漫談高中物理演示實驗

張傳軍

演示實驗在中學物理教學中占有重要的地位，作者結合教學實踐，從演示實驗的改進、創設，課前精心準備，整合現代計算機技術等3個方面舉例說明如何改善高中物理演示實驗教學以及提高演示實驗教學質量的方法。

物理學是一門以觀察、實驗為基礎的科學，高中物理教材中有100多個演示實驗，平均不到3節課就有一個演示實驗，不言而喻，演示實驗在中學物理教學中占有重要的地位。通過演示實驗，可以激發學生學習物理的興趣、引導學生發掘問題，激發其求知欲望，從而調動他們學好物理的主動性和積極性；通過演示實驗，創設物理情境，幫助學生形成概念，導出規律，了解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的，正確而深刻地領會物理概念和物理規律。演示實驗是物理學科中體現現代素質教育思想的重要方面，有利于學生科學素養的形成。筆者結合教學實踐，談談在開展演示實驗教學中的粗淺認識和體會。

潛心研究，改進、創設演示實驗

設計演示實驗是一項創造性的勞動，教師要發揮聰明才智，在教學實踐中勇于探索，集思廣益，設計出既能滿足教學內容需要，又富有直觀性、趣味性、啟發性的好產品。一位教師在講“力的分解”一節時，取一個質量較大的鉤碼放在桌子上，手拿細線問學生：“要把鉤碼用手里的細線提起來，是用一根線易斷呢還是2根線易斷？”按照學生的生活經驗，當然是一根線易斷。但實驗演示的結果是：用一根細線可以將鉤碼穩穩地提起；用2根同樣的細線（故意使兩線間有一較大夾角）提鉤碼時，細線斷了?！盀槭裁?根線的效果反而不如一根線呢？”學生產生強烈的思維沖突，進入憤悱狀態，認知的矛盾上升為學習的動力。這一實驗現象也為消除教學疑點——合力不一定大于分力，提供佐證。

教師需要敬業精神，只要做有心人，就可以發現生活中能夠用來做演示實驗的材料多得很。如：香煙盒內的鋁箔

紙，卷成細筒代替金屬棒，由于其質量很小，演示磁場對電流的作用力——安培力，效果更明顯；改進后的實驗，還能夠模擬電磁大炮，增加知識的趣味性。

課前精心準備，確保實驗操作成功

教師要做好演示實驗需要選擇好實驗裝置和器材，熟悉演示實驗的操作要領和技巧。演示實驗如果只限于教師和部分學生觀察，或者展示的現象與要得到的結果相距太遠，那就失去它的作用。實驗裝置和實驗器材性能的好壞，直接影響演示實驗的效果，甚至決定實驗的成敗。選擇器材時需要考慮精確性、直觀性、方便性等原則。例如，為了提高演示實驗的可見度，力學實驗采用大型的電動秒表；熱學實驗時可采用大型溫度計；電學實驗采用大型的演示電表等。有些實驗器材，由于年久失修，會產生故障，這也應該引起教師的重視，儀器常見的故障有：傳動裝置的動力源（小電機）欠佳，橡皮皮帶老化失去彈性斷裂，皮帶的松緊度調節得不合適；熱源放熱不均勻，電池內阻過大；平行光源不平行且亮度太弱；儀表指針不指示零刻度，靈敏度變差，電器接線柱松脫；滑動變阻器滑片變形，與金屬絲接觸不良等。所以，教師在準備實驗時，一定要細心檢查，調試實驗裝置，更換存在問題隱患或在性能上達不到要求的元器件，對易損易壞的元器件還要準備好備用品。教師還必須在課前把演示實驗先做2遍，設計好演示實驗的實施步驟，搞好演示操作與分析說明的協調銜接。只有做到萬無一失，才能確保

在課堂上演示成功，最大限度的發揮演示實驗的作用。

整合現代計算機技術，模擬演示物理實驗

隨著計算機、互聯網和多媒體技術的迅速發展，計算機輔助教學（CAI）已經出現在物理實驗教學中，提高物理實驗的可視性，使學生能觀察到清晰的物理實驗過程和現象。物理演示實驗中有一部分實驗要求的條件很嚴格，很難實現或直觀展現，但它同時又與教學密切相關，對知識的掌握和教學效果有很大影響。高中物理教材中的近代物理實驗就可以用計算機模擬演示。例如，光的干涉、衍射的實驗一直得不到很好落實，原因在于：常用實驗儀器如J-2515型雙縫干涉實驗儀、J-2522型雙縫干涉、單縫演示觀察儀造價高，學校配備少。同時每次實驗的演示效果也不好，常用的小功率氦－氖激光器觀察效果好，但波長又不可調節，影響實驗的完整性。對于此類實驗，采用計算機模擬獲得很好的效果。通過調節光的波長、縫的寬度、縫與光屏的距離等程序中對應的參數，再現出光的干涉、衍射現象，加深學生對影響干涉條紋間距因素以及光的明顯衍射條件的理解、記憶。湯姆生的原子棗糕模型、盧瑟福的α粒子散射實驗同樣也可以通過計算機模擬。此外，用Flash制作的動畫、個人DV記錄的視頻，還能夠把物理現象發生、發展的過程連續呈現出來，比如嫦娥1號飛船的發射、變軌過程，機械波的形成過程，各種碰撞過程等都可以用動畫來演示。

總之，演示實驗既直觀又富于吸引力；既能獲得感性認識又能升華到理性認識；既能開拓學生思維又能培養他們的能力。在提倡素質教育的今天，為適應時代和學生發展的需要，教師要重視演示實驗的研究，加強演示實驗的教學，培養出富有科學精神和實踐能力的開拓型人才。

（作者單位：湖北省潛江市園林高級中學）