高中物理演示實驗的選取與實踐

管海英

眾所周知，物理學是一門實踐性很強的學科.實驗是物理學的基礎(chǔ)，物理理論都源于實驗現(xiàn)象的歸納總結(jié)，而且經(jīng)過實驗的檢驗.演示實驗在物理教學中一直起著舉足輕重的作用.通過演示實驗，將各種物理過程生動、形象地展示出來，不但能激發(fā)學生學習物理的濃厚興趣，而且能幫助學生對教學內(nèi)容實現(xiàn)透徹理解和深刻記憶，把握物理概念和規(guī)律，從而達到事半功倍的效果.當然，在演示實驗前，需要教師認真研究，做好準備工作，針對不同的教學內(nèi)容，選取和開展相應(yīng)的演示實驗，最大限度地發(fā)揮演示實驗的作用.

一、選取目的明確的實驗

首先，要根據(jù)不同的教學內(nèi)容和要求，選擇合適的實驗，讓學生積極思考，探究物理概念和規(guī)律.

例如，在講“平拋運動”時，可供選擇的演示實驗比較多，可以讓學生從多個實驗中總結(jié)相同的規(guī)律.如拋出的粉筆頭、桌上彈出的小物塊、礦泉水瓶中水的噴射、平拋運動演示儀、閃光照相等.

其次，在確定演示實驗后，針對實驗的進行提出相關(guān)問題讓學生思考，啟發(fā)他們開展探究活動.

例如，在講“摩擦力”時，可以邊做實驗邊提示學生思考一些問題.如：摩擦力的大小一定與正壓力有關(guān)嗎？為了研究這個問題，我們用彈簧秤拉木塊，使其在桌面上作勻速直線運動，這時彈簧秤對木塊的拉力就等于木塊與桌面間的滑動摩檫力.然后在木塊上加一個重物，增大木塊與桌面間的壓力，這時發(fā)現(xiàn)，木塊做勻速運動時彈簧秤的拉力增大了.這時提問：現(xiàn)在看到了什么變化？學生很自然回答壓力大了，拉力大了.這就很順利地得出“兩個物體間的滑動摩檫力的大小跟這兩個物體之間的正壓力有關(guān)”的結(jié)論.接著進行下一實驗，用一定力推講臺，講臺不動，問為什么？再用更大的力推仍然沒推動，又問自然還是同一答案.繼續(xù)問：兩次的力相同嗎？壓力相同嗎？這次的結(jié)果是摩擦力與壓力無關(guān).再提示兩個實驗研究的問題本質(zhì)在哪里，啟發(fā)學生探究問題和總結(jié)實驗規(guī)律，這樣一來，學生就能比較輕松地掌握該節(jié)課的內(nèi)容.

二、選取直觀性強的實驗

在教學中，進行演示實驗的目的就是讓學生能直接觀察到現(xiàn)象，明確演示實驗所要揭示的規(guī)律、原理，因此，直觀性是演示實驗的最基本要求.

首先，物理過程的變化要顯著.為了使現(xiàn)象明顯，選擇的儀器的尺寸要大，尤其是觀察部分的尺寸要大、刻度線條要粗，要使教室內(nèi)最遠的學生也能看清.必要時可以借助投影、機械放大、光杠桿、放大電路等手段增強現(xiàn)象的明顯性，提高觀察效果.

其次，儀器擺放的位置，被觀察主體與背景的色調(diào)對比等也會影響觀察的效果.

第三，儀器簡單，過程明了.

例如，我們用橢圓墨水瓶演示微小形變現(xiàn)象，效果就比用復(fù)雜的光桿系統(tǒng)裝置要好，同時及時啟發(fā)學生：微小形變從哪體現(xiàn)出來的，還可以使它更明顯嗎？你會怎樣做？這些問題都是學生能經(jīng)過觀察而探究出來的.

第四，親身體驗，多種感官并用.

例如，在講聲音能在固體中傳播時，讓學生耳貼桌面，同時用手指敲打桌面聽到聲音.這種參與會使學生更易融入到課堂，也親自感受到實驗的魅力.

三、選取成功率高的實驗

成功的實驗可以增加學生對教學知識的可信度，提高課堂教學效益.所以，在開展演示實驗前，要作好充分準備，保證演示實驗成功.

首先，要掌握實驗原理，依據(jù)實驗原理來設(shè)計和規(guī)劃實驗.

例如，電容器實驗，我們一般認為比較難做，電容器的充、放電過程學生往往感到抽象難懂，而用常規(guī)的演示實驗來觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的效果又不盡如人意.如果用發(fā)光二極管來演示電容器的充、放電現(xiàn)象 ，就能夠產(chǎn)生形象、直觀的效果.倘若再略作改進，增加一個或幾個電容 ，還能夠完成電容器的串聯(lián)和并聯(lián)的演示.

其次，要注意環(huán)境條件.有些實驗的成敗與環(huán)境等外界條件很有關(guān)系.

例如，空氣的濕度對靜電實驗很有影響，這點可由學生探究得出.

四、選取有探究性的實驗

一方面，演示實驗?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料，幫助學生認知物理現(xiàn)象，另一方面，演示實驗也能夠把抽象的物理規(guī)律變得更形象，易于理解.在這過程中，需要學生觀察、思考，進行探究，來獲得規(guī)律的認識和發(fā)展能力.而且，這方面是開展演示實驗的最終目的和意義所在.因此，在選取、設(shè)計和進行演示實驗時，我們必須在探究性上下工夫.當生動的演示現(xiàn)象出乎學生的意料之外時，認知的矛盾將上升為思維的動力.

例如，在演示“液體具有慣性”實驗時，當刺破氣球那一瞬間，球內(nèi)水完全呈現(xiàn)出氣球的形狀時，學生定會非常吃驚而感嘆：液體也有慣性呀！從而很自然問到：那氣體也有慣性嗎？互相討后試問：生活中哪些氣體能較清楚地看到？學生的思維一旦活躍就能說出老師心中所想了，最后啟發(fā)學生思路找到答案.這種具有探究性的演示實驗，能夠推動學生思維、促使他們不斷探討，進而掌握物理知識，了解物理規(guī)律，并獲得探究能力.