中學物理演示實驗設計的優化

演示實驗一般是由教師操作(有時由學生演示或請學生協助演示)，利用一套實驗儀器盡可能地滿足全班學生的觀察需要.在這種情況下，如何才能取得最佳演示效果?實驗的設計很關鍵. 演示實驗設計是一項創造性的勞動，也是物理教師的一項基本功.設計時需要盡可能地發揮現有儀器的演示效果，也可以改進，采用新的嘗試，設計一些合理的、精彩的實驗以求獲得更好的教學效果.

我們應重視演示實驗，改革演示實驗教學，直觀形象地為學生提供感性認識.在設計演示實驗時，應充分調動他們的學習積極性，培養學生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學的思維方法.筆者在教學過程中根據自己的經驗，針對新課改的要求對演示實驗談以下幾點體會.

一、設計演示實驗應體現形象真實、生動有趣的特點

常言道: “興趣是最好的老師.” 新課教學中教師應盡可能設計聯系實際的演示實驗，讓學生有親切感，并自覺地參與其中.這樣才能激起他們學習物理的濃厚興趣，促使其留心觀察生活，活學活用，養成勤于思考的好習慣.演示實驗的效益，主要看它是否能在學生大腦中建立起基礎物理現象的鮮明表象，還要看它是否能促進學生理解物理知識，提高學習物理的興趣.這就要求實驗能建立生動的物理情景，觸景生情，激起學生思維的浪花.要做到這一點，首先要使物理實驗操作成功，而且現象明顯，富有感染力.

例如，在演示靜電能吸引輕小物體時，教師不妨改變傳統的用玻璃棒吸引碎紙屑的方法，改用玻璃棒去吸引學生手上的汗毛，讓學生在直接的感受中增加學習興趣.

二、設計演示實驗應盡可能利用學生身邊的器材進行創新設計

演示實驗無論是在內容上，還是器材上都應貼近學生的生活，更直觀明顯，讓學生有一種親近感，從而更加樂意去思考和想象.鼓勵學生用身邊的廢棄物做實驗，讓空礦泉水瓶、廢紙、小蠟燭頭都能廢物利用，使學生感到物理并不神秘，具有濃郁的生活氣息，學生會覺得物理課堂與自己的生活很近.

比如，利用雞蛋能做很多既可說明物理道理，又可提高學生學習興趣的演示實驗.做壓強的實驗雞蛋握在手中，使勁握也難以破碎，但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破.說明:雞蛋緊握在手中時，受力面積大，壓強小;而在碗邊輕敲時，受力面積小，壓強大.可見，壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關，還跟受力面積有關.做大氣壓實驗將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶內，點燃棉花，并讓它燃燒一會兒，然后將一只剝殼的熟雞蛋置于瓶口上，熟雞蛋在瓶內、外壓強差作用下，被壓入了瓶里.在演示“慣性”時，用一個生雞蛋和一個熟雞蛋分別同時轉動，讓學生觀察哪個雞蛋先倒下?引導學生用慣性的知識來解釋這個現象.做物體的浮沉實驗將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態慢慢變成懸浮狀態，最終沉入杯底.這說明:浸在液體中物體的上浮和下沉，與物體密度和液體密度的大小關系有關.上述舉出的只是讓演示實驗生活化的有限幾個例子，作為中學物理教師，只要我們善于和樂于到生活中去發現，就能找到更多這方面的素材，使我們的演示實驗更加成功.

三、設計演示實驗應盡可能地讓學生廣泛地參與其中

演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式.傳統的課堂教學，演示實驗通常教師演示，學生看，但是很多實驗學生根本看不清，特別是后排的學生.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.演示實驗在教師指導下讓學生參與，學生不僅有顯示實驗技能的機會，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，養成科學態度和科學方法.

例如在驗證“大氣壓的存在”的實驗時，教師不妨在課堂上把演示實驗交給學生完成.讓每一個學生都準備一個空的礦泉水瓶，往里面倒一些熱水，搖晃幾下后，將熱水倒出，并迅速蓋好瓶蓋，然后觀察現象.這個實驗可讓學生親身體驗、觀察、并激發他們思考，更加深刻地體會大氣壓的存在.

四、設計演示實驗，應有意識地將驗證性實驗變為探究性實驗，提高學生的創新實踐能力

中學物理的演示實驗大部分為驗證性實驗，學生對這些實驗的結果心知肚明，往往觀察現象會變成看熱鬧，演示實驗根本起不到啟思、激疑的作用.而探究性實驗對培養學生的思維能力、創新能力、自行分析和解決實際問題的能力都有獨到之處.因此教學中應有意識地將一些驗證性實驗變為探究性實驗.

如在探究“摩擦力與什么因素有關”的實驗時，常規的方法是利用木塊和木板進行實驗，然后驗證摩擦力與接觸面的粗糙程度和壓力有關.但教師如果將實驗中的木塊改為學生腳上的鞋子，并創設情境:設想我們現在要進行拔河比賽，當然希望鞋底與地面的摩擦力能更大一些，讓你到鞋店購買比賽用鞋，可做哪些簡易實驗來挑出粗糙程度更大的鞋子?然后課堂討論方案，引導學生利用自己腳上的鞋子和木板進行探究.探究結束之后，學生還可以利用實驗數據比較誰腳上的鞋子的粗糙程度更大(更適合拔河比賽)，增加了探究結果的應用性，也加深了對“控制變量法”的理解.

五、合理運用多媒體，優化演示實驗教學

利用多媒體教學，是教學現代化的重要標志，是教學改革的重要組成部分.在多媒體教學過程中運用系統科學的觀察和方法，可以實現教學優化，使學生真正體會到物理學科的學習方法，提高學生觀察及分析問題的能力.如應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹.例如對于“牛頓第一定律”的實驗教學，我先通過課本實驗引導學生得出:表面越光滑，小車受到的阻力越小，它前進得越遠，再讓學生猜想:若表面絕對光滑、受到的阻力為0，小車將怎樣運動?這是無法用實驗驗證的，這時再引入伽利略推理，用CAI展示推理:小車以恒定不變的速度作勻速運動.這樣形成一種虛擬的理想場景，使學生能更深刻地理解牛頓第一定律.

責任編輯 羅 峰