吳水炎

摘 要：演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，演示實(shí)驗(yàn)的目的是教師通過引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等過程，從而使學(xué)生生動(dòng)直觀地獲知相關(guān)物理知識和規(guī)律。它對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，科學(xué)觀、價(jià)值觀的正確樹立有著重要的意義。本文著重針對如何打造演示實(shí)驗(yàn)高效課堂，從而引領(lǐng)學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”提出幾點(diǎn)看法和感悟。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；高效課堂；深度學(xué)習(xí)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索，積極思維能力，以及學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的激發(fā)提供了廣闊的天地。而演示實(shí)驗(yàn)更是中學(xué)物理教學(xué)的重要手段之一。演示實(shí)驗(yàn)的目的是教師通過引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生對相關(guān)知識得到鮮明而深刻的印象，它直觀形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識，是學(xué)生明確物理概念和認(rèn)識物理規(guī)律的基礎(chǔ)；同時(shí)又能引導(dǎo)學(xué)生從物理現(xiàn)象開始，進(jìn)行思索猜想、判斷等一系列思維活動(dòng)，是學(xué)生思維能力和學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)最有效的途徑。它對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，深度滲透情感、態(tài)度和價(jià)值觀教育有著重要的意義。為此，筆者著重針對如何打造演示實(shí)驗(yàn)高效課堂，觸發(fā)學(xué)生高階思維，引領(lǐng)學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”談?wù)剮c(diǎn)看法和感悟。

1 為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)“歷史背景”，滲透情感教育，點(diǎn)燃“深度學(xué)習(xí)”激情

物理實(shí)驗(yàn)是用一種簡捷的方式，把歷史上科學(xué)家進(jìn)行的無數(shù)次自然科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)搬到課堂上來，而在每個(gè)實(shí)驗(yàn)艱辛探索歷程的背后都有它一段難忘的歷史和一個(gè)動(dòng)人故事。這些流露復(fù)雜情感的“歷史背景”，便是我們對學(xué)生進(jìn)行情感教育的最佳素材，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲的最佳時(shí)機(jī)。例如：安培用了整整十一年的時(shí)間做了成千上萬次實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了電流定律；美國科學(xué)家富蘭克林冒著九死一生的危險(xiǎn)用自己的身體去做實(shí)驗(yàn)來研究雷電現(xiàn)象；又如，伽俐略敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，通過實(shí)驗(yàn)事實(shí)和理論推導(dǎo)，推翻了統(tǒng)治千余年的亞里士多德所認(rèn)為的輕重物體下落快慢不同的觀點(diǎn)，建立了“自由落體定律”的艱辛歷程等等。利用“歷史背景”透過實(shí)驗(yàn)去看它背后的那一段歷史和感人的事跡，營造一種對科學(xué)的崇高和嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度，深度滲透情感態(tài)度和價(jià)值觀教育，點(diǎn)燃“深度學(xué)習(xí)”激情。

2 精心準(zhǔn)備，突出主題，明確“深度學(xué)習(xí)”導(dǎo)向

明確實(shí)驗(yàn)器材的構(gòu)造原理，熟練掌握正確的操作方法，充分預(yù)判各種可能出現(xiàn)的問題，并能靈活應(yīng)對，這是演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)成功的關(guān)鍵。所以課前必須對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行預(yù)備性調(diào)整和演練，考慮好相關(guān)的預(yù)案和應(yīng)急措施，計(jì)劃好演示過程對學(xué)生的思維啟發(fā)，考慮好演示與講解的有機(jī)配合，促成一個(gè)向未知境界不斷探索的學(xué)習(xí)環(huán)境，并注意把握層次和時(shí)機(jī)，注意針對性和靈活性。

中學(xué)物理包括力、電、光、熱和原子物理等部分。由于各部分研究的內(nèi)容和特點(diǎn)不同，所以各部分的演示實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)與可能碰到的問題不同，解決的方法和關(guān)鍵點(diǎn)也不同。例如，在進(jìn)行電磁學(xué)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，關(guān)鍵是對電源的選擇，要求電源電壓要適當(dāng)，內(nèi)阻盡量小，線路各部分接觸點(diǎn)接觸要良好，接頭處氧化層要刮干凈。實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)要合理，實(shí)驗(yàn)操作方便。電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常用到的電表有伏特表、安培表和多用電表等，使用這些電表時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的量程，才能減小測量誤差和不致因過載而損壞儀器。又如，在光學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中，選擇好適當(dāng)?shù)墓庠词亲龊霉鈱W(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。光學(xué)實(shí)驗(yàn)用到的光源一般有強(qiáng)光源、平行光源、點(diǎn)光源、單色光和激光。其中激光具有頻率單一單色性好、平行度高方向性強(qiáng)和高亮度三大特點(diǎn)，它是做光的反射、折射和全反射以及干涉和衍射等實(shí)驗(yàn)的首選，同時(shí)也要注意安全操作避免對眼睛的損傷。這都要求在實(shí)驗(yàn)課前期做好精心準(zhǔn)備。

演示效果明顯是演示實(shí)驗(yàn)的一條重要原則。所以演示臺上儀器要有規(guī)則的安排，實(shí)驗(yàn)裝置力求簡單。讀數(shù)儀表（如溫度計(jì)、電流計(jì)）應(yīng)朝向?qū)W生，連接電線應(yīng)使學(xué)生在座位上都能看到整個(gè)電路?？傊?，演示時(shí)要避免它物的阻擋和干擾。也可借助實(shí)物投影儀提高可見度。

演示實(shí)驗(yàn)的安排和設(shè)計(jì)是為了解決物理問題中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為了更好地突出主題，應(yīng)把較復(fù)雜的演示實(shí)驗(yàn)裝置，通過適當(dāng)?shù)闹v解，排除次要因素和干擾因素，突出反映本質(zhì)的主要因素，簡單明了地展示在學(xué)生面前，便于學(xué)生理解。比如，做自感現(xiàn)象演示時(shí)，可先簡單介紹一下儀器裝置的各部分功能，介紹完這些后再進(jìn)行演示，引導(dǎo)學(xué)生集中精力地觀察實(shí)驗(yàn)的主題，即燈泡亮暗變化情況，從而達(dá)到預(yù)期目的。突出主題，還要給學(xué)生指明對象和重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在觀察現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行思維加工、思考分析現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。如上例可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步反思自感現(xiàn)象中感應(yīng)電流大小及方向的特點(diǎn)，也可通過電流傳感器做出各種情況相應(yīng)i-t圖，充實(shí)對現(xiàn)有物理知識的立體感知，催生對物理問題的深度反思，進(jìn)而總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和規(guī)律，觸發(fā)高階思維，推進(jìn)“深度學(xué)習(xí)”。

3 在演示實(shí)驗(yàn)中增加學(xué)生的參與，提高興趣，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)”動(dòng)力

傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生看看表演，“老師做、學(xué)生看”，只注重獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論，不重視展示實(shí)驗(yàn)過程，很大程度上限制了學(xué)生的體驗(yàn)。這種做法忽視了教學(xué)過程中學(xué)生的參與感，只有表面的“觀感”沒有實(shí)際的“體驗(yàn)”，弱化學(xué)生在教學(xué)過程中的主體作用，是不可取的。高效的演示實(shí)驗(yàn)課應(yīng)是創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生主動(dòng)參與探究，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)潛能，使他們因自己驗(yàn)證了某物理規(guī)律而感到自豪，并產(chǎn)生了喜歡學(xué)物理的強(qiáng)烈愿望，提高學(xué)生興趣。例如，在演示“丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)”時(shí)，可以先讓學(xué)生預(yù)先準(zhǔn)備一個(gè)礦泉水瓶，穿一小孔貼上膠紙后裝滿水，并準(zhǔn)備好激光筆。老師先示范性演示該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，讓學(xué)生親自探究觀察，輕松理解全反射在光導(dǎo)纖維中的應(yīng)用原理。又如在進(jìn)行馬德堡半球演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，先抽成真空后讓兩個(gè)身強(qiáng)力壯的“大力士”上來拉，始終拉不開，然后打開活塞，讓少量空氣進(jìn)入半球中，再讓兩個(gè)“體力較弱”的女學(xué)生上來卻能輕松拉開，通過對比實(shí)驗(yàn)，說明大氣壓強(qiáng)的存在[ 1 ]。這肯定會(huì)讓學(xué)生切身體會(huì)到大物理學(xué)的美妙與神奇，會(huì)給全體學(xué)生留下深刻的乃至終身難忘的印象，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)”內(nèi)驅(qū)力。

4 巧變換，生成“深度學(xué)習(xí)”的問題

每一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)思總是以科學(xué)理論為指導(dǎo)，用已知的科學(xué)原理加以物化，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)選擇實(shí)驗(yàn)儀器。教材中所安排的實(shí)驗(yàn)方案無疑是比較合理的，在對教材原形實(shí)驗(yàn)原理理解的基礎(chǔ)上，巧妙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的拓展，實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)，創(chuàng)造性地生成“深度學(xué)習(xí)”問題，觸發(fā)高階思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地探索物理規(guī)律的方法。例如在“定量探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，對該實(shí)驗(yàn)裝置由圖1進(jìn)行改造拓展為圖2，再讓學(xué)生探索分析U1、U2與匝數(shù)n1、n2的比例關(guān)系，同時(shí)加以實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證，從而使學(xué)生深度理解理想變壓器的工作原理，克服或弱化固有的思維定勢，引發(fā)學(xué)生對該物理問題的“深度學(xué)習(xí)”，將學(xué)習(xí)活動(dòng)導(dǎo)向更高層次。這樣才能以不變應(yīng)萬變，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效益最大化。

總之，物理演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苌鷦?dòng)、直觀的展示物理現(xiàn)象和物理規(guī)律，是物理課堂教學(xué)必不可少的重要環(huán)節(jié)，所以我們應(yīng)認(rèn)真研究打造物理演示實(shí)驗(yàn)高效課堂的方法，充分挖掘演示實(shí)驗(yàn)的潛能，巧妙創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)路徑，激發(fā)學(xué)生的求知欲，點(diǎn)燃“深度學(xué)習(xí)”熱情。讓學(xué)生從掌握實(shí)驗(yàn)原理入手，主動(dòng)從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，從實(shí)驗(yàn)中體會(huì)探究問題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、掌握知識、培養(yǎng)能力、激發(fā)興趣。只有這樣才能更好地提高物理課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，打造生動(dòng)有趣富有魅力的高效物理課堂，引領(lǐng)學(xué)生對相關(guān)物理知識積極探究，豐富感性知識切身體驗(yàn)，觸發(fā)“深度學(xué)習(xí)”的熱情。

參考文獻(xiàn)：

[1]張金山.物理演示實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].考試周刊，2012（7.）