馬合

物理是一門理論與實際緊密結(jié)合的學(xué)科，因而，演示實驗作為理論與實際之間的橋梁不可或缺。

時代在發(fā)展，學(xué)生的思維方式在不斷變化，科技不斷創(chuàng)新，大數(shù)據(jù)、人工智能、云時代向我們走來，大量新生科技產(chǎn)物為生活添加了閃亮的色彩。即使在這樣一個科技急速發(fā)展的環(huán)境下，仍然有很多學(xué)校的物理（當(dāng)然也包括化學(xué)、生物學(xué)科）實驗教學(xué)，疲于應(yīng)對中高考，淡化甚至取消演示實驗教學(xué)，平時課堂教學(xué)無實驗，老師憑著一支粉筆，一塊黑板（當(dāng)然包括白板等多媒體），一本書，一張口，翻來覆去講實驗，學(xué)生聽實驗、背實驗、憑空想實驗。這樣或許能提高學(xué)生的應(yīng)試成績，但卻抑制了學(xué)生思維、動手能力，也無法滿足學(xué)生的好奇心、想象力、發(fā)現(xiàn)欲。

所以，我們不僅要讓演示實驗回歸教學(xué)，還要針對學(xué)生思維盲點和痛點，找準(zhǔn)學(xué)生學(xué)習(xí)需求，并結(jié)合日益進(jìn)步的科技，對實驗進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。

一、結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)需求，培養(yǎng)物理思維能力

培養(yǎng)學(xué)生的物理思維方式，讓學(xué)生用物理思維對教材和生活中的物理現(xiàn)象進(jìn)行思考，對學(xué)生更好地理解物理學(xué)科理論、提升學(xué)習(xí)能力、改善實際操作能力都有著重要的積極作用。

在物理思維中，思維抽象能力、觀察生活中的物理現(xiàn)象進(jìn)行思考的能力以及將所學(xué)知識融會貫通應(yīng)用于實際的能力是非常重要的部分，現(xiàn)以以下幾個部分為例，分享我對演示實驗進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的經(jīng)驗。

（一）針對學(xué)生思維抽象能力培養(yǎng)的改進(jìn)與創(chuàng)新

對于初中生來說，由于他們的思維抽象能力有限，有很多看不見摸不著的物理理論在第一次接觸時無從下手，也很難準(zhǔn)確地理解。然而，很多傳統(tǒng)的演示實驗在設(shè)計時沒有考慮到這一點，忽略了許多重要的細(xì)節(jié)，使教學(xué)效果大打折扣。

比如，在做大氣壓演示實驗時，傳統(tǒng)的“杯覆水”演示實驗是這樣做的：

找一個干凈的玻璃杯，在玻璃杯里倒?jié)M水，用一張硬紙板覆蓋在倒?jié)M水的杯口，用一只手壓實杯口，將玻璃杯翻轉(zhuǎn)，杯口朝下，杯底朝上，然后將壓住杯口的手拿開，在大氣壓的作用下，水不會下流，而是會穩(wěn)穩(wěn)地停留在杯子里。

但是在實際演示的過程中，我卻發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生都會產(chǎn)生一個思維的盲點：怎么證明水停留在杯子里是因為大氣壓的作用，而不是紙粘在杯口上封住了水呢？為此，我對實驗進(jìn)行了如下改進(jìn)：

找一個塑料杯，在杯子底部扎一個小孔，演示時，先用食指將杯底的小孔堵住，這時演示效果和傳統(tǒng)實驗相同，水不會流下來，但是將手指松開后，杯中的水隨著硬紙板一起掉下來，這就證明了水不是因為紙板粘在杯口才不會流下來，而是大氣壓在起作用。

再如，學(xué)習(xí)浮力的產(chǎn)生原因時，教材沒有設(shè)置演示實驗，所以，學(xué)生不能很好地體會到水對物體向上的壓力差，由于慣性思維所致，學(xué)生對于向上的壓力差苦思冥想也不能理解。為此，我設(shè)計了一個實驗：

找一個空礦泉水瓶，把瓶底剪掉，這樣瓶底就變成了一個大開口。把大開口朝上，瓶蓋擰掉，把乒乓球扔進(jìn)瓶里，從大開口緩緩倒入水，由于瓶口的直徑小于乒乓球的直徑，水從乒乓球和瓶口的縫隙中流掉，瓶里剩余的水對乒乓球只有向下的壓力，乒乓球無法上浮;把瓶蓋擰上，水不會再流失，乒乓球下方的水越來越多，水對乒乓球有了向上的壓力，這時候乒乓球就浮起來了。

在這個演示實驗進(jìn)行的過程中，學(xué)生通過對乒乓球逐漸上浮過程的觀察，對水向上的壓力有了直觀的認(rèn)識和理解，抽象出壓力差的概念，對浮力產(chǎn)生的原因有了深刻的認(rèn)識。

（二）針對學(xué)生觀察思考能力培養(yǎng)的改進(jìn)與創(chuàng)新

原本生活中處處有物理。但很多傳統(tǒng)演示實驗的過程和器材都只存在于實驗室里，學(xué)生在真正的生活中實際碰到實驗情況的概率很小，這就給學(xué)生造成了演示實驗的內(nèi)容和對應(yīng)的原理遠(yuǎn)離生活的感覺，無形中產(chǎn)生了距離感。如果能用生活中的例子，就地取材給學(xué)生進(jìn)行演示，讓學(xué)生體會到物理就在身邊，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)留心觀察生活中物理現(xiàn)象的習(xí)慣，并針對這一現(xiàn)象進(jìn)行思考，這對提高他們的觀察思考能力及興趣有重要的意義。

比如說，學(xué)習(xí)滑動摩擦力時，為了探究滑動摩擦力的方向，我就地取材，用黑板擦給大家進(jìn)行了一個演示實驗：

找一小塊黑板，將黑板放平，為了增強(qiáng)演示實驗效果，找一塊帶有毛刷的黑板擦，讓學(xué)生推著毛刷板擦沿著黑板的一個方向向前擦，在這個過程中，毛刷產(chǎn)生了明顯的傾斜，學(xué)生通過觀察毛刷傾斜的方向，對滑動摩擦力的方向這個思維痛點也有了清晰的理解。

這個實驗雖然很簡單，但取材于學(xué)生擦黑板的生活經(jīng)歷，也就很容易理解。同時也讓學(xué)生明白，物理是貼近生活的，在這個過程中學(xué)生有一種恍然大悟的感覺：原來簡單的擦黑板中也蘊(yùn)含著深刻的物理原理?。?/p>

（三）針對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的改進(jìn)和創(chuàng)新

理論的學(xué)習(xí)最終目的是服務(wù)于實踐，而實踐也是對理論進(jìn)行應(yīng)用和再理解的過程。物理也是如此。讓學(xué)生參與到演示實驗的過程中來，提升學(xué)生的實踐能力，又能讓學(xué)生對學(xué)習(xí)到的物理理論融會貫通，與實際應(yīng)用結(jié)合起來。另外，在這個過程中，學(xué)生根據(jù)實踐再一次對物理理論進(jìn)行深入的思考和體會，起到了輔助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固的作用。

基于這一思路，在進(jìn)行演示實驗時，我不拘泥于實驗形式，而是讓學(xué)生占據(jù)主動權(quán)，讓他們從觀察者轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c者，每個人都參與到實驗過程和思考過程中來。比如，可以對實驗做微小的改動，讓學(xué)生查找實驗中的錯誤，思考并分析錯誤產(chǎn)生的原因，尋找改正的方法;或者引導(dǎo)學(xué)生基于一個實驗進(jìn)行發(fā)散思考，討論這個實驗還能得到什么樣的結(jié)果，等等。

例如，在學(xué)習(xí)完測量小燈泡的電功率之后，我設(shè)計了一個演示實驗，在實驗中故意設(shè)置了一個小機(jī)關(guān)：在原本正確的連接基礎(chǔ)上，我在不告知學(xué)生的情況下，故意將電壓表的正負(fù)接線柱接反。接好后，在斷開開關(guān)的情況下，讓學(xué)生觀察電路連接查找錯誤，并親自動手改正。在改正錯誤后，指導(dǎo)學(xué)生閉合開關(guān)，這時電壓表和電流表有示數(shù)，但是小燈泡不亮，當(dāng)時學(xué)生就蒙了，因為這個實驗思維盲點出現(xiàn)得好，好在不是按著正常套路出的，正常套路是電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，小燈泡不亮。所以，再引導(dǎo)學(xué)生去思考燈泡不亮的原因，并親自動手調(diào)整滑動變阻器的阻值，在電壓表和電流表允許的量程范圍內(nèi)，將小燈泡調(diào)亮，通過實驗記錄和數(shù)據(jù)計算思考小燈泡變亮過程中電功率的變化。這樣既加深鞏固了測量小燈泡的電功率的知識點，又間接考查了電壓表的使用，同時引導(dǎo)學(xué)生參與到演示實驗的過程中，提升了學(xué)生的實踐動手能力。

二、結(jié)合當(dāng)今科技成果進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新

當(dāng)代許多重大的科技進(jìn)步都是基于物理領(lǐng)域的重大進(jìn)步，例如，萬有引力定律推動了衛(wèi)星的發(fā)展，電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)推動了電磁波的發(fā)展，無線電通訊走進(jìn)了我們的生活，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)推動了熱機(jī)發(fā)展，小汽車等交通工具進(jìn)入千家萬戶，為人們的出行帶來了極大的便利。

在進(jìn)行物理教學(xué)時，也應(yīng)與日益進(jìn)步的科技相結(jié)合，讓學(xué)生明白簡單的物理知識是推動科技進(jìn)步的最大動力，因此，在進(jìn)行演示實驗時，我在實驗器材和實驗形式上都和科技進(jìn)步結(jié)合，并進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)和創(chuàng)新，取得了良好的教學(xué)效果。

（一）實驗器材與科技進(jìn)步的結(jié)合

如今我們身邊有很多高科技產(chǎn)品，例如：智能手機(jī)、藍(lán)牙音箱等等。將這些既充滿科技感又常見的產(chǎn)品稍加運(yùn)用，就可以成為演示實驗的完美器材。

例如，小小的智能手機(jī)，就可以做很多演示實驗，現(xiàn)從我做過的眾多演示實驗中講兩個簡單的小例子。

例如，學(xué)習(xí)《電磁波的海洋》時，我為了幫助學(xué)生理解電磁波的存在，找了兩部手機(jī)和一個可以完全封閉的鐵盒子，將其中一部手機(jī)交給學(xué)生，另一部放在講桌上，讓學(xué)生用手中的手機(jī)撥打另一部手機(jī)的號碼，另一部手機(jī)響起了鈴聲。然后，將講桌上的手機(jī)裝入鐵盒子封閉起來，再讓學(xué)生重新?lián)艽蜻@部手機(jī)，在鐵盒子電磁屏蔽作用下，提示無法接通。這一有趣的現(xiàn)象成功引起了學(xué)生的興趣和討論的熱情，這時教師加以引導(dǎo)和講解，讓學(xué)生明白了手機(jī)是在電磁波的作用下傳遞信息的，同時演示了電磁波的存在性。

又如，在演示聲音的傳播時，可以用手機(jī)替代鬧鐘，課堂上也取得了良好的效果。

再比如，最近發(fā)展起來的藍(lán)牙音箱，也可以成為重要的演示實驗器材。在學(xué)習(xí)聲音的產(chǎn)生時，我利用藍(lán)牙音箱設(shè)計了一個演示實驗。找一個小藍(lán)牙音箱，與網(wǎng)絡(luò)連接，在音箱上放一個薄薄的紙板，紙板上放一些泡沫顆粒，用音箱播放節(jié)奏感較強(qiáng)的動感音樂時，泡沫顆粒隨即隨著音樂跳動起來，“翩翩起舞”，學(xué)生紛紛驚呼神奇。在這一過程中，學(xué)生對聲音的產(chǎn)生有了形象的理解。

（二）實驗形式與科技進(jìn)步的結(jié)合

得益于科技的發(fā)展，演示實驗也可以不拘泥于傳統(tǒng)的實驗形式，而采用多媒體輔助。利用多媒體演示實驗打破了演示實驗在時間、空間、器材、操作上的多方面限制，能夠取得較好的教學(xué)效果。

例如，在講解“物體間力的作用是相互的”這一知識點時，首先讓學(xué)生拍打桌子感受在拍桌子時手上輕微的疼痛感，然后我為他們播放了火箭升空的視頻，并講解了火箭升空過程中火箭噴出燃?xì)?、燃?xì)馔苿踊鸺南嗷ミ^程。在這一過程中，學(xué)生既了解到了火箭升空的基本原理，又從中體會到了力的作用是相互的。在實際教學(xué)時，通過學(xué)習(xí)，有的學(xué)生提出了很好的想法，認(rèn)為可以發(fā)明一輛像火箭一樣，用噴氣助推的“火箭式”自行車，這培養(yǎng)了學(xué)生的思維創(chuàng)新能力。

除此之外，很多演示實驗如復(fù)雜電路的搭建、固體間分子的擴(kuò)散等等，也可以用多媒體模擬演示實驗進(jìn)行教學(xué)。

總之，演示實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新既要和學(xué)生的物理思維培養(yǎng)相結(jié)合，深入研究學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，培養(yǎng)學(xué)生的觀察思考和實踐應(yīng)用能力;又要與當(dāng)代科技進(jìn)步相結(jié)合，改進(jìn)實驗器材和實驗形式，打破傳統(tǒng)演示實驗的限制，為物理教學(xué)打開一片新天地。