高中物理演示實驗教學要求與指導

摘要： 物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，在物理教學中實驗教學顯得特別重要，本文從兩個方面闡明了演示實驗的教學，使讀者明確在演示實驗教學中教師該怎么做。

關鍵詞： 物理教學 演示實驗 觀察能力

物理實驗是在人為控制的條件下，運用儀器、設備，使物理現象再現，有目的地進行觀測研究的一種方法。實驗是物理學的基礎，是檢驗物理學理論的唯一標準。在物理教學中運用實驗的目的就在于給學生學習物理創造一個基本的環境，使學生主動獲取物理知識，發展能力，促進其科學世界觀的形成。演示實驗在中學物理實驗中占有很大的比重，它是教師施展教學藝術的一種獨特的手段，它能夠化枯燥為生動，化抽象為具體。

一、演示實驗教學的基本要求

1.要有明確的目的。演示實驗運用于課堂教學的不同環節，有不同的目的，也就有不同的要求。有無必要演示，選擇什么樣的演示，怎樣演示，都必須從具體的目的出發。如我們在學習平拋和斜拋的內容時，可選擇的演示實驗很多，在課堂上拋出一個粉筆頭就是一個簡單的演示，還可以用閃光照相等。在運用演示引入課題或鞏固所學的知識時，教師應力圖增加實驗的趣味性，以更好地調動學生的思維積極性。

2.演示實驗要明顯直觀。可以說演示實驗的一切功能都離不開觀察。因此演示實驗的直觀是最起碼的要求。一人演示一群學生在觀察，所以現象要明顯，能否使每個學生看到演示的現象是實驗能否成功的關鍵。為使現象明顯，儀器的尺寸要足夠大，儀表的刻度線要適當加粗，聲、光及觀察物體與背景的對比要強，過程的變化要顯著，必要時可借助投影、機械放大、放大電路等手段增強現象的效果。儀器要簡單，過程要明了，它的目的在于突出要觀察的物理現象和過程，降低無關因素的干擾。如用橢圓形墨水瓶演示微小形變的現象，用復雜的光杠桿系統裝置比較好。在演示實驗中要讓學生的視聽感官并用，心理學告訴我們只靠聽覺一般只能記住內容的百分之十五左右，只靠視覺只能記住內容的百分之二十五左右，如果兩者結合起來可記住內容的百分之六十五。因此，調動學生的不同感官的共同作用效果好于單一感官。如在沿著斜面滾下的小車后面拖著一條磁帶，磁帶上錄有一段不變的音樂，把錄音機的磁頭用導線接出來，當小車沿著斜面向下運動時，小車拖著磁帶運動，使錄音機發聲，這樣就可以讓學生用視覺觀察到速度的變化，并由聽覺感受到速度的變化就是加速度的變化。

3.要安全可靠。課堂時間是很寶貴的，如果教師在演示中出現失誤或差錯，不僅會浪費時間，而且會引起學生對所得結論的懷疑，因此教師在課堂上的演示實驗要確保成功。這就必須要做好充分的準備工作，確保安全，并正確對待演示中的失誤，不弄虛作假。

4.演示實驗要有啟發性。演示實驗能夠提供豐富的感性材料，變抽象為形象，它的目的是通過觀察啟發思維，使學生更好地認識客觀規律，發展能力，培養興趣。這就要求在設計實驗時要在啟發性上下功夫。

二、演示實驗教學中的觀察指導

在演示方案確定后，要想達到演示的目的，關鍵在于對學生的觀察進行指導。同時，對演示觀察的指導是培養學生觀察能力的一個重要途徑。因此，在演示教學中要十分重視觀察的指導，一方面演示本身應能吸引學生的觀察注意，另一方面教師在演示中要及時指導，教給學生觀察的方法。

1.明確觀察目的，做好觀察的思想準備。教師在演示前一定要讓學生明確為什么要做這個實驗，以及打算怎樣進行，出示儀器時要有所介紹。如在自感現象的教學中，觀察接通電路的自感現象，必須讓學生帶著“如果線圈自身的電流發生變化，那么線圈自身是否也會產生感生電動勢”的問題，認清演示電路的特點，把觀察的注意力集中到接通電路的瞬間所發生的現象上。我們做過調查，對于演示實驗，事先告訴學生觀察的目的與不告知學生的學習效果是有很大的差別的。

2.突出觀察的重點，排除無關因素的干擾。還舉自感的例子，通常教材中會介紹斷路時自感現象的電路裝置，常選用一只燈泡與電感線圈并聯的電路，設想按這一裝置進行演示時，學生會看到開關斷開后燈泡并不立即熄滅。但由于時間常數L/R太小，這種延時現象無法看到。而燈泡突然一閃的現象卻十分明顯，它給學生建立自感的概念帶來了困難。如果在開始演示時只給出一個簡單的電感線圈、燈泡、開關與電源的串聯電路，提出“在斷開開關的瞬間線圈中是否有感生電動勢產生”的問題，與學生共同設計實驗電路來驗證感生電動勢的存在。一種簡單的方案就是觀察開關拉斷時閘刀與閘刀座之間的火花放電現象證明感生電動勢的存在；另一種方案就是將示波器或者高內阻的電壓表并聯在自感線圈兩端，觀察其電壓的變化；第三種方案就是將一只氖泡并聯在線圈兩端，開關接通時氖泡不導通，其電阻為無窮大，可視為它對電路沒有影響，切斷開關時線圈中的電流迅速減小，原來串聯的燈泡熄滅，而并聯在線圈兩端的氖泡發光了，它的發光電壓要比電源電壓要高許多，由此說明感生電動勢的存在。這個實驗還可以在今后的教學中說明日光燈的發光原理。

3.從局部到整體，再從整體到局部，培養觀察思路。我們應當利用演示實驗培養學生正確的觀察思路。如我們常用“圓錐上滾”的實驗來訓練學生的觀察力。把傾斜的軌道展示在學生面前，傾斜軌道的表面特征給學生造成假象，把雙面旋轉體放在軌道的中部，學生幾乎毫無例外地預感到旋轉體將沿著斜面滾下，然而見到的卻是意料之外的現象。學生在渴望得到解答之際，從各個方面對儀器進行觀察，注意圓錐體與軌道之間的聯系，最終發現圓錐體在軌道低端的重心位置最高。于是學生在恍然大悟中獲得了觀察方法的啟示。

4.縱、橫對比，把握事物的特征。在演示實驗中，要引導學生善于察覺條件的差異及產生結果差異的聯系，通常可用縱向對比、橫向對比、正反對比的方法。如用驗電器和鋁板來演示光電效應的現象，實驗過程中，把用砂紙打磨的鋁板插在驗電器的導桿上，給鋁板帶上負電荷，可以看見驗電器指針張開，用紫外線照射鋁板，驗電器的指針即迅速閉合；再給鋁板帶上正電荷，同樣用紫外線照射鋁板，驗電器的指針不再閉合；再用白熾燈作光源，照射鋁板，不見指針張角有何變化。從上述過程可以看出，這樣的演示是一個邏輯性很強的縱向對比過程，為了認清事物的本質，在教學中常要用到橫向對比和正反對比等。

總之，教師在演示實驗教學中，一定要注意使學生的觀察和思維活動緊密結合起來，用觀察促進思維活動的展開，并用思維指導觀察活動的進行，使學生逐步認識物理概念、規律，逐步發展觀察和思維能力。