陳國強

【摘要】 物理學是一門以觀察和實驗為主的科學，實驗探究對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要，實驗教學是物理教學的一種重要手段，而演示實驗則是重要的組成部分和教學形式。如何改進和優(yōu)化演示實驗，是我們每一位物理教師需要認真思考、學習和研究的問題。成功的、創(chuàng)新的演示實驗是提高物理課堂教學效率的重要保證。

【關(guān)鍵詞】 初中物理 演示實驗 課堂教學 改進與優(yōu)化

一、當前我校物理演示實驗存在的一些不良現(xiàn)狀分析

物理實驗教學中蘊含著極其豐富的創(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。培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的課程理念已經(jīng)被大家所普遍接受。隨著中學物理新課程改革的實施，物理演示實驗得到越來越多的關(guān)注和重視。但在實際教學中，我校（注：我校為山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)學校，屬薄弱學校）仍存在：演示實驗數(shù)目達不到教學大綱要求，或連實驗都不做的不良情況，嚴重制約教學質(zhì)量的提高。課堂演示實驗現(xiàn)狀的不滿意，主要存在以下主觀和客觀原因：

第一，主觀上：舊的實驗教學觀念跟不上新課程的要求，存在一定的落差。首先，學校和教師受傳統(tǒng)教育的影響，普遍存在重理論輕實驗的思想，對物理實驗是物理教學的基礎(chǔ)和重要性認識不夠，把物理實驗僅僅當成是可有可無的教學內(nèi)容，教學方法普遍采用講授法，不少教師認為學生不會動手做實驗不要緊，只會動筆考實驗就可以了，因此引發(fā)了“做實驗不如講實驗” “講實驗不如背實驗”的荒唐之計。其次，科技的飛速發(fā)展，多媒體進入課堂，使得部分教師過分追求、迷戀多媒體模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生觀察實物和實際操作?？偠灾壳跋喈敂?shù)量的教師不做或少做實驗，放棄了運用實驗的直觀教學方法，這一現(xiàn)狀嚴重妨礙了培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的人才，這樣教出來的學生一遇到實物實驗就束手無策，不知道如何動手。

第二，客觀上：（1）教材上部分實驗器材過于繁雜，實驗存在較大的不確定性，教師開展起來有很大難度，導致教師不敢去做。（2）實驗內(nèi)容設置缺乏生活性，趣味性，對學生思維的啟發(fā)作用有限。（3）演示實驗的數(shù)量有待增加，往往一個問題只設置一個演示實驗，教師開展的自由度受很大限制。（4）演示實驗的呈現(xiàn)形式單一，學生接受有一定難度。

二、物理演示實驗改進和優(yōu)化

既然物理演示實驗在教學中有著舉足輕重的作用，那么對于我們的物理一線教學人員對演示實驗的改進和優(yōu)化任重而道遠。以下就是筆者進行物理演示實驗改進和優(yōu)化對策的點滴見解。

第一，演示實驗進行改進和優(yōu)化需要明確實驗目的。演示實驗必須緊密配合課堂教學，選題最好和教材一致，內(nèi)容要精煉，現(xiàn)場要求清楚，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，以至使學生眼花繚亂，其結(jié)果往往是喧賓奪主，這樣不但起不到應有的作用，反而會分散學生注意力，影響課堂教學的正常進行。

如：講解“分子之間的引力和斥力”，人眼無法看到分子，學生理解非常困難。通過改進實驗：用彈簧和小球來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小球，演示時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存在的知識，還可進一步演示壓縮或拉伸該裝置，讓學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?，讓學生明確該實驗的要求和目的，使學生對該知識全面掌握。

第二，演示實驗進行改進和優(yōu)化要能激發(fā)學生好奇心，培養(yǎng)學生學習興趣。學生對學習有無興趣，是能否積極思維和具有求知欲望的重要前提。一般來說，初中學生在剛剛接觸物理時，都有一種新奇感。這種好奇心如果得不到及時培養(yǎng)，可能很快消失。

實驗一：在講解“汽化吸熱”的知識時，我做了一個演示實驗“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，用火柴將手絹點燃，由于手絹有水，燃燒后的手絹完好無損，學生對這現(xiàn)象很驚訝，激發(fā)了他們的求知欲望，加深了他們對“汽化吸熱”知識的理解。

實驗二：在講解“大氣壓強”時做了“雙試管實驗”，該演示實驗現(xiàn)象明顯，簡單易操作，能很好地激發(fā)學生的好奇心。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倒過來，觀察實驗現(xiàn)象（此時小試管會掉出來。）（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倒過來，觀察實驗現(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，演示實驗進行改進和優(yōu)化需要注意實驗效果的直觀性和明顯性。直觀性是教育學中的一條教學原則，在演示實驗中能否讓學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)象讓每個學生都能明顯地觀察到。例如：平時我校的電學演示實驗采用的器材都是上世紀所留的“老古董”，設備殘舊，尺寸較小，連接的導線是最原始的接駁方式，演示效果非常差，學生學習提不起激情。經(jīng)過與學校領(lǐng)導的溝通協(xié)調(diào)，物理室采購了一批“磁吸式電學演示箱”，全新的電學元件（電池、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器、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，做電學演示時，操作簡便，實驗現(xiàn)象顯著、直觀，又能對演示過程出現(xiàn)的各種情況進行及時糾正。能讓學生直接地觀察到物理過程，認識物理現(xiàn)象的本質(zhì)，而不需要過多的拐彎抹角，受其他因素干擾，增強現(xiàn)象的明顯性，大大提高觀察效果，而且設備新穎，容易吸引學生專注于課堂教學。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，還增強了安全性，演示效果是非常明顯的。

第四，演示實驗進行改進和優(yōu)化需要方便操作，能普及推廣，學生樂于接受。實驗器材來源于生活，來自于學生身邊，取材方便，經(jīng)濟實用，容易喚醒他們的再認識，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。例如：在講解“大氣壓強”時所做的“吞蛋實驗”。優(yōu)點：（1）實驗準備簡單，只需一個氣球并充水就可以了，比用雞蛋經(jīng)濟。（2）成功率高， 氣球大小可調(diào)，很好地適應不同大小的瓶口，實驗極易成功完成。（3）實驗重復性很強，可以方便地在多個班級進行演示。又如：在講解“氣體膨脹做功”時所改進過的演示實驗：找一個空礦泉水瓶，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（注意不能對人），瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”。 在課堂表演，也可引導學生在課堂分組比賽，看看哪個小組先把瓶塞打出，分析實驗過程中的能量轉(zhuǎn)化和瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”的原因。改進后的實驗簡單易行，器材信手拈來， 還增加了互動性，學生樂于接受。

第五，演示實驗進行改進和優(yōu)化需要注意科學性、精確性和操作規(guī)范。物理實驗的操作有嚴格的步驟和程序，要求操作嚴謹。因此對教師要有專業(yè)知識，對自己的教學內(nèi)容相當熟悉，在進行實驗過程中得心應手，并在實驗過程中對學生進行科學合理的解釋，另外，在進行的演示教學過程中要對實驗有一個預先的認識過程，力求一次成功。例如：在演示“焦耳定律”的實驗中，要對本實驗的器材特點事先掌握，實驗的各要素（電阻的阻值大小，是串聯(lián)還是并聯(lián)，通電時間的長短，電流大小等）是怎樣控制的，實驗現(xiàn)象是要觀察什么？特別是要強調(diào)本實驗的要求比較高，就是氣密性要好！否則實驗就很容易失敗。本實驗是要求學生會觀察U形玻璃管液面來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少，但本實驗裝置尺寸較小，學生不易觀察。在演示中我對實驗又進行了優(yōu)化：運用多媒體的展臺功能，把U形玻璃管的液面高度差投影到黑板上，擴大了實驗現(xiàn)象，效果非常直觀、清晰！

第六，演示實驗進行改進和優(yōu)化要注意講練結(jié)合，確保安全實驗。發(fā)生實驗事故，不僅會使學生對實驗產(chǎn)生畏懼，造成學生的心理障礙，影響學生對學習物理的興趣，更重要的是影響師生的身心健康。因此，教師要充分認識儀器、產(chǎn)品性能、反應原理和工作原理，嚴格按照實驗步驟和規(guī)范操作，同時采取必要的預防措施，對個別高溫、高壓下易爆或易燃、易中毒的實驗，更要特別重視，防范于未然。例如：在演示“壓縮空氣引火”實驗中，為增加實驗的觀賞效果，改進為：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驗。（強調(diào)：為了安全起見，火柴的藥量不能太多，否則會引起爆炸?。┯秩纾涸谘菔尽岸搪贰睂嶒炛?，以往都是用220V的電壓進行，觀察保險絲的熔斷情況，過程短又驚險，容易引起學生的恐慌！現(xiàn)實驗改進如下：用錫箔紙代替熔絲，用鱷魚夾夾住，將電源電壓降為6V，短路時可看到錫箔紙燃燒，效果很好。

三、體會與總結(jié)

教學不只是教師教學生學的過程，更是師生交往、積極互動、共同發(fā)展的過程?？傊恳粋€實驗都需要保證在規(guī)范性、科學性、嚴謹性的前提下，結(jié)合我們自身的教學經(jīng)驗和學校固有的教學條件，在教學實踐中不斷探索與創(chuàng)新，逐漸摸索出越來越多的經(jīng)過改進和優(yōu)化的實驗，讓山區(qū)學校的學生也能進行科學探究，掌握一定的科學技能，從而提高學生的科學素養(yǎng)，為素質(zhì)教育貢獻一份力量，為新課程教學改革做出應盡的努力！