遵循原則，拓寬農(nóng)村初中物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與優(yōu)化的對(duì)策

陳國(guó)強(qiáng)

【摘要】 物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)探究對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的一種重要手段，而演示實(shí)驗(yàn)則是重要的組成部分和教學(xué)形式。如何改進(jìn)和優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)，是我們每一位物理教師需要認(rèn)真思考、學(xué)習(xí)和研究的問題。成功的、創(chuàng)新的演示實(shí)驗(yàn)是提高物理課堂教學(xué)效率的重要保證。

【關(guān)鍵詞】 初中物理 演示實(shí)驗(yàn) 課堂教學(xué) 改進(jìn)與優(yōu)化

一、當(dāng)前我校物理演示實(shí)驗(yàn)存在的一些不良現(xiàn)狀分析

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含著極其豐富的創(chuàng)新教育內(nèi)容，為素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)造性人才提供了極好的載體。隨著物理新課程的逐步推進(jìn)。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課程理念已經(jīng)被大家所普遍接受。隨著中學(xué)物理新課程改革的實(shí)施，物理演示實(shí)驗(yàn)得到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。但在實(shí)際教學(xué)中，我校（注：我校為山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校，屬薄弱學(xué)校）仍存在：演示實(shí)驗(yàn)數(shù)目達(dá)不到教學(xué)大綱要求，或連實(shí)驗(yàn)都不做的不良情況，嚴(yán)重制約教學(xué)質(zhì)量的提高。課堂演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀的不滿意，主要存在以下主觀和客觀原因：

第一，主觀上：舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念跟不上新課程的要求，存在一定的落差。首先，學(xué)校和教師受傳統(tǒng)教育的影響，普遍存在重理論輕實(shí)驗(yàn)的思想，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)和重要性認(rèn)識(shí)不夠，把物理實(shí)驗(yàn)僅僅當(dāng)成是可有可無(wú)的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法普遍采用講授法，不少教師認(rèn)為學(xué)生不會(huì)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)不要緊，只會(huì)動(dòng)筆考實(shí)驗(yàn)就可以了，因此引發(fā)了“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)” “講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”的荒唐之計(jì)。其次，科技的飛速發(fā)展，多媒體進(jìn)入課堂，使得部分教師過分追求、迷戀多媒體模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看看了事，不重視讓學(xué)生觀察實(shí)物和實(shí)際操作。總而言之，目前相當(dāng)數(shù)量的教師不做或少做實(shí)驗(yàn)，放棄了運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的直觀教學(xué)方法，這一現(xiàn)狀嚴(yán)重妨礙了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的人才，這樣教出來(lái)的學(xué)生一遇到實(shí)物實(shí)驗(yàn)就束手無(wú)策，不知道如何動(dòng)手。

第二，客觀上：（1）教材上部分實(shí)驗(yàn)器材過于繁雜，實(shí)驗(yàn)存在較大的不確定性，教師開展起來(lái)有很大難度，導(dǎo)致教師不敢去做。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置缺乏生活性，趣味性，對(duì)學(xué)生思維的啟發(fā)作用有限。（3）演示實(shí)驗(yàn)的數(shù)量有待增加，往往一個(gè)問題只設(shè)置一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，教師開展的自由度受很大限制。（4）演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)形式單一，學(xué)生接受有一定難度。

二、物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和優(yōu)化

既然物理演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中有著舉足輕重的作用，那么對(duì)于我們的物理一線教學(xué)人員對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和優(yōu)化任重而道遠(yuǎn)。以下就是筆者進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和優(yōu)化對(duì)策的點(diǎn)滴見解。

第一，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化需要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。演示?shí)驗(yàn)必須緊密配合課堂教學(xué)，選題最好和教材一致，內(nèi)容要精煉，現(xiàn)場(chǎng)要求清楚，能說明問題，要防止脫離教材而隨意取材，且內(nèi)容又過于龐雜，以至使學(xué)生眼花繚亂，其結(jié)果往往是喧賓奪主，這樣不但起不到應(yīng)有的作用，反而會(huì)分散學(xué)生注意力，影響課堂教學(xué)的正常進(jìn)行。

如：講解“分子之間的引力和斥力”，人眼無(wú)法看到分子，學(xué)生理解非常困難。通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：用彈簧和小球來(lái)描述分子之間的引力和斥力（這也是模型法的典范）。演示過程：在一根彈簧的兩端分別加一個(gè)小球，演示時(shí)分別壓縮彈簧演示斥力，拉伸彈簧演示引力，然后再向?qū)W生講解分子間斥力和引力同時(shí)存在的知識(shí)，還可進(jìn)一步演示壓縮或拉伸該裝置，讓學(xué)生分析其中斥力和引力的變化情況及最終表現(xiàn)結(jié)果，這樣可把“看不見”變?yōu)椤翱吹靡姟?，讓學(xué)生明確該實(shí)驗(yàn)的要求和目的，使學(xué)生對(duì)該知識(shí)全面掌握。

第二，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化要能激發(fā)學(xué)生好奇心，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有無(wú)興趣，是能否積極思維和具有求知欲望的重要前提。一般來(lái)說，初中學(xué)生在剛剛接觸物理時(shí)，都有一種新奇感。這種好奇心如果得不到及時(shí)培養(yǎng)，可能很快消失。

實(shí)驗(yàn)一：在講解“汽化吸熱”的知識(shí)時(shí)，我做了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)“燒不壞的手絹”： 將兩份酒精和一份水兌在一起，將手絹放到兌了水的酒精里浸濕，然后將手絹從杯子里取出，稍微擰一下，再將手絹掛在鐵絲上，用火柴將手絹點(diǎn)燃，由于手絹有水，燃燒后的手絹完好無(wú)損，學(xué)生對(duì)這現(xiàn)象很驚訝，激發(fā)了他們的求知欲望，加深了他們對(duì)“汽化吸熱”知識(shí)的理解。

實(shí)驗(yàn)二：在講解“大氣壓強(qiáng)”時(shí)做了“雙試管實(shí)驗(yàn)”，該演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，簡(jiǎn)單易操作，能很好地激發(fā)學(xué)生的好奇心。演示過程：取試管兩支，大小不同，小試管剛好能裝進(jìn)大試管為宜。（1）將小試管插入大試管中。（2）將兩支試管口朝下同時(shí)倒過來(lái)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（此時(shí)小試管會(huì)掉出來(lái)。）（3）在大試管中裝入適量的水。（4）將小試管插入裝有水的大試管中。（5）將兩支試管口朝下同時(shí)倒過來(lái)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（可以清楚地看到小試管在大試管中緩慢上升，直至大試管頂部，大試管里的水不斷往下滴。）

第三，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化需要注意實(shí)驗(yàn)效果的直觀性和明顯性。直觀性是教育學(xué)中的一條教學(xué)原則，在演示實(shí)驗(yàn)中能否讓學(xué)生利用他們的視聽器官（或其他器官），直接感觸到所表現(xiàn)的物理現(xiàn)象的特征，是演示成功的關(guān)鍵所在。而演示的明顯性是說要演示的物理現(xiàn)象讓每個(gè)學(xué)生都能明顯地觀察到。例如：平時(shí)我校的電學(xué)演示實(shí)驗(yàn)采用的器材都是上世紀(jì)所留的“老古董”，設(shè)備殘舊，尺寸較小，連接的導(dǎo)線是最原始的接駁方式，演示效果非常差，學(xué)生學(xué)習(xí)提不起激情。經(jīng)過與學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的溝通協(xié)調(diào)，物理室采購(gòu)了一批“磁吸式電學(xué)演示箱”，全新的電學(xué)元件（電池、開關(guān)、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表和電阻等）都用磁吸的方式展現(xiàn)在黑板上，而且電流表、電壓表的儀器尺寸都比較大，做電學(xué)演示時(shí)，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯著、直觀，又能對(duì)演示過程出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行及時(shí)糾正。能讓學(xué)生直接地觀察到物理過程，認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì)，而不需要過多的拐彎抹角，受其他因素干擾，增強(qiáng)現(xiàn)象的明顯性，大大提高觀察效果，而且設(shè)備新穎，容易吸引學(xué)生專注于課堂教學(xué)。又如，我在做“凸透鏡成像規(guī)律”的演示中，所選的物體不再是蠟燭，而是自己加工制成的發(fā)光二極管“F”板，這樣用LED燈珠代替蠟燭，既排除燭焰易受氣流影響的不穩(wěn)定因素，又減少了空氣污染，還增強(qiáng)了安全性，演示效果是非常明顯的。

第四，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化需要方便操作，能普及推廣，學(xué)生樂于接受。實(shí)驗(yàn)器材來(lái)源于生活，來(lái)自于學(xué)生身邊，取材方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，容易喚醒他們的再認(rèn)識(shí)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。例如：在講解“大氣壓強(qiáng)”時(shí)所做的“吞蛋實(shí)驗(yàn)”。優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備簡(jiǎn)單，只需一個(gè)氣球并充水就可以了，比用雞蛋經(jīng)濟(jì)。（2）成功率高， 氣球大小可調(diào)，很好地適應(yīng)不同大小的瓶口，實(shí)驗(yàn)極易成功完成。（3）實(shí)驗(yàn)重復(fù)性很強(qiáng)，可以方便地在多個(gè)班級(jí)進(jìn)行演示。又如：在講解“氣體膨脹做功”時(shí)所改進(jìn)過的演示實(shí)驗(yàn)：找一個(gè)空礦泉水瓶，給里面倒入少量水，將瓶塞的螺絲擰大約一半（要求不漏氣），用力迅速擰礦泉水瓶，直到看到瓶塞被氣體打出為止（注意不能對(duì)人），瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”。 在課堂表演，也可引導(dǎo)學(xué)生在課堂分組比賽，看看哪個(gè)小組先把瓶塞打出，分析實(shí)驗(yàn)過程中的能量轉(zhuǎn)化和瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”的原因。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，器材信手拈來(lái)， 還增加了互動(dòng)性，學(xué)生樂于接受。

第五，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化需要注意科學(xué)性、精確性和操作規(guī)范。物理實(shí)驗(yàn)的操作有嚴(yán)格的步驟和程序，要求操作嚴(yán)謹(jǐn)。因此對(duì)教師要有專業(yè)知識(shí)，對(duì)自己的教學(xué)內(nèi)容相當(dāng)熟悉，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中得心應(yīng)手，并在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)合理的解釋，另外，在進(jìn)行的演示教學(xué)過程中要對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)預(yù)先的認(rèn)識(shí)過程，力求一次成功。例如：在演示“焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)中，要對(duì)本實(shí)驗(yàn)的器材特點(diǎn)事先掌握，實(shí)驗(yàn)的各要素（電阻的阻值大小，是串聯(lián)還是并聯(lián)，通電時(shí)間的長(zhǎng)短，電流大小等）是怎樣控制的，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是要觀察什么？特別是要強(qiáng)調(diào)本實(shí)驗(yàn)的要求比較高，就是氣密性要好！否則實(shí)驗(yàn)就很容易失敗。本實(shí)驗(yàn)是要求學(xué)生會(huì)觀察U形玻璃管液面來(lái)判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少，但本實(shí)驗(yàn)裝置尺寸較小，學(xué)生不易觀察。在演示中我對(duì)實(shí)驗(yàn)又進(jìn)行了優(yōu)化：運(yùn)用多媒體的展臺(tái)功能，把U形玻璃管的液面高度差投影到黑板上，擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，效果非常直觀、清晰！

第六，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化要注意講練結(jié)合，確保安全實(shí)驗(yàn)。發(fā)生實(shí)驗(yàn)事故，不僅會(huì)使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生畏懼，造成學(xué)生的心理障礙，影響學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣，更重要的是影響師生的身心健康。因此，教師要充分認(rèn)識(shí)儀器、產(chǎn)品性能、反應(yīng)原理和工作原理，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟和規(guī)范操作，同時(shí)采取必要的預(yù)防措施，對(duì)個(gè)別高溫、高壓下易爆或易燃、易中毒的實(shí)驗(yàn)，更要特別重視，防范于未然。例如：在演示“壓縮空氣引火”實(shí)驗(yàn)中，為增加實(shí)驗(yàn)的觀賞效果，改進(jìn)為：取一根火柴，用小刀刮下藥粉，倒入引火儀的玻璃管底部， 用力下壓活塞一次（以便升高一些溫度，起到預(yù)熱作用），提升后換氣并用力迅速壓下活塞，火柴被壓燃，效果很好，即使在冬天也同樣能成功完成本實(shí)驗(yàn)。（強(qiáng)調(diào)：為了安全起見，火柴的藥量不能太多，否則會(huì)引起爆炸！）又如：在演示“短路”實(shí)驗(yàn)中，以往都是用220V的電壓進(jìn)行，觀察保險(xiǎn)絲的熔斷情況，過程短又驚險(xiǎn)，容易引起學(xué)生的恐慌！現(xiàn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如下：用錫箔紙代替熔絲，用鱷魚夾夾住，將電源電壓降為6V，短路時(shí)可看到錫箔紙燃燒，效果很好。

三、體會(huì)與總結(jié)

教學(xué)不只是教師教學(xué)生學(xué)的過程，更是師生交往、積極互動(dòng)、共同發(fā)展的過程?？傊?，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要保證在規(guī)范性、科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性的前提下，結(jié)合我們自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)校固有的教學(xué)條件，在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索與創(chuàng)新，逐漸摸索出越來(lái)越多的經(jīng)過改進(jìn)和優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)，讓山區(qū)學(xué)校的學(xué)生也能進(jìn)行科學(xué)探究，掌握一定的科學(xué)技能，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為素質(zhì)教育貢獻(xiàn)一份力量，為新課程教學(xué)改革做出應(yīng)盡的努力！