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

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

一、演示實驗?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力。演示實驗則是激發(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)達到一個小高潮，同時為高中學(xué)習(xí)示波器奠定了一定的基礎(chǔ)。

在講《大氣壓強》時，筆者拿出一個瓶子說這是《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)象時通常會使用注水的乒乓球，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，筆者先做了一個“磚塊浮起來了”的實驗：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)會變被動為主動，會勇于思考、善于思考，能激發(fā)其探索的好奇心，促使有效教學(xué)。

二、演示實驗?zāi)軓娀瘜W(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，更需要借助演示實驗來模擬它們的運動，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動電荷的洛侖茲力作用時，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，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”更是讓學(xué)生大開眼界，加深了他們的感官印象。

演示實驗可以搞得有聲有色，例如用雞蛋演示物體的慣性、保險絲的熔斷、尖端放電等，都是典型的例子。這些實驗?zāi)軌蜃畲笙薅鹊卣{(diào)動學(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、演示實驗幫助學(xué)生理解物理知識

學(xué)生往往因生活經(jīng)驗不足，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驗去補償。通過演示實驗，讓學(xué)生身臨其境，得到清晰的感性認識，進而在教師的啟發(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)嶒灐薄案脖瓕嶒灐?“噴泉實驗”和“小試管在大試管中爬行實驗”，讓他們看到大氣壓強存在的確證，其印象將是十分深刻的。

在講解自由落體運動的概念時，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”的錯誤觀點。接著筆者改變一下實驗的做法，把紙片揉成一團，再讓它與光盤同時從同高度釋放，兩者幾乎同時落地。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“牛頓管實驗”，這樣順流而下，一氣呵成，很自然地建立了自由落體運動的概念。

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，再次搖動集氣瓶只看見鈴的振動，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)課上的實驗，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，強化課堂教學(xué)的效果。

四、演示實驗有助于幫助學(xué)生克服思維定勢

如講《慣性》時，可以做這樣一個實驗，如圖1所示，氫氣球通過易燃細線吊住一個很輕的不易燃的小物體，小物體系于A點，讓氫氣球上升，同時使B端細線燃燒，當(dāng)氫氣球上升到一定高度時，火燒到A點，小物體脫離氣球，這時會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，不會做錯了。

再如講解《力的分解》時，取一個沉重的大砝碼放在桌面上，要用細線把它提起來，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，但演示實驗結(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、演示實驗有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和實驗技能

教師在課堂上進行的演示實驗，其實是給學(xué)生做出的最好示范。所以教師在進行演示實驗時必須周密考慮、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)類演示實驗時，一般應(yīng)先畫出電路圖，然后按圖接線；接線時要預(yù)先估計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接線柱不能接錯等。通電前一定要認真檢查線路，確認無誤，才能通電。通電時要特別注意觀察儀表指針的偏轉(zhuǎn)情況，及時調(diào)整量程或改變電源電壓，使之能進行觀察和精確讀數(shù)。記錄實驗數(shù)據(jù)應(yīng)有多組實驗數(shù)據(jù)，讀數(shù)時還應(yīng)注意有效數(shù)字的正確取位。在得出實驗結(jié)論后還應(yīng)進行誤差分析。實驗完畢應(yīng)將儀器整理好。以上這些都是學(xué)生進行電學(xué)實驗應(yīng)該切實掌握的基本操作方法。嚴己律人，才能使學(xué)生心服口服。中學(xué)生具有很強的模仿性，長期的潛移默化、耳濡目染，一定能培養(yǎng)出學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和修養(yǎng)。

總之，在教學(xué)中我們應(yīng)充分挖掘演示實驗的潛力，增加學(xué)生的興趣，強化學(xué)生的直觀感受，利用演示實驗幫助學(xué)生理解物理概念與規(guī)律，克服思維定勢，同時通過教師的實驗示范培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗意識，進而促進學(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。