淺談職高物理演示實驗的類型和作用

王春祿

摘要:物理學是一門以實驗為基礎的科學,所有的物理概念、規律、定律等是在實驗的基礎上建立起來的,學生對物理知識的理解和掌握都離不開實驗。物理實驗包括演示實驗,學生實驗和小實驗三部分,課堂演示實驗不同于其它任何實驗,它是教師進行表演操作的實驗,給學生以生動鮮明而又深刻的印象,在此基礎上,經分析、綜合、抽象、概括等思維的加工過程,是學生獲得知識的一種最有效的直觀教學方法之一,演示實驗是職高物理教學中不可缺少的實驗。

關鍵詞:職高物理演示實驗作用

中圖分類號:G427 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0150-01

實驗是物理學的基礎,是檢驗物理理論的標準。在學生建立完整的物理概念和導出正確物理規律的課堂教學中,實驗是最活躍最具生命力的部分。演示實驗是指為配合教學內容由教師操作表演示范的實驗。它能激發學生學習物理的積極性,能化抽象為具體,化枯燥為生動,把要研究的物理現象清楚地展示在學生面前,它能引導學生觀察、思考,配合講授使學生能更好地理解、掌握物理概念和規律,達到“事半功倍”的效果。結合筆者多年的教學經驗,從以下幾個方面談談職高物理演示實驗的類型和作用。

首先我們來了解一下演示實驗的類型:

根據物理演示實驗在講授新課中的時間安排,一般可分為以下三種類型:

第一,講授新課之前的演示實驗,這類演示實驗的目的在于引入新的課題,能激發學生的學習興趣、求知欲望,調動學習積極性。其特點是引人入勝,發人深思。例如,演示水中的筷子變彎,就能引起學生學習興趣,從而可引入光折射的新課題。

第二,講授新課之中的演示實驗,這類演示實驗的目的在于提供感性材料,籍以形成概念,建立規律。其特點是實驗條件明確,觀察對象突出,演示層次分明。

第三,講授新課之后的演示實驗,這類演示實驗的目的在于深化,鞏固物理概念和規律,加強理解,強化記憶,應用物理知識解釋實驗現象,從而培養學生理論聯系實際分析問題、解決問題的能力。

其次,就談談演示實驗的作用:

第一,演示實驗能激發學生的學習興趣,調動學習積極性。

演示實驗能使學生加深對講授內容的理解、鞏固記憶、激發興趣、誘導思考、糾正錯誤觀念、建立正確的物理圖像。例如,在演示條形磁鐵周圍的磁力線實驗中,將條形磁鐵水平放置,在磁鐵上面放一塊潔凈的平玻璃板,將鐵屑緩慢而又均勻地撒在玻璃板上,輕輕敲動玻璃板,鐵屑就沿磁力線排列起來。通過這個演示實驗能使學生加深對講授內容的理解,建立正確的物理圖像。

孔子說過:“知之者不如好知之者,好之者不如樂之者。”這個道理對一般的學生是如此,對基礎較差的學生更為重要。只有想方設法喚起學生學好物理的激情,變“要我學”為“我要學”,才能使學生成為學習的主人。成功的演示實驗能幫助我們完成這項任務。例如:2008年版職高物理試用教材的緒言中提及的兩個有趣實驗“蛋碎瓦全？瓦碎蛋全？”、“帶電鳥籠里的鳥安然無恙”雖然準備麻煩,但趣味性極強。老師在課堂上演示讓學生觀察現象,能激發學生學習物理的興趣,且有利于培養學生的思考能力。又如:演示反沖現象,請幾個學生給氣球內吹足氣,捏緊出氣口,釋放氣球,可見氣球向放氣的反方向飛出。觀察了這個實驗學生會對火箭飛行有個更具體的認識,這樣可以調動學生學習的積極性。再如在講解“力的分解”一課時,我采取了這樣的方法。取一個沉重的大鉤碼放在桌面上,想用細線把它提起來,問學生用一根線易斷還是兩根線易斷？學生都說一根線易斷,但演示實驗結果卻相反。用一根線可將砝碼穩穩地提起,而用兩根同樣的細線(故意使兩線間有一較大夾角)去提,卻一下就斷了。為什么兩根線的效果反而不如一根線呢？這一“懸念”情境使學生的大腦里馬上產生了“興奮劑”,思維迅速地被激活,從內心激發起學生的求知欲。

第二,用演示實驗引入新課有“拋磚引玉”的作用

新課引入的原則是簡潔、直接、能引起學生好奇心并產生疑問,自然而然的將學生引到教學內容中來。簡單有趣的演示實驗就是這樣一塊“磚”,可以很好的起到引入的作用。

物理相對其他學科比較難,學生要想學懂得下很大氣力,所以有些學生見到物理就怕,而利用一個簡單有趣的演示實驗來引入新課很容易將學生的注意力吸引過來,讓學生一下子就對本節課產生興趣,從而全身心地投入到物理學習中來。

第三,演示實驗有讓學生正確理解物理概念和規律的必要基礎。

演示實驗能直觀形象地為學生提供感性認識,是學生形成物理概念、理解物理現象的基礎。它能將日常生活或生產實踐中不易觀察到的或習以為常而未引起注意的物理現象突出地顯示出來。

例如,在演示驗證牛頓第三定律實驗中,讓一個大人同一個中學生在同一粗糙的地面上手拉手進行拉力比賽,無疑,中學生被大人拉動,由此得出結論:大人拉中學生的力大。如大人在靜水中的船上,中學生在岸邊,他們手拉手進行拉力比賽時,我們會看見大人被中學生拉了過來,這時我們又得出結論:中學生拉大人的力大。為什么相同的兩人對拉時會出現不同的結論呢？這主要是我們忽略了地面的摩擦力,而大人拉中學生與中學生拉大人的力是大小相等、方向相反的。通過這個演示實驗能將日常生活或生產實踐中不易觀察到的或習以為常而未引起注意的物理現象突出地顯示出來。

又如:彈力概念:發生形變的物體,由于要恢復原狀,對跟它接觸的物體產生力的作用,這種力叫彈力。海綿、彈簧、橡皮筋等發生形變可以直接看出,很容易證明它們產生了彈力。但是,課桌、地板、黑板等有沒有發生形變,我們不能直接看出,并且懷疑它們會不會發生形變。我們可以用玻璃瓶來做顯示微小形變的演示實驗,讓學生理解兩物體直接接觸且有擠壓就會發生形變而產生彈力。又如:理解光的色散現象,假如沒有用棱鏡對白光的色散演示,學生是絕對想像不出白光中有如此豐富多彩的成分的,也無從了解光譜中的顏色是如何排列和漸變的。再如:在定性分析單擺的周期與哪些因素有關時,通過演示實驗(實驗器材:秒表,磁鐵,擺球,細繩,刻度尺)說明單擺的擺動周期與振幅,擺球質量無關,與擺長,重力加速度有關,且擺長越長,周期越大,重力加速度越大,周期越小。這個實驗使學生更好的理解單擺周期公式。

第四,演示實驗能培養學生科學的思維方法和各種能力

演示實驗能培養學生的觀察能力、思維能力和科學的思維方法,是提高學生發現問題、分析問題和解決問題能力的有效途徑。教學中可以通過演示實驗或直接點出或潛移默化地向學生滲透這些好的方法和思想;在演示的過程中使學生通過觀察、分析、想象、假設、歸納總結等來培養和提高其各種能力。例如,在演示浮力大小的實驗中,將一只雞蛋浸沒在一個裝有清水的燒杯中,松開手后,發現雞蛋緩緩沉入杯底,再向清水中慢慢加入食鹽,并不斷用玻璃棒攪拌,會觀察到雞蛋緩緩浮向水面。通過這個演示實驗可看出物體的重力與浮力的關系,可培養學生的觀察能力、思維能力和科學的思維方法。