張燦明

內(nèi)容摘要：通過對初中八年級、九年級物理（北師大版）教材上的七個演示實驗的改進與開發(fā)過程介紹闡述做好演示實驗對培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，等能力的重要性。

關(guān)鍵詞：演示實驗、紙桌子、暖水壺、廢筆桿和乒乓球、廢日光燈燈絲、靈敏電流計、泥娃娃、氣體膨脹

物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的一門自然科學(xué)，觀察和實驗是物理學(xué)家探究自然現(xiàn)象，研究物理問題的基本方法。特別是初中物理學(xué)科，面對的是從形象思維向抽象思維過度的群體，做好每一個實驗顯得尤為重要。在初中物理教學(xué)中實驗教學(xué)分為學(xué)生分組實驗和課堂演示實驗，并且課堂演示實驗占主要地位，一共有200多個演示實驗，做好每一個演示實驗不僅是完成教學(xué)任務(wù)達成教學(xué)目標的基本要求，也是考驗物理老師教學(xué)基本功的大課題。

所謂演示實驗，就是教師為學(xué)生演示，并且在操作過程中對出現(xiàn)的現(xiàn)象進行講解、分析、說明。這就要求演示實驗必須操作簡便，現(xiàn)象明顯，可見度大，視覺沖擊效果強。這樣才能將枯燥的物理演說變得生動有趣，將抽象的概念變得直觀形象，使學(xué)生便于理解記憶，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究物理知識的興趣。但是在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)北師大版教材配發(fā)的實驗特例中有的演示實驗缺乏趣味;有的實驗現(xiàn)象不太明顯;有的能見度低不適合教師演示;有的操作困難;有的實驗時間太長;有的甚至存在嚴重的安全隱患，給老師和學(xué)生使用帶來困難，演示教學(xué)效果大打折扣，為此我通過自己的摸索研究對教材中的一些演示實驗進行了大膽的改進和拓展，在教學(xué)中取得了滿意的演示效果。下面是我對幾個演示實驗的改進歷程與同行分享，敬請批評指正。

（1）壓強概念的建立是學(xué)習(xí)壓強知識的重點，它是描述壓力作用效果的物理量，是對學(xué)習(xí)力的概念時，力的作用效果由力的三要素決定的說法的補充和完善。壓強概念的合理引入有助于學(xué)生正確建立壓強概念、理解壓強概念。教材上的“利用鉛筆做實驗”實驗簡便易行，但視覺沖擊力不夠，大的壓強能夠破壞物體表面的結(jié)果更是難以表現(xiàn)。我使用一個空的紙箱，不要蓋子，在蓋子的位置糊一張報紙當(dāng)作上表面，上課時把紙箱放在講桌上，第一步將一塊實心黏土磚平放在報紙上，全班學(xué)生都能看到磚塊穩(wěn)穩(wěn)地靜止在上面，這時提出一個問題：如果把磚塊豎起來放在報紙上會怎樣？學(xué)生非常期待看到自己的猜想結(jié)果，第二步，我將磚塊豎起來慢慢放到報紙上，松手，結(jié)果磚塊穿過報紙砰地一聲跌落箱子中，報紙被壓破裂了。這樣震撼的視覺沖擊效果使學(xué)生理解了既是壓力相同，當(dāng)受力面積不同時壓力的作用效果也不相同，順利地引入了壓強概念。

（2）八年級教材中有聲現(xiàn)象知識，其中的雙耳效應(yīng)知識教學(xué)有點難，讓表演的學(xué)生捂住或塞住一只耳朵，利用一只耳朵判斷發(fā)聲體的方位有時錯誤，有時正確，當(dāng)你期待他做出錯誤判斷時，他偏偏說出正確的判斷，使教學(xué)出現(xiàn)意外，原因是在班上使學(xué)生用手捂耳朵，耳朵內(nèi)塞東西等辦法進行演示時“捂和塞”的程度很難把握，難以使這只耳朵完全聽不到聲音，后來我想到雙層玻璃的隔音作用，利用空的暖水瓶把表演學(xué)生的一只耳朵罩住，讓另一個學(xué)生站在他被罩住耳朵這一側(cè)說話，無論聲音大還是小，離他遠還是近，他都會作出錯誤判斷，從而使學(xué)生理解了什么是雙耳效應(yīng)。

（3）在學(xué)習(xí)流速與壓強關(guān)系知識時，我準備了這樣一個演示實驗，器材：一只空了的筆桿，一段橡皮管，一個乒乓球。裝配：橡皮管的一端套上筆桿，另一端套上筆頭。表演：上課時我用嘴含住筆桿那一端，筆頭一端朝上，用力吹氣時，把乒乓球放筆頭上，乒乓球能浮在筆頭上方一定高度不掉下來，邊吹起，邊行走，從講臺一端走到另一端，乒乓球也隨著運動到講臺另一端，而不掉下來。學(xué)生看到老師的表演掌聲雷動，群情激動，成功達到演示實驗的轟動效果，起到了為學(xué)習(xí)流速與壓強知識激趣造勢功能。

（4）在學(xué)習(xí)導(dǎo)體和絕緣體之間沒有嚴格界限時，教材中安排了一個玻璃導(dǎo)電實驗。器材：一個廢燈芯，一個220V 10W的燈泡，一個酒精燈，導(dǎo)線和插頭組成圖示中電路，實驗時把電路接入家庭電路中，點燈沒有發(fā)光，使用酒精燈加熱玻璃心到紅熾狀態(tài)，可以看到燈泡的燈絲發(fā)出微弱的光象通電的電爐絲。證實玻璃這種材料常溫下是絕緣體，高溫時變成了導(dǎo)體，即導(dǎo)體和絕緣體沒有嚴格的界限。該套實驗器材利用家庭電路電源，電壓太高，酒精燈加熱玻璃芯時玻璃芯常常無規(guī)律碎裂，給演示操作帶來極大的安全隱患，我在整個實驗過程中都膽顫心驚不知道那一個時刻碎裂的玻璃芯會將帶電的銅絲挑到哪里，很多老師干脆不做演示直接告訴學(xué)生實驗應(yīng)該的現(xiàn)象和結(jié)果，我做實驗時還擔(dān)心學(xué)生在家模仿實驗操作出現(xiàn)事故，反復(fù)叮囑學(xué)生不得模仿。由于這樣的演示實驗違反了安全性原則，演示起來很難達到預(yù)期的效果。我研究了該實驗的目的后將實驗作了修改，器材：兩節(jié)個干電池，一個試教電流表（選靈敏電流計檔），一個廢燈芯，一個酒精燈，一個開關(guān)。組成圖示實驗電路。實驗時，閉合開關(guān)電流表示數(shù)為零，用酒精燈加熱燈芯時電流表指針慢慢偏轉(zhuǎn)直至滿偏，燈芯離開酒精燈火焰后電流表指針又慢慢回轉(zhuǎn)，直到零刻度位置，再次加熱，電流表指針又開始偏轉(zhuǎn)，這套裝置安全可靠，操作簡便，現(xiàn)象明顯，我們組的老師都愿意使用這套器材，這不是也便于推廣嗎。

（5）在學(xué)習(xí)溫度影響電阻大小時，教材上安排了圖示的演示實驗，器材中使用了一段細鐵絲，但是，沒有介紹細鐵絲的粗細和長短，隨手撿來的細鐵絲裝上去做實驗，常常做不出溫度升高電阻增大的結(jié)果。我使用220V40W廢舊日光燈管中拆下的燈絲代替圖中的細鐵絲，兩節(jié)干電池做電源做實驗，取得良好的演示效果。連好電路，閉合開關(guān)2.5V小燈泡發(fā)光電路表示數(shù)約為0.2A，把日光燈的燈絲放到酒精燈火焰上加熱立即看到小燈泡亮度變暗直至熄滅，電流表示數(shù)減小。整個演示操作一分鐘內(nèi)就能觀察到效果。一省時;二效果明顯，三廢物利用取材容易。

（6）泥娃娃尿尿。在學(xué)習(xí)氣體的壓強與溫度關(guān)系時，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生探究問題的欲望，我把一個陶制的玩具—泥娃娃作為課堂演示器材，一、準備工作，事先把空的泥娃娃用熱水燙一下，再放入涼水中，幾分鐘后涼水會在大氣壓作用下從泥娃娃的小雞雞處吸進它肚子里。二、上課時把泥娃娃放到講桌上的凳子上（凳子作試驗臺），用熱水澆泥娃娃的頭部，從泥娃娃小雞雞射出的水會噴的前排學(xué)生的身上臉上，全體學(xué)生會興奮地狂笑。笑得前仰后合。老師借勢引導(dǎo)學(xué)生分析，水是如何噴出來的？為什么泥娃娃頭上沒有澆熱水時水不流出來？通過演示實驗和適時引導(dǎo)水到渠成地達成教學(xué)目標。

（7）焦耳定律演示實驗的改進。上面的圖片是北師大版九年級物理中焦耳定律演示實驗套材，利用該套實驗器材做演示實驗，只能讓個別學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，且實驗時間比較長，這套器材中三個裝了等質(zhì)量煤油的瓶子一次要使用兩只，當(dāng)利用5Ω和10Ω的電阻做完實驗后再使用期中的10Ω和另一只10Ω的電阻作對比試驗時兩只瓶子中煤油溫度已經(jīng)變得不同了，如果等先使用的那只瓶子中煤油溫度降回來要等更長的時間，總之缺點主要有：能見度低，全體同學(xué)幾乎都因無法觀察在干坐著聽匯報，實驗節(jié)奏松散，實驗時間長留給師生分析歸納時間少。

其實該實驗的核心原理是利用轉(zhuǎn)換法通過觀察溫度計顯示的煤油溫度變化來確定電流通過電阻產(chǎn)生的熱量多少。我們知道氣體受熱體積膨脹程度更大，為什么不讓電阻直接加熱瓶子中的空氣呢？我對焦耳定律演示實驗的改進正是基于這樣的思考開展的。原理圖如右圖所示，適當(dāng)調(diào)整滑動變阻器使得第一支路中電流是第二支路中的兩倍（或三倍）。溫度計改為U形管中加水的氣體溫度計，使用橡皮管把燒瓶和U形管連起來，橡皮管中間剪斷用三通管連接，多出的口用止水夾控制開閉。實驗時打開止水夾1，止水夾2、3止住，閉合電源開關(guān)比較與R2、R3瓶子相連的氣體溫度計的示數(shù)30秒內(nèi)就能觀察到R3=2R2時，相同時間產(chǎn)生的熱量R3也是R2的兩倍。打開止水夾2、3氣體溫度計重回原始位置，再止住1、2止水夾還是30秒內(nèi)就能看到氣體溫度計1升高的溫度是2的四倍（或9倍）從而得出電熱與電流大小的平方成正比的關(guān)系。使用這套裝置一省時，二全班學(xué)生都能觀察，能見度高，三數(shù)據(jù)直觀準確，四可以反復(fù)實驗。體現(xiàn)了演示實驗的關(guān)鍵要素。

以上是我對教材中的演示實驗的改進和開發(fā)做的匯報，教學(xué)中要有教材，要信教材，但不唯教材，活用教材，以達到最大的教學(xué)效果為唯一目標。針對教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生特點有效進行演示實驗，做好課前準備，創(chuàng)新實驗方法，從而保證教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。

參考文獻：

（1）朱道榮《例談物理實驗教學(xué)》