改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)效果的案例分析

張義勇

(江蘇省常州外國語學(xué)校,江蘇　常州　213000)

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改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)效果的案例分析

張義勇

(江蘇省常州外國語學(xué)校,江蘇常州213000)

摘要：基于教學(xué)實(shí)踐,筆者用教學(xué)實(shí)例總結(jié)了改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)的三類方法:借助信息技術(shù)展示真實(shí)的物理規(guī)律，用直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象體現(xiàn)隱性的原理，用更明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象震撼學(xué)生心靈.

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn);效果改進(jìn);教學(xué)實(shí)踐

物理學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的自然學(xué)科,演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)必不可少的一部分.而演示實(shí)驗(yàn)也存在下述困難:一是現(xiàn)實(shí)的物品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以直接演示;二是有些物理原理比較抽象,難以直接觀察;三是部分演示實(shí)驗(yàn)效果不明顯,全班同學(xué)的可觀察度不高.如果克服了這些困難,演示實(shí)驗(yàn)服務(wù)于物理教學(xué)的效益將大大提高.

1借助信息技術(shù)展示真實(shí)的物理規(guī)律

為了說明照相機(jī)鏡頭調(diào)節(jié)的規(guī)律,一些教師利用網(wǎng)上購買的照相機(jī)模型組織學(xué)生探究,但此模型調(diào)節(jié)能力有限,展示物距、像距變化的規(guī)律不理想.也有教師用凸透鏡、蠟燭(或“F”光源)和光屏進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),物距、像距的變化規(guī)律雖然明顯,但畢竟是“模擬”探究,可信度有限.既然如此,為何不用真正的照相機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示呢？

如圖1所示,筆者用單反、外置攝像頭和幾個小物品,配合電腦進(jìn)行實(shí)時投影,演示了照相機(jī)鏡頭調(diào)節(jié)的原理,教學(xué)效果較好.

圖1

筆者選用的是尼康50mm“定焦”鏡頭,配合尼康D7000的單反相機(jī),借助Camera Control Pro軟件,就可以實(shí)時觀看照相機(jī)感光片上的內(nèi)容.為了看清楚鏡頭的伸縮過程,再利用一個外置攝像頭對準(zhǔn)照相機(jī)的鏡頭,借助攝像頭錄像軟件,又可以實(shí)時觀看鏡頭的伸縮過程.如圖2所示,以上兩個窗口通過電腦,投射在教室的大屏幕上,方便學(xué)生觀察.

如圖2內(nèi)的右側(cè)窗口,教師可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)時取景框,選擇遠(yuǎn)近不同的幾個物品,讓照相機(jī)自動對焦，左側(cè)窗口顯示鏡頭伸縮過程.同時觀察兩個窗口的內(nèi)容并加以分析,很快就能總結(jié)出“物體靠近鏡頭,鏡頭需要向前伸,以增大鏡頭與感光片之間距離”的規(guī)律.

圖2

信息化的技術(shù)手段服務(wù)于物理教學(xué),有利于增強(qiáng)物理演示實(shí)驗(yàn)的可視性,提高演示實(shí)驗(yàn)的可信度.善用信息技術(shù),還能在信息采集、數(shù)據(jù)處理和分析等方面獲得更大的優(yōu)勢.

2用直觀的實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)隱性的原理

“場”是物理學(xué)中較為抽象的一個概念,由于看不見、摸不著,我們只能通過場對其他物體的作用來認(rèn)識它.如通過放入磁場的小磁針和鐵屑的變化來體現(xiàn)磁場.有沒有類似的實(shí)驗(yàn)可以直觀地展現(xiàn)電場呢？

筆者利用輝光球、測電筆和靜電棒直觀地展示電場,讓學(xué)生印象深刻.如圖3所示,在通電的輝光球附近放置測電筆,

測電筆可以懸空放置(不接觸輝光球),其內(nèi)部氖管能夠持續(xù)發(fā)光，這說明在氖管的兩側(cè)存在電勢差,進(jìn)而說明輝光球周圍存在靜電場.

圖3

教師還可以改變測電筆擺放的位置和角度,觀察氖管亮度的變化,生成關(guān)于輝光球周圍靜電場的更多教學(xué)資源.

針對物理學(xué)上“隱性”的原理,單憑講授很難讓學(xué)生理解到位,而借助直觀的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生經(jīng)過觀察和分析,自主認(rèn)識其背后的物理原理,有助于提高學(xué)生的觀察能力和分析能力.

3用明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象震撼學(xué)生的心靈

在白光的色散與合成實(shí)驗(yàn)中,常見的方法是用平行光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn).但由于燈泡的功率小、亮度弱,實(shí)驗(yàn)效果不是十分理想.在蘇科版教師教學(xué)用書的啟發(fā)下,筆者利用幻燈機(jī)和三棱鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,效果十分明顯.

如圖4所示,筆者將兩本書貼近放置,遮住幻燈機(jī)上側(cè)的玻璃板,在教室的白墻上獲得一條水平白光帶.將三棱鏡放在平面鏡外側(cè)的適當(dāng)區(qū)域,可以發(fā)現(xiàn)白墻上的白色光帶變成彩色光譜.實(shí)驗(yàn)者調(diào)整平面鏡角度并適當(dāng)旋轉(zhuǎn)三棱鏡,還能在白墻上得到彎曲程度相反、顏色排列也相反的另一條彩色光譜.

如圖5所示,改變課本放置的角度,在白墻上獲得一條豎直的白光帶,就可以利用兩只三棱鏡演示“白光的色散與合成”,實(shí)驗(yàn)效果也很理想.

經(jīng)過對比,筆者發(fā)現(xiàn)這樣的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)有以下幾個明顯的優(yōu)點(diǎn):首先幻燈機(jī)的燈泡功率大,發(fā)光亮度高,實(shí)驗(yàn)效果更好;其次是用兩本書的夾縫來制造一條光帶,簡便易行;再次是用白墻做光屏,顯示白光帶被分解成彩色光譜，再合成白光帶,方便全班同學(xué)觀察;第四是課堂可以生成的資源十分豐富.在圖4中可以顯示排列方式不同的彩色光譜帶,引導(dǎo)學(xué)生思考光線通過三棱鏡的色散規(guī)律;在圖5中白光色散又合成白光,但亮度減弱并且有一定的位置偏移,可以作為后續(xù)光能和折射的探究資源.

通過此類明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合教師的教學(xué)組織,既震撼了學(xué)生的心靈，又生成了豐富的教學(xué)資源,真可謂收效頗豐.