《物理課程標準》強調物理教學必須體現“從生活走向物理,從生活走向社會”的新理念,這就要求物理必須以觀察和實驗為基礎。而演示實驗是中學物理實驗的重要組成部分,所以在中學物理教學中要特別重視演示實驗。在教學過程中,教師如能緊扣教學環節,進行簡短精彩的表演就能為講授開路,化抽象為具體,化枯燥為生動,把研究的物理現象清楚地展現在學生面前,起到突出重點,突破難點,鞏固知識或應用知識的作用,達到較好的教學效果。演示實驗是物理課堂教學中深受學生歡迎的教學方式,是教師展現教學藝術的獨特方式,也是當前中學物理教學改革中最為活躍的研究課題。
一、演示實驗分類
高中物理演示實驗的目的是讓學生在觀察的基礎上接受物理知識,為理解提供直觀材料。按照它的作用可分為以下幾類。
1.引入課題的演示
這類演示實驗用于講授新課之前,其目的在于引起學生對即將研究的問題產生興趣,激發他們的求知欲。它的特點是引人入勝,發人深思。例如,講解“電磁感應現象”時,教師首先演示三個實驗:讓閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動,把磁鐵插入和拔出螺線管,通過改變滑動變阻器的阻值來改變電流的強弱進而改變磁場的強弱,然后讓學生仔細觀察電流表的指針,閉合電路在沒有電源的條件下電流表指針偏轉,說明回路中有電流產生,學生馬上對此產生興趣并提出問題:沒有電源,回路中的電流是怎么產生的?為什么電流的方向還可以改變?為什么電流的大小還可以控制?這樣不僅吸引了學生的注意力,還將本節課的主要內容引出來了。
2.建立概念和規律的演示
這類演示實驗用于講授新課之中,其目的在于提供感性材料,借以形成概念,建立規律。它的特點是:實驗條件明確,觀察現象突出,演示層次分明。比如在研究光的全反射規律時,教師可以用激光器結合半圓形玻璃磚制造出激光從光密介質斜射向光疏介質的光路,先讓入射角較小,此時折射光線射入空氣,折射角比入射角大,然后不斷增大入射角,發現折射角也在不斷增大,當入射角增大到某一值時,折射角增大到90度,光線射不到空氣中,剛好發生全反射,繼續增大入射角,空氣中依然沒有光線,全反射繼續進行,由此便引入了光的全反射概念及發生全反射的條件。
3.深化與鞏固物理概念和規律演示
這類演示實驗一般是在講授新課之后進行的。其目的在于加深理解,強化記憶。它的特點是在原有的實驗基礎上變換一些條件,以利于擴展和推廣。例如,在學習完動量定理后,可做課本上的“瓦碎蛋全”實驗,又如學完了靜電屏蔽之后,可做課本上的“帶電鳥籠中的鳥安然無恙”的實驗。
4.應用物理知識的演示
這類演示實驗可以在講授新課之后進行,也可以在復習課中演示。其目的在于讓學生應用所學知識解釋實驗現象,培養學生理論聯系實際及分析問題、解決問題的能力。用鐵錘向木板中釘釘子、用橡皮錘地板磚、用光導纖維進行光通訊的演示,可使學生了解動量定理、光的全反射原理的應用。
二、開展演示實驗教學的注意事項
為了提高演示實驗教學效果,達到實驗目的,必須從實際出發。為此必須注意以下幾點。
1.重視演示實驗教學,千方百計創造條件開展演示實驗,加強能力培養
演示實驗在物理教學中是比較薄弱的環節,由于受到物質和師資條件的限制,不少演示實驗開展起來有困難,在這種情況下教師要克服困難,自制教具,把演示實驗開展起來,讓學生多見到一些直觀的物理現象。然后隨著客觀條件的改善和教學經驗的增長不斷改進、創新,在實踐中不斷提高自己的設計和實踐能力。
2.在演示實驗中要讓學生積極參與
傳統的課堂教學中,演示實驗通常是教師演示,學生看,但是很多實驗學生根本看不清,特別是后邊的學生。不同程度地限制和阻礙了學生智能和潛能的發展,直接影響學生實驗心理素質的提高。因此,在演示實驗中,應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結,甚至在實驗操作上讓學生積極參與,讓學生充分了解實驗的內容,多次重復,加深印象,鞏固記憶。讓學生積極參與,不僅可為學生提供展示實驗技能的機會,又能得到科學方法的訓練及能力的培養,加深理解和掌握物理概念和規律,同時可領略物理學的思想,培養科學態度和科學方法。
3.演示實驗必須防止“走過場”,搞形式
搞好演示實驗,必須鉆研教學,做好備課工作,只有深入備課,才能明確演示的目的要求,才能設計好演示程序,并做好課堂演示的充分準備。
4.正確對待演示中的失誤,切忌弄虛作假
由于種種原因,演示不成功的現象會隨時出現。與事實不符的現象出現了怎么辦?一要鎮靜,保持清醒的頭腦,盡可能把故障排除掉,最好還能夠把排除意外的過程,變為教育學生的過程。二是要實事求是,如實地分析實驗失敗的原因,并爭取在下一次上課時重做一遍。并且可以在適當情況下,說明科學家們在探索中也經常會出現失敗,但他們不怕挫折,實事求是地分析原因,最終發現了真理。那種由于實驗可能失敗而寧可不做演示的想法是錯誤的。
通過對演示實驗的研究,我們發現了一些以往教學中存在的弊端,也正因為如此,我們才能夠找到改進演示實驗,提高教學質量的有效方法。相信只要大家共同努力,演示實驗的質量將會提高到一個新的層次,走到社會科學技術水平飛躍發展浪潮的前沿。
(責任編輯 黃春香)