淺談演示實驗在中學物理教學中的應用

摘 要：物理演示實驗在物理教學中具有很重要的地位，為了更好地提高演示實驗教學的課堂效益，應遵循幾點基本要求：首先要有明確的目的，其次要有明顯的現象，再者要有啟發性。在此筆者結合三個真實課例：平拋運動、滑動摩擦力及向心力進行簡要論述。

關鍵詞：中學物理；演示實驗；自制教具

物理學是一門以實驗為基礎的自然學科， 物理演示實驗具有直觀形象、生動有趣的特點，能為正確形成物理概念、得出物理規律提供有利的感性圖景支撐，在物理教學中具有很重要的地位。同一課題，教師可以用現成的儀器設備，也可以用自制教具進行演示。為了更好地提高課堂效益，演示實驗教學應該遵循以下幾點基本要求。

一、 要有明確的目的

在課堂教學的不同環節運用演示實驗，有不同的目的，因此也有不同的要求。有無必要演示，選擇什么樣的儀器演示，怎樣進行演示，都必須從具體的目的出發。

例如，在學習平拋內容時，為了讓學生認識“平拋運動可以看出是水平勻速直線運動和自由落體運動的合成”，往往需要演示“三球相碰”的實驗。如果直接觀察，現象稍縱即逝，學生只能觀察到運動的始末狀態。若能把中間過程動態呈現就更具有說服力，因此可以把整個過程錄像，再一幀一幀的播放，這樣學生就可以很清楚地看到，在任意時刻，平拋運動物體的豎直位移與自由落體運動的相同，水平位移與勻速直線運動的相同，從而正確理解平拋運動。

二、要有明顯的現象

演示實驗的一切功能都離不開觀察，一人演示，眾人觀察，所以現象必須明顯。

例如，在學習滑動摩擦力內容時，學生往往存在錯誤的前概念，主要歸結為以下三點：1.認為滑動摩擦力的方向與運動方向總是相反；2.認為滑動摩擦力阻礙相對運動就是阻礙物體的運動，一定是阻力；3.認為滑動摩擦力是由于物體的運動而產生的，相對地面靜止的物體不會受到滑動摩擦力。如果單純采取講授的教學方法，學生會因為缺乏形象的感性材料支撐而無法形成正確的理解。

因此設計圖1中的自制教具進行演示教學。在物塊、墊板和支架上都貼上藍色標記，墊板的左端有一條線，用來拉墊板。通過不同方式拉動墊板，引導學生觀察物塊上的標記與支架上的標記以及墊板上的標記的相對位置的改變，就可以知道物塊的運動方向（相對支架）和相對運動方向（相對墊板）了，并用列表的形式把實驗現象記錄下來。 通過三次實驗的演示，學生對滑動摩擦力有了一定的感性認識，接著再來分析表格中的實驗現象，就不難總結出滑動摩擦力方向的特點，也澄清了之前錯誤的前概念。

三、 要有啟發性

演示實驗的最終目的是要通過觀察啟發思維，使學生更好地認識客觀規律，發展能力，培養興趣。因此在設計和編制演示程序時，必須在啟發性上下功夫。首先應當以趣激疑，啟發學生開展積極思維，但要推進思維活動的展開，仍需要教師不斷的引導，因此演示教學的啟發性應體現在演示程序的精心設計中。

例如在學習向心力內容時，學生很容易誤認為向心力是一種新的力，從而無法形成對向心力概念的正確理解。從向心力的來源入手則可以較好地消除學生對向心力的誤解。

首先，用“倒置的玻璃杯搬運乒乓球”的游戲，設置問題情境引入新課。讓幾位學生上臺演示，激發學生的學習興趣，學生經過親身體會發現游戲成功的秘訣是讓乒乓球在杯內快速做圓周運動。接著教師緊扣學生的發現，引導學生思考：1.為什么快速做圓周運動的乒乓球不會掉下來呢？2.做圓周運動的乒乓球究竟有什么受力特點呢？該問題情境設置懸念，為后面講解向心力提供了生動實例。

其次，演示實驗：小球在近似光滑的可拆卸的環形軌道內做圓周運動，讓學生對其進行受力分析。學生分析小球受地球的重力、桌面的支持力、擋板的彈力。接著教師提出問題：怎么判斷小球有受到彈力呢？

學生注意到擋板是可拆卸的，很自然地想到去打開軌道缺口，看看小球離開缺口后做什么運動？

接著教師進行操作，學生發現小球離開缺口后沿直線運動，如圖2。說明做圓周運動的小球確實有受到彈力，并且知道了做圓周運動的小球有遠離圓心的運動趨勢，這為明確向心力方向奠定基礎。

再者，演示木塊在鋪有毛巾的轉盤上隨著轉盤做勻速圓周運動的實驗，要求學生對其進行受力分析。學生分析木塊受到重力和支持力的作用。而通過前一個實驗知道做圓周運動的木塊有遠離圓心的運動趨勢，得出木塊還受一個指向圓心的靜摩擦力，正是這個靜摩擦力使木塊做勻速圓周運動。

最后學生分析三個演示實驗的共同點，列表歸納，得出向心力的概念。通過這三個演示實驗以及教師的啟發引導，學生既輕松又正確地體會到向心力不是一種新的特殊性質的力，由實驗現象可知向心力可以由彈力、靜摩擦力，甚至是某個力的合力或分力來提供；也明白它的方向始終指向圓心。

總之，教師應該注重在物理教學中有效地應用演示實驗，借用形象生動的實驗現象，通過教師恰到好處的引導，讓學生主動去挖掘隱藏在實驗中的深刻的物理思想，理解物理概念的真正含義，掌握研究物理問題的方法，培養科學探究的能力。

參考文獻：

［1］中小學物理教材編寫組.普通高中課程標準實驗教科書物理1（必修）.［M］.濟南：山東科學技術出版社，2011.

［2］中小學物理教材編寫組.普通高中課程標準實驗教科書物理2（必修）［M］.濟南：山東科學技術出版社，2010.

［3］閻金鐸，田世昆著.中學物理教學概論［M］.北京：高等教育出版社，2003.