演示實驗與能力培養

摘 要： 在初中物理教學中，教師應精心設計每一個演示實驗，在把實驗融進物理教學過程中的同時，在培養學生能力上多下工夫。要根據不同的教學內容用不同的方法演示實驗，設計不同的實驗方案，從不同的角度調動學生的學習積極性，寓能力培養于其中。

關鍵詞： 初中物理教學 演示實驗 潛力 能力培養

物理學是以實驗為基礎的一門科學。這門學科的特點決定了演示實驗是完成物理教學的必要環節，即使在各種教學手段不斷完善的今天，傳統的演示實驗也具有不可取代的作用。在教學改革的今天，正因為演示實驗具有以下特點，所以為素質教育的實施提供了得天獨厚的條件：演示實驗結構簡單、原理一目了然，運用起來靈活、方便，看起來直觀，有親切感、真實感。它增加了理論講授的說服力，使抽象的問題直觀化，復雜的問題簡單化。首先，演示實驗能引起學生的極大興趣，激發學生的求知欲。興趣是最好的老師，是學好物理知識的潛在動力。有了興趣，學生學習會變被動為主動，會勇于思考、善于思考，產生探索未來世界的好奇心。其次，演示實驗有利于培養學生的能力。在素質教育的今天，能力的培養尤為重要。通過對演示實驗現象的觀察，學生在頭腦中形成感性認識，再通過對現象的分析及嚴格的邏輯推理等上升為理性認識，在獲取知識的同時，鍛煉學生的各種能力。

因此，我們應適應新時期的需要，把學生培養成為具有自己獲取知識能力和創新能力的人才。精心設計每一個演示實驗，在把實驗融進物理教學的過程中的同時，在培養學生能力上多下工夫，為其走出校門，適應社會奠定堅實的基礎。所以我們要根據不同的教學內容用不同的方法演示實驗，設計出不同的實驗方案，從不同的角度，調動學生的積極性，寓能力培養于其中。

1.在學生親自參與演示實驗的過程中，培養其能力

如：在講完剛體繞定軸轉動的轉動定理時，在已知M=J的基礎上，讓學生自己動手演示實驗，讓學生在自己設計實驗的過程中，在對公式的討論中，能力得到提高。首先給出實驗器材：一個可以繞豎直軸轉動的茹柯夫斯基凳、一對啞鈴，然后找兩名學生設計演示下面兩種情況：

（a）M=J≠0，當J一定時，看M與的關系；

（b）M=J=0，看J與ω的關系。

要求一位同學坐在凳上表演，另一位同學在配合表演的過程中加以解釋，即在（a）種情況下，只有不斷施加軸向外力矩M，才能觀察到M與的關系，而其中J一定是意味著對轉動軸的轉動慣量不變，也就是人的質量及其各點到軸的距離不變，即人坐著不動。在（b）種情況下，是軸向外力矩等于零。此時Jω=Jω必須在轉動起來以后，取消施加的外力，然后改變各質量相對軸的距離，即改變手臂的位置。坐在凳上的學生手握啞鈴，手臂一屈一伸，角速度明顯隨之變化。學生演示到此，興趣大增，課后興致也不減。這樣學生帶著問題有目的地去設計、分析、演示，身臨其境地做，分析問題、解決問題的能力提高了，同時這樣遠比做書本上同樣一道題效果好，也促使學生勤于思考、大膽地探索，為他們發揮想象力提供了條件。

2.同一個實驗我們可以采取不同的方法，從不同的角度激發學生去思考、探索，以此鍛煉學生的能力。

如：寬度可變的單縫衍射實驗。

（1）可以用演示實驗引入新課，提出問題。“好的開端等于成功的一半”，良好的開端，能調動學生的學習積極性，一個個懸念，能使學生處于積極主動的思考中。首先將一束激光照射在調得很寬的縫上，屏幕上看到的是一條亮線，這是中學已掌握的光沿直線傳播的規律。當縫寬逐漸變窄，亮線漸漸模糊，進而變成一組明暗相間的條紋時，由于與中學學過的知識截然不同，學生就會提出疑問，課堂的氣氛也就活躍了。

（2）可以在單縫衍射講解之后，觀察單縫演示實驗。此時已得出暗條紋中心的衍射角滿足asinθ=±Rλ（R=1，2，3…），對給定波長的光，當單縫寬度a漸漸變窄時，各級衍射條紋相對應的θ角漸漸變大，即衍射效果越明顯；反之，當單縫寬度a漸漸變寬時，各級衍射條紋相對應的θ角漸漸變小，衍射條紋將向中央明條紋靠攏，逐漸分辨不清。當寬度a繼續增加時，就符合光的直線傳播規律了。通過理論與實際結合，學生認識更加深入，思維也更活躍。

（3）可以下課后讓學生自己動手做此實驗。這樣便于學生自己去分析，去理解，從而真正認識到單縫衍射的特點：衍射屏對入射光限制得越厲害，衍射花樣擴展得越厲害。否則往往學生對此理解得很淺，但當學生自己親自調出衍射花樣、自己改變縫寬，觀看花樣隨縫寬變化時，就能夠完全掌握了單縫衍射的特點。同時也培養了學生嚴謹的科學態度。

以上幾種方法可以單獨使用，也可以結合起來使用，使之恰到好處。

3.精心設計演示實驗，人為設置一些障礙，以增加問題的復雜性，從而提高學生的觀察能力、分析能力，以及解決問題的能力。

如：用傅科擺演示渦流現象時，先不給產生磁場的線圈通電，此時沒有磁場，讓一整塊擺及一齒狀擺同時、同幅擺動，觀察、分析在磁場中應出現什么現象。沒有出現此現象的原因何在。

4.多創造條件做演示實驗，使之善于觀察，勤于思考。

如：利用身邊薄厚不同的玻璃，相同厚度的兩兩綁在一起，觀察等厚干涉現象，哪些可以看到干涉現象，哪些看不到干涉現象，看不到的又是為什么。又如：配制等厚干涉的液體時，濃度適當才能出現等厚干涉現象，所以，不妨將沒有出現等厚干涉現象的液體一同拿給學生看，進行分析比較。身邊有許多類似陀螺的玩具（如有的塑料冰棍桿），拿到課堂讓學生在動手演示的同時，分析陀螺繞自己對稱軸高速旋轉時而不傾倒的原因。引導學生用掌握的知識去分析身邊隨處可見的物理現象。從尋常中找出不尋常，不斷去發現問題、解決問題。

5.將物理學的新技術引入課堂，在運用新知識所演示的實驗中，培養學生的能力。

對新知識學生有新鮮感，興致更濃。從而，對物理知識的學習更主動，對深層知識的探索更自覺。如：超導磁懸浮實驗，內容新穎，在演示的過程中學生的問題一個接一個提出來。如懸浮物是什么材料制成？為什么能浮起來？液氮的溫度是多少？磁懸浮列車靠什么驅動？對這樣學生感興趣的內容，教師講解不必過細，讓學生廣泛開展討論，指導學生查閱參考書，給學生留有思考、探索的空間，從而鍛煉學生自己查找資料解決問題的能力。

許多演示實驗相當簡單，花費時間也不多，但對物理理論課的教學和培養學生的素質所起的作用是積極的，是其他手段取代不了的。因此，我們既要充分利用現有的演示實驗，又要充實一些時代氣息濃厚的演示實驗，提高學生的學習興趣，使枯燥的物理課堂更充實、更有生機，使學生在對萬千變化的物理演示實驗的觀察與思考中，大膽想象，勇于創新，素質得到培養，能力得到提高。

參考文獻：

[1]張三慧.大學物理學.清華大學出版社.