周志

摘要：觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)和研究物理問(wèn)題的基本方法.演示實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科教學(xué)中最常見(jiàn)的手段，是深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方式，是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特方法.演示實(shí)驗(yàn)是指為配合教學(xué)內(nèi)容由教師操作表演示范的實(shí)驗(yàn)，它是連接認(rèn)識(shí)的主體和認(rèn)識(shí)的客體的紐帶，能將一些抽象的物理概念和規(guī)律形象化，還能將教師的思維方法、操作技能展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思索，使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律達(dá)到“事半功倍”的作用.物理概念和規(guī)律的建立，在很大程度上依賴于物理演示實(shí)驗(yàn).

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；考量指標(biāo)；有效性；研究

1物理演示實(shí)驗(yàn)的作用和地位

觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)和研究物理問(wèn)題的基本方法.演示實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科教學(xué)中最常見(jiàn)的方法，是深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方式，是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特方法.演示實(shí)驗(yàn)是指為配合教學(xué)內(nèi)容由教師操作表演示范的實(shí)驗(yàn)，它是連接認(rèn)識(shí)的主體和認(rèn)識(shí)的客體的紐帶，能將一些抽象的物理概念和規(guī)律形象化，還能將教師的思維方法、操作技能展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思索，使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律達(dá)到“事半功倍”的作用.物理概念和規(guī)律的建立，在很大程度上依賴于物理演示實(shí)驗(yàn).

有些物理概念和規(guī)律，學(xué)生在生活中很少感知，那么在主體和認(rèn)識(shí)客體間就缺少必要的中介物.例如：在講電和磁的關(guān)系時(shí)，只有做好實(shí)驗(yàn)，學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)、理解電生磁、磁生電、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用等物理現(xiàn)象.如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就難以想象、理解電和磁之間的這種本質(zhì)聯(lián)系.

學(xué)生頭腦有時(shí)積累了一些感性材料、生活經(jīng)驗(yàn)，但有些經(jīng)驗(yàn)是模糊的、動(dòng)搖的、甚至是錯(cuò)誤的.這就要求教師在教學(xué)中進(jìn)行生動(dòng)演示，突出主要部分，使模糊的得以鮮明，對(duì)錯(cuò)誤的加以改正.例如：學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)和力有些模糊的認(rèn)識(shí).在教學(xué)中就要做好斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證牛頓第一定律，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上更好理解運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系.試想如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，教學(xué)將變得多么困難.

因此演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、教具的制作和演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法仍是當(dāng)前初中物理教學(xué)最為活躍的研究課題.

2物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性概念的界定

21何為教學(xué)的有效性？

教學(xué)是一種尊重學(xué)生理性思維能力，尊重學(xué)生自由意志，把學(xué)生看作是獨(dú)立思考和行動(dòng)的主體，在與教師的交往和對(duì)話中，發(fā)展個(gè)體智慧潛能、陶冶個(gè)體道德性格，使每一個(gè)學(xué)生都達(dá)到最佳發(fā)展水平的活動(dòng).

因此，教學(xué)的有效性從形式上看，首先是教師教與學(xué)生學(xué)是否實(shí)現(xiàn)了有機(jī)的結(jié)合與統(tǒng)一，是否存在圍繞教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程的富有成效的“交往與互動(dòng)”.因?yàn)闆](méi)有交往和互動(dòng)就不存在或未發(fā)生教學(xué).教師與學(xué)生活動(dòng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有機(jī)統(tǒng)一的所謂的教學(xué)是 “假教學(xué)”，也當(dāng)然是“低效”甚至是“無(wú)效教學(xué)”.這種交往與互動(dòng)的情況在可觀察層面，體現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生思維、情感、行為等參與的狀態(tài)，特別是學(xué)生思 維、情感、行為參與的水平與質(zhì)量，學(xué)生參與面的大小等等.所以，有效的教學(xué)必然是學(xué)生全員參與教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)，是學(xué)生作為一個(gè)生命個(gè)體，在思維、情感、行為的方面的全身心的投入.

教學(xué)的有效性從結(jié)果上看，首先要看教學(xué)是否促進(jìn)了學(xué)生作為一個(gè)社會(huì)個(gè)體在身心等方面的全面發(fā)展.這里的發(fā)展不僅僅是知識(shí)的獲得，更重要的學(xué)生是在知識(shí)獲得的同時(shí)，其智慧潛能、道德品質(zhì)、科學(xué)精神、人文情懷、社會(huì)化程度以及個(gè)體個(gè)性化特點(diǎn)都得到最佳發(fā)展.是學(xué)生作為一個(gè)獨(dú)特的人、一個(gè)具有理性思維能力和獨(dú)立意志的人，獲得了符合他自己實(shí)際的發(fā)展.

22物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的考量指標(biāo)有哪些？

衡量物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，有三個(gè)重要的考量指標(biāo)，其中：

（1） 演示效果：演示特定內(nèi)容所花費(fèi)的時(shí)間，演示是否安全、生動(dòng)、直觀，演示是否成功、演示是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)等等.（前提性指標(biāo)）.

如演示壓力的作用效果與壓力大小、受力面積大小的關(guān)系時(shí)，教師使用小凳嵌入面粉（替代沙子）的深淺（即壓力的作用效果），來(lái)形象地闡述壓力產(chǎn)生的效果還與受力面積有關(guān).顯而易見(jiàn)，采用這種教學(xué)方式，學(xué)生在已有的生活經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)動(dòng)手與觀察，就能很快地感知并達(dá)到了教師的學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)化并上升為物理理論（即壓力產(chǎn)生的效果與受力面積有關(guān)），運(yùn)用該方法，會(huì)提高教學(xué)效率.

（2） 學(xué)習(xí)成果：讓學(xué)生在親歷演示實(shí)驗(yàn)后，發(fā)生的變化、獲得的進(jìn)步或取得的成績(jī)（核心性指標(biāo)）.

每一次的物理演示實(shí)驗(yàn)，在認(rèn)知這個(gè)層面上，要讓學(xué)生能夠感覺(jué)到實(shí)實(shí)在在的收獲.在物理演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也可以采用的“問(wèn)題教學(xué)法”的教學(xué)方式，通過(guò)問(wèn)題的引領(lǐng)，學(xué)生對(duì)問(wèn)題的猜想，引導(dǎo)與鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)動(dòng)手觀察和思考，在學(xué)生已有的認(rèn)知水平上，跟隨老師用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的相關(guān)情境，一步步地發(fā)現(xiàn)并達(dá)到教師預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)，即壓力產(chǎn)生的效果與受力面積、壓力大小有關(guān).讓學(xué)生在老師的啟發(fā)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的引導(dǎo)下，并通過(guò)小組成員討論，發(fā)現(xiàn)并達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，合理地組織語(yǔ)言以科學(xué)地表述結(jié)論，因此以學(xué)習(xí)結(jié)果這個(gè)核心指標(biāo)來(lái)衡量，雖然演示實(shí)驗(yàn)可能會(huì)讓學(xué)生花費(fèi)更多的時(shí)間達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，但卻能讓學(xué)生可以更好的觀察相關(guān)現(xiàn)象，得到更為深刻地理解與記憶.

（3） 觀察體驗(yàn)：所伴隨或發(fā)生的心理感受（內(nèi)隱性指標(biāo)）

一次精心準(zhǔn)備的演示實(shí)驗(yàn)，在演示時(shí)能給學(xué)生帶來(lái)良好的情感體驗(yàn)，如上面所述的壓強(qiáng)的教學(xué)中，已經(jīng)不是把教學(xué)重點(diǎn)放在“知道壓力的作用效果跟壓力的大小和受力面積的大小有關(guān)”這一課標(biāo)所要求的知識(shí)技能目標(biāo)了，而放在“壓力不等于重力”這一認(rèn)知目標(biāo).這樣的演示效果，已經(jīng)形成并達(dá)到所要求的教學(xué)目標(biāo)的情況下，補(bǔ)充課程資源所做的很好的嘗試.這樣的演示實(shí)驗(yàn)，能極大地增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，保持學(xué)生對(duì)物理科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣與積極性.

3研究背景

初中生好奇心強(qiáng)，喜歡探索自然的奧妙，興趣廣泛、強(qiáng)烈，但缺乏深度和穩(wěn)定性.如果在教學(xué)中不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)探索自然的興趣和獻(xiàn)身科學(xué)的精神.

初中生的思維正處于由具體形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡的階段，其中形象思維仍起重要作用，抽象思維正在發(fā)展.在很大程度上，他們?nèi)粤?xí)慣于靠經(jīng)驗(yàn)材料判斷分析事物，不善于從理論上進(jìn)行推導(dǎo).這就要求教師必須給學(xué)生提供足夠的感性材料和活動(dòng)機(jī)會(huì)，加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn).

結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)講解的物理規(guī)律遠(yuǎn)比單純的語(yǔ)言講解留下的印象深刻、久遠(yuǎn).有人做過(guò)形象的比喻：一幢華麗的大樓，你看一眼再?gòu)?fù)認(rèn)時(shí)，不用語(yǔ)言表達(dá)，便能認(rèn)出.而讓你讀一遍作家對(duì)這一大樓的文字表述后，再去復(fù)認(rèn)這一指定的大樓時(shí)，始終比不上“你曾看一眼的功夫”.所以，在物理教學(xué)中把概念、規(guī)律通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為物理形象，便于學(xué)生記憶.

教材現(xiàn)狀：已經(jīng)安排一些演示實(shí)驗(yàn)，不足之處主要存在兩個(gè)方面，一是演示實(shí)驗(yàn)裝置有缺陷，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯或順利完成實(shí)驗(yàn)有困難.二是如何突破教學(xué)重難點(diǎn)，在新課教學(xué)時(shí)通過(guò)引入性演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解所學(xué)概念，對(duì)所學(xué)內(nèi)容保持較為濃厚的興趣.

4研究?jī)?nèi)容

41在尊重教材演示實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行可能謹(jǐn)慎的改進(jìn)與補(bǔ)充

實(shí)驗(yàn)的流程研究.確立影響實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵操作，以免出現(xiàn)意想不到的失誤，以確保實(shí)驗(yàn)成功，提高課堂效率.

增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可視性.演示實(shí)驗(yàn)必須讓全班同學(xué)都能觀察清楚，所以必須注意實(shí)驗(yàn)的可視性.

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置或補(bǔ)充部分實(shí)驗(yàn).教學(xué)中改進(jìn)已有實(shí)驗(yàn)器具或自制簡(jiǎn)易儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，往往會(huì)取得良好的教學(xué)效果.

以低壓沸騰的演示為例加以說(shuō)明.演示低壓沸騰有許多方法：

方法一：將燒瓶中的水煮沸、加塞、停止 加熱后水沸騰停止了.再將瓶倒置在支架上，往瓶底澆冷水，水又重新沸騰起來(lái).

方法二：往瓶中倒入八、九十度的熱水，加塞.水溫低于沸點(diǎn)，不沸騰.用抽氣機(jī)（或針筒）抽氣，水就沸騰起來(lái).

方法三：用100毫升的大針筒直接抽取約10毫升的90℃左右的熱水，將針筒尖端用橡皮帽封住， 拉動(dòng)活塞，針筒內(nèi)的水就沸騰起來(lái).

42引入新課教學(xué)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣類(lèi)的演示實(shí)驗(yàn)研究

例如，在講授大氣壓之前，取正好能套在一起的大小兩支試管，為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、直觀，可先在小試管內(nèi)貼一個(gè)紅色紙條，將大試管中裝滿水，當(dāng)小試管緩緩放入大試管的時(shí)候迅速倒置兩試管，學(xué)生會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，小試管不但沒(méi)有落下，反而會(huì)向上運(yùn)動(dòng)到大試管頂端.這時(shí)出于對(duì)現(xiàn)象本身的好奇，學(xué)生便產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈的求知欲望.

5研究階段

準(zhǔn)備分為三個(gè)階段.

第一階段：2016年9月—2016年10月：

梳理初中物理演示實(shí)驗(yàn)，確立具體的需要改進(jìn)或自制儀器的初中物理實(shí)驗(yàn)名稱；梳理初中物理教學(xué)內(nèi)容，確立具體的引入新課教學(xué)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣類(lèi)的演示實(shí)驗(yàn)名稱.

第二階段：2016年10月—2017年1月：

選擇一至兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行研究，課堂驗(yàn)證，收集建議，修正不足，積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)方法.

第三階段：2017年2月—2018年1月：

對(duì)已確定的演示實(shí)驗(yàn)逐一進(jìn)行研究，同時(shí)進(jìn)行課堂驗(yàn)證.

第四階段：2018年2月—2018年6月：

整理研究材料，準(zhǔn)備結(jié)題.

參考文獻(xiàn)：

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