提高中學物理演示實驗可見度方法的探索

摘要:本文簡明地闡述了提高中學物理演示實驗可見度方法，即利用多媒體技術法、利用“微小放大法”、利用“無色物染色法”、利用“位置轉移法”和利用“改進實驗器材與實驗方法”增強演示實驗的可見度等方法。

關鍵詞:演示實驗;多媒體;可見度

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2010)8(S)-0024-2

演示實驗的可見度包括演示實驗儀器的可見度和實驗的可見度。 演示實驗儀器的可見度至少能讓全班同學都看清楚實驗裝置、組成結構;實驗的可見度應讓學生看清楚實驗的操作過程、實驗所發生的現象以及能較準確地得出實驗數據等，實驗的可見度直接影響到實驗教學效果。筆者在長期的教學實踐和教研活動中進行了積極地探索，采用了多種方法、措施和途徑，積累了一些經驗，也探索出一些增強可見度的簡便易行的方法，現作如下介紹。

1 利用多媒體技術法增強演示實驗的可見度

物理學中，有許多實驗在通常情況下是無法看清楚它的演變過程的，但我們可以利用多媒體技術來“延長”或“壓縮”時空，將事物的瞬間變化延長或定格;也可將極為緩慢、漫長的演變過程“縮短”，或將不可逆的過去“再現”。

(1)“時空延長術”

如在演示子彈打穿木板的過程就可以用多媒體技術來演示它的過程，使學生能清楚看見子彈是怎樣穿過木板?穿過木板前后的速度是否變化?打破了時空的限制“延長了時空”，能使學生能清楚、直觀地看到的每一個細節，使實驗達到最佳效果。

(2)“時空壓縮術”

例如:要觀察硫酸銅溶液在水中的擴散現象，需要幾天甚至更長的時間，在上課時通常是將N天前做好了的溶液給學生看看而已，這樣既不直觀也沒有說服力。而利用多媒體技術就可以將N天的時間“壓縮”在幾秒鐘內觀察到硫酸銅溶液的擴散現象。

2 利用“微小放大法”增強演示實驗的可見度

所謂微小放大法就是將一些實驗中微小的變化放大使實驗現象更明顯，讓學生觀察的更清晰。常用的微小放大法有:轉換放大法、光學放大法、投影放大法、累積放大法、機械放大法等。

(1)轉換放大法

所謂轉換放大法就是將一些不易測量或感知的微小變化轉換成其他的容易測量、感知的變化。如聲音是由物體振動產生的演示，可以用:

①敲擊的音叉會振動發聲，但振動的現象非常微小，學生只能聽到聲音，而看不到振動的現象。為了讓學生看到振動的現象，我們可以將振動的音叉插入水中，這時我們會看到水面會濺起很大的水花。這樣我們就可以將微小的振動利用濺起的水花來放大，學生看到的是“真正的”振動，達到了意想不到的效果。

②又如在研究聲音的響度與振幅的關系時，我們通常是用大小不同的力來敲擊鼓面，我們可以清晰的聽出兩次聲音的強弱不同，但鼓面的振幅的大小無法看清。如果在鼓面上撒一些米粒(或泡沫)，用大小不同的力敲擊鼓面，聲音的響度不同，米粒(或泡沫)跳起的高度也不同。由此可以說明響度與振幅的關系。

(2)光學放大法

光學放大法是將微小實驗現象利用光學原理展示出來，以求增強實驗可見度的一種方法。

在講解“力的作用效果——力可以使物體發生形變”時許多同學認為力只能使柔軟的物體發生形變，而硬度較大物體不能發生形變。為了澄清這一問題，筆者采用“光學放大法”將一塊小平面鏡平放在水平桌面上，用一固定在鐵架臺上的激光筆(現在市場上很容易買到)對著平面鏡照射，使其反射光斑落在天花板上，在平面鏡的旁邊用力向下按桌面，學生會觀察到反射光斑點在天花板上的位置也發生明顯的位移。利用光斑點的“放大”位移，來間接反映形變實驗效果非常明顯。說明硬度大的物體在力作用下也會發生形變，只是微小一點而已。

(3)投影放大法

投影放大法就是利用投影儀或多媒體將一些實驗的器材、操作過程或實驗的現象放大以達到增強實驗可見度的目的。

如:在磁場的教學過程中，演示磁場的分布時，利用實物投影，把它們投影到銀幕上，效果非常明顯。演示時，只需把磁體放在實物投影儀的載物臺上，磁體上放一塊薄玻璃板，在玻璃板上撒一些鐵粉，輕輕敲動玻璃板，就可以在銀幕上看到清楚的磁場的分布情況。同樣可演示同名磁極間的場的分布和異名磁場極間的分布，同時也能看清小磁針磁極的運動與變化情況。

3 利用“無色物染色法”增強演示實驗的可見度

所謂無色物染色法就是將無色透明的液體、氣體不易觀察的物體，染上顏色來，來刺激學生視覺，從而使可見度倍增。現列舉兩例如下:

(1)在做光的直線傳播的實驗時，光在潔凈的空氣或干凈的水中傳播路徑不易觀察，可在大燒杯中吹一些煙，也可在水中加幾滴牛奶攪拌均勻，這樣就能楚地看清光的傳播路徑了。

(2)在演示液體內部壓強時，可在盛水的燒杯水中加入藍墨水攪拌均勻成藍色液體，在自制的大可見度壓強計(高度在80～100cm)的U型管中加入紅色水溶液，這樣學生就能非常清楚地看見壓強計里的液體，從而能看清楚兩側液面的高度差。因此，在演示實驗時，若能盡量利用物體顏色的對比，可以有效地增加物體間的可見度，提高實驗效果。

4 利用“位置轉移法”增強實驗的可見度

所謂“位置轉移法”，就是改變學生或實驗器材的位置，以達到增強實驗可見度的目的。位置轉移包括:學生的位置轉移、實驗器材的位置轉移、學生和實驗器材的位置同時轉移等。在演示實驗過程中，如果實驗器材非常笨重不便移動則可以轉移學生的位置，將學生叫到講桌的附近，拉近學生與“實驗”之間的距離，可以有效地增強可見度;如果實驗器材非常輕便很容易移動且學生必須近距離觀察才能看清(如:示數的讀取等)，這時教師可以移動實驗器材，將實驗器材拿到學生面前讓學生逐個觀察;演示實驗中如果對光線的要求非常高(光學實驗)則可以將實驗器材轉移到特殊光線的地方進行演示，并且為了學生讓看清現象還可以將學生轉移到此處。

在做“觀察水的沸騰實驗”時，我們可以采用“轉移學生位置”的方法，將學生聚集到實驗器材附近，讓學生近距離觀察實驗現象傾聽水沸騰前后聲音的變化;在研究“汽化吸熱”時為了讓學生觀察到溫度的變化我們可以拿著溫度計讓學生讀取示數，并把讀取的示數記錄下來，再進行比較，從而得出結論;在研究光的色散與混合時我們可以將三棱鏡拿到室外光線較強的地方，并且將學生帶到室外觀察，而在做“凸透鏡成像的實驗”時我們則需要在光線較弱的地方進行。還有些實驗我們可以根據需要將器材抬高或者放低，以達到增強可見度的目的。

5 利用“改進實驗器材與實驗方法”增強演示實驗的可見度

物理教材中提供的實驗器材與實驗方法并不是所有的都是最佳方案，我們在實際的教學中可以根據實際情況進行改進，以達到增強可見度的目的。

如在演示橡皮筋振動產生聲音時，由于它產生的聲音很微弱，很難讓班級所有的同學都聽清楚，可以利用錄音機來放大聲音，話筒插好后，把話筒對準正在振動的橡皮筋，這樣話筒就能把微弱的聲音放大，讓所有的同學都能聽見……。

又如在探究動能跟那些因素有關時，不同的小球可用實心球和小排球來代替，被推動的物體可選用大的空鞋子盒來代替，由于排球和實心球的質量的對比度較大，它們推動紙盒移動的距離差距較大，學生很容易得出動能跟質量的大小因素有關的結論。這與常用的演示方法(器材用直徑不到1cm的鋼球做演示)相比具有明顯的大可見度的特征，而且還具有親切感。實心球和小排球是學生上體育課所用的體育用品，用它們來做實驗，學生感到非常熟悉、親切，能激發學生的學習興趣和好感;這樣就能讓班上的所有同學看清楚整個實驗的過程及現象。

總之，在中學物理演示實驗中，教師應盡量提高實驗的可見度，讓每個學生都能看清楚實驗的每一個環節，激發學生的興趣，引導他們觀察、分析、思考并總結，以達到實驗的最佳效果。

參考文獻:

[1]教育部.義務教育《物理課程標準》(實驗稿).北京:北師大出版社，2001

[2]廖伯琴，陳峰.中學物理課程改革的目標與實施.高等教育出版社， 2003 年 8 月

(欄目編輯 黃懋恩)