得到的訓練和探究問題能力的培養(yǎng)比我國學生要多得多，日本學生的實驗心理素質(zhì)比我國學生也要強得多。而中國許多物理教師都不同程度地只重視理論的講授和解題能力培養(yǎng)，忽視了對學生動手能力的培養(yǎng)。特別是一些偏遠地區(qū)的學校，由于教學經(jīng)費的不足儀器設(shè)備陳舊簡陋，藥品、器材嚴重短缺，這都制約了實驗教學的正常開展。還有些演示實驗，雖然理論分析可行但在實際操作過程中并不十分理想。比如會出現(xiàn)科學性不強、對比度差、現(xiàn)象不明顯、操作繁瑣、耗時等狀況，有些教師為了完成課堂教學計劃，只是“照方抓藥”匆匆地演示一遍，對實驗中存在的問題只隨意地找些理由搪塞過去，或者干脆變做實驗為畫實驗、講實驗。由于放松了對演示實驗的要求，自然影響了課堂演示實驗教學的效果。

新課程標準對實施演示實驗時特別強調(diào)“在觀察演示實驗時，不僅要學生關(guān)注所觀察的現(xiàn)象，同時要讓學生理解該現(xiàn)象是用來說明什么問題和怎樣說明問題的”。為了能真正達到培養(yǎng)學生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學的思維方法，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力的目的，從而進一步提高學生學習物理的興趣和愛好，調(diào)動他們的學習積極性，發(fā)揮其主觀能動作用，物理教師應(yīng)進一步加強對演示實驗改進的研究，改善或自主創(chuàng)造實驗條件。比如，改進實驗方法，用簡單的儀器代替笨重或短缺的儀器，使演示實驗?zāi)艹浞职l(fā)揮可靠、直觀、簡捷的優(yōu)點，體現(xiàn)其真實、形象、生動的特點，縮小與世界先進國家實驗教學的差距，順應(yīng)新課程標準的要求。在當前我國中學教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的過程中，一定要打破傳統(tǒng)的“老師操作、學生觀察”或“變操作演示實驗為講說演示實驗”的演示實驗教學模式。

二 演示實驗改進可遵循的原則

1.實驗的科學性要強

演示實驗復現(xiàn)的物理現(xiàn)象一定要正確、真實、科學。誤差是難免的，但不能為了避免誤差而匆匆拼湊數(shù)據(jù)，欺騙學生，也不能把任何不正確的實驗結(jié)果都歸于誤差而了結(jié)，要很好地分析誤差產(chǎn)生的原因，盡量減少誤差。例如，在演示萘的熔化和凝固時，實驗測得萘的熔點常常不是80℃或不是保持80℃不變。原因是什么呢？反復實驗后可以總結(jié)出出現(xiàn)此情況的四個原因及改進措施：一是煤油溫度計不夠準確，改用水銀溫度計較為準確；二是萘粉要純，比如選擇化學純萘粉；三是酒精燈加熱要緩慢均勻，使杯中水溫與試管中萘粉溫度差不超過3℃；四是用攪拌器攪拌萘粉時要認真、細致，使其受熱均勻。總之，一定要培養(yǎng)學生科學的實驗態(tài)度和實事求是的精神。

2.有明確的實驗?zāi)康?、增強實驗對比?/p>

在演示一個實驗之前首先要明確它的實驗?zāi)康摹Ｒ宄嶒炇欠?wù)于課堂教學的，不能為了做實驗而做實驗，所以課前一定要做好充分的準備，要設(shè)計好演示程序，創(chuàng)造條件讓學生抓住觀察對象，明確觀察目的。不僅如此，還要增加實驗對比度，實驗過程要做到讓學生一目了然。

例如，聲音的傳播是需要介質(zhì)的，但并不是每個學生都對此深信不疑。教材中是這樣設(shè)計的：把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽取其中的空氣，同時注意聲音的變化。這樣只能讓學生生硬地得出“有介質(zhì)聲音才能傳播”的結(jié)論?？梢赃@樣改進：先在一只玻璃罩內(nèi)放一只小型訊號發(fā)生器，在外面用一架收音機來接收，能夠聽到訊號聲，把鐘罩的空氣抽去仍然不影響收音機的正常接收。接下來將訊號發(fā)生器換成一臺鬧鐘，當鐘罩內(nèi)的空氣抽去后卻聽不到聲音了。改進后的實驗讓學生很容易對比得出“聲音的傳播需要介質(zhì)，而電磁波的傳播不需要介質(zhì)”的結(jié)論。

改進后的實驗增加了對比度，目的明確，同時也會激發(fā)學生的學習興趣。

3.提高實驗的成功率

只有成功的演示實驗才能幫助教師順利完成教學任務(wù)，一個理論上設(shè)計得再完美的演示實驗，如果在實際操作過程中成功率低，不能很好地為課堂教學服務(wù)，它也是不成功的。

例如，初三年級演示“壓縮空氣改變內(nèi)能”實驗，雖然理論分析可行，但在實際操作中存在的問題是：引火儀的密封性差，并且需要較大的壓力，這都使實驗的成功率難以保證。經(jīng)過大量實踐可以這樣改進：以火柴頭來代替硝化棉，在活塞上涂層黃油以保證密封良好，只需迅速將引火儀手柄下壓即可。改進后的實驗成功率100%，而且火光和濃煙明顯。改進后，成功率高，實驗的效果好，操作容易，同時調(diào)動了學生的積極性，激發(fā)了他們的求知欲，知識點也容易掌握。

4.力求取材簡單，操作方便

在改進演示實驗時，要盡可能地選用簡單的器材來演示，并使操作過程簡單化。因為操作繁瑣會分散學生的注意力，同時讓他們感覺到實驗原理理解起來困難，無形中影響了試驗的效果。我們提倡“瓶瓶罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”，這樣不單為學校節(jié)約了開支，而且由于取材為學生所熟悉，學生更感興趣，對開發(fā)學生智力、提高學生素質(zhì)有著重要的作用。

綜上所述，演示實驗改進不是為“改”而改，也不是標新立異，而是為了使多多少少存在問題的現(xiàn)行部分中學物理演示實驗更趨于完善，為了不斷提高物理課堂教學的質(zhì)量。