淺談物理演示實驗的教學(xué)改革

筆者在多年的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn):改革，是活力的象征，是希望的前奏，是成功的字符。因此，物理教學(xué)中，也要不斷地推陳出新，不斷地發(fā)現(xiàn)新問題，探索新的方法，尋找新的路標(biāo)。

一、為什么要改革物理演示實驗教學(xué)

近年來高考物理試卷對實驗的考查，不僅從學(xué)生實驗發(fā)展到演示實驗，而且已從簡單的背誦實驗知識轉(zhuǎn)向考查對實驗的思想、原理、方法的理解上，重在考查學(xué)生的實驗?zāi)芰途C合分析能力。近幾年我國中學(xué)生實驗素質(zhì)較差。又如1990～1995年間，國家教委儀器研究所對一萬余名學(xué)生進(jìn)行實驗?zāi)芰y試，結(jié)果我國中小學(xué)生實驗動手能力幾乎都不及格。說明了我國中小學(xué)生實驗動手能力普遍較差。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學(xué)的思維方法，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愛好，調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮非智力因素的能動作用，引導(dǎo)他們從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)，激發(fā)他們樹立敢于攀登科學(xué)高峰的雄心壯志，縮小與世界先進(jìn)國家實驗教學(xué)的差距，我們應(yīng)進(jìn)一步改善實驗條件，改革演示實驗教學(xué)，直觀形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識。

二、怎樣改革物理演示實驗教學(xué)

1. 重視演示實驗教學(xué)，加強(qiáng)能力培養(yǎng)

目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，他們非常重視物理實驗教學(xué)和研究問題的方法，如日本初中物理的課時數(shù)只有75課時，但安排的學(xué)生實驗卻有20個，演示實驗有130個，并且絕大多數(shù)都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系。可見，他們的學(xué)生在實驗方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多，他們學(xué)生的實驗心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強(qiáng)。因此，在當(dāng)前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中，我們對物理實驗教學(xué)，必須引起高度的重視，為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結(jié)合教學(xué)實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，同時在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就。

2. 在演示實驗中增加學(xué)生的參與

演示實驗是教師利用課堂時間為學(xué)生演示，在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實驗通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實驗學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生。不同程度地限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實驗心理素質(zhì)的提高。因此，在演示實驗中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實驗操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。演示實驗要在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實驗技能的機(jī)會，又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握物理概念和規(guī)律，同時可領(lǐng)略物理學(xué)的思想，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。

3. 變驗證性實驗為探索性實驗

中學(xué)物理課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識。但是，對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力，而探索性實驗對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實驗?zāi)芰敖鉀Q實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說:“對真理的探索比占有更加寶貴。”

因此，在教學(xué)中可把一些驗證性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒灐Ｔ趯嶒灲虒W(xué)中，要盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程，多讓學(xué)生想想:“為什么要這樣做?”“換種方法行不行?”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。

4. 合理運(yùn)用多媒體，優(yōu)化演示實驗教學(xué)

利用常用儀器、教具進(jìn)行演示是一種最基本的手段，而利用多媒體教學(xué)，是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，是教學(xué)改革的重要組成部分。因為多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，使學(xué)生真正體會到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)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(jìn)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(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識加強(qiáng)，理解透徹。例如，對于“LC電磁振蕩電路”的振蕩過程分析，筆者應(yīng)用電子計算機(jī)的動畫功能，展現(xiàn)了隨著電容充放電的進(jìn)行，LC回路中的電場能和磁場能之間的周期性變化，振蕩電路的大小和方向變化的全過程，安全逼真，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中保持精力高度集中，思維高度活躍，求知欲高度旺盛的狀態(tài)。對于可見度小，不易觀察，且只能水平演示、觀察的內(nèi)容，例如水波的干涉、衍射現(xiàn)象，用發(fā)波水槽借助投影儀演示，既起放大作用，又使其有動感，使學(xué)生看到清晰的干涉條紋，對學(xué)生腦子里形成正確概念有極大的幫助。但是還有部分同學(xué)對波的疊加原理難以理解，又缺乏想象力，為此筆者又用計算機(jī)模擬制作了一條直線上兩傳播方向相反的兩列波的疊加，可十分形象直觀地表現(xiàn)波的疊加，學(xué)生也容易理解，并取得了良好的效果。

利用多媒體進(jìn)行物理實驗教學(xué)，不但為教和學(xué)增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的情境，師生們置身于“情”“景”中，以“物”思“理”，又以“理”認(rèn)“物”，這對物理的各種題型的實驗教學(xué)有著積極的意義，對提高物理課的素質(zhì)教育教學(xué)有著廣泛的前景。

總之物理課堂演示實驗要與學(xué)生的分組實驗有機(jī)地結(jié)合起來，努力培養(yǎng)學(xué)生的下面幾個方面的基本實驗要素:一是儀器使用的一般知識;二是測量誤差與數(shù)據(jù)處理的知識，其中特別是圖線處理數(shù)據(jù)中，區(qū)分已知規(guī)律與未知規(guī)律的不同方法;三是間接測量的基本知識，要從測量出發(fā)理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)的記錄與處理;四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結(jié)論與實驗結(jié)論比較的思想。同時加強(qiáng)學(xué)生對基本實驗方法的遷移和靈活運(yùn)用能力的訓(xùn)練，多角度、全方面地使中學(xué)物理實驗教學(xué)提高到一個新的水平。

(樂清市虹橋鎮(zhèn)一中)