高中物理演示實(shí)驗(yàn)的選取與實(shí)踐

管海英

眾所周知，物理學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科.實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，物理理論都源于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納總結(jié)，而且經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn).演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中一直起著舉足輕重的作用.通過演示實(shí)驗(yàn)，將各種物理過程生動(dòng)、形象地展示出來，不但能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣，而且能幫助學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)透徹理解和深刻記憶，把握物理概念和規(guī)律，從而達(dá)到事半功倍的效果.當(dāng)然，在演示實(shí)驗(yàn)前，需要教師認(rèn)真研究，做好準(zhǔn)備工作，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，選取和開展相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，最大限度地發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用.

一、選取目的明確的實(shí)驗(yàn)

首先，要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和要求，選擇合適的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生積極思考，探究物理概念和規(guī)律.

例如，在講“平拋運(yùn)動(dòng)”時(shí)，可供選擇的演示實(shí)驗(yàn)比較多，可以讓學(xué)生從多個(gè)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)相同的規(guī)律.如拋出的粉筆頭、桌上彈出的小物塊、礦泉水瓶中水的噴射、平拋運(yùn)動(dòng)演示儀、閃光照相等.

其次，在確定演示實(shí)驗(yàn)后，針對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行提出相關(guān)問題讓學(xué)生思考，啟發(fā)他們開展探究活動(dòng).

例如，在講“摩擦力”時(shí)，可以邊做實(shí)驗(yàn)邊提示學(xué)生思考一些問題.如：摩擦力的大小一定與正壓力有關(guān)嗎？為了研究這個(gè)問題，我們用彈簧秤拉木塊，使其在桌面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)彈簧秤對(duì)木塊的拉力就等于木塊與桌面間的滑動(dòng)摩檫力.然后在木塊上加一個(gè)重物，增大木塊與桌面間的壓力，這時(shí)發(fā)現(xiàn)，木塊做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤的拉力增大了.這時(shí)提問：現(xiàn)在看到了什么變化？學(xué)生很自然回答壓力大了，拉力大了.這就很順利地得出“兩個(gè)物體間的滑動(dòng)摩檫力的大小跟這兩個(gè)物體之間的正壓力有關(guān)”的結(jié)論.接著進(jìn)行下一實(shí)驗(yàn)，用一定力推講臺(tái)，講臺(tái)不動(dòng)，問為什么？再用更大的力推仍然沒推動(dòng)，又問自然還是同一答案.繼續(xù)問：兩次的力相同嗎？壓力相同嗎？這次的結(jié)果是摩擦力與壓力無關(guān).再提示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究的問題本質(zhì)在哪里，啟發(fā)學(xué)生探究問題和總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，這樣一來，學(xué)生就能比較輕松地掌握該節(jié)課的內(nèi)容.

二、選取直觀性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)中，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的目的就是讓學(xué)生能直接觀察到現(xiàn)象，明確演示實(shí)驗(yàn)所要揭示的規(guī)律、原理，因此，直觀性是演示實(shí)驗(yàn)的最基本要求.

首先，物理過程的變化要顯著.為了使現(xiàn)象明顯，選擇的儀器的尺寸要大，尤其是觀察部分的尺寸要大、刻度線條要粗，要使教室內(nèi)最遠(yuǎn)的學(xué)生也能看清.必要時(shí)可以借助投影、機(jī)械放大、光杠桿、放大電路等手段增強(qiáng)現(xiàn)象的明顯性，提高觀察效果.

其次，儀器擺放的位置，被觀察主體與背景的色調(diào)對(duì)比等也會(huì)影響觀察的效果.

第三，儀器簡(jiǎn)單，過程明了.

例如，我們用橢圓墨水瓶演示微小形變現(xiàn)象，效果就比用復(fù)雜的光桿系統(tǒng)裝置要好，同時(shí)及時(shí)啟發(fā)學(xué)生：微小形變從哪體現(xiàn)出來的，還可以使它更明顯嗎？你會(huì)怎樣做？這些問題都是學(xué)生能經(jīng)過觀察而探究出來的.

第四，親身體驗(yàn)，多種感官并用.

例如，在講聲音能在固體中傳播時(shí)，讓學(xué)生耳貼桌面，同時(shí)用手指敲打桌面聽到聲音.這種參與會(huì)使學(xué)生更易融入到課堂，也親自感受到實(shí)驗(yàn)的魅力.

三、選取成功率高的實(shí)驗(yàn)

成功的實(shí)驗(yàn)可以增加學(xué)生對(duì)教學(xué)知識(shí)的可信度，提高課堂教學(xué)效益.所以，在開展演示實(shí)驗(yàn)前，要作好充分準(zhǔn)備，保證演示實(shí)驗(yàn)成功.

首先，要掌握實(shí)驗(yàn)原理，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來設(shè)計(jì)和規(guī)劃實(shí)驗(yàn).

例如，電容器實(shí)驗(yàn)，我們一般認(rèn)為比較難做，電容器的充、放電過程學(xué)生往往感到抽象難懂，而用常規(guī)的演示實(shí)驗(yàn)來觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的效果又不盡如人意.如果用發(fā)光二極管來演示電容器的充、放電現(xiàn)象 ，就能夠產(chǎn)生形象、直觀的效果.倘若再略作改進(jìn)，增加一個(gè)或幾個(gè)電容 ，還能夠完成電容器的串聯(lián)和并聯(lián)的演示.

其次，要注意環(huán)境條件.有些實(shí)驗(yàn)的成敗與環(huán)境等外界條件很有關(guān)系.

例如，空氣的濕度對(duì)靜電實(shí)驗(yàn)很有影響，這點(diǎn)可由學(xué)生探究得出.

四、選取有探究性的實(shí)驗(yàn)

一方面，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料，幫助學(xué)生認(rèn)知物理現(xiàn)象，另一方面，演示實(shí)驗(yàn)也能夠把抽象的物理規(guī)律變得更形象，易于理解.在這過程中，需要學(xué)生觀察、思考，進(jìn)行探究，來獲得規(guī)律的認(rèn)識(shí)和發(fā)展能力.而且，這方面是開展演示實(shí)驗(yàn)的最終目的和意義所在.因此，在選取、設(shè)計(jì)和進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們必須在探究性上下工夫.當(dāng)生動(dòng)的演示現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料之外時(shí)，認(rèn)知的矛盾將上升為思維的動(dòng)力.

例如，在演示“液體具有慣性”實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)刺破氣球那一瞬間，球內(nèi)水完全呈現(xiàn)出氣球的形狀時(shí)，學(xué)生定會(huì)非常吃驚而感嘆：液體也有慣性呀！從而很自然問到：那氣體也有慣性嗎？互相討后試問：生活中哪些氣體能較清楚地看到？學(xué)生的思維一旦活躍就能說出老師心中所想了，最后啟發(fā)學(xué)生思路找到答案.這種具有探究性的演示實(shí)驗(yàn)，能夠推動(dòng)學(xué)生思維、促使他們不斷探討，進(jìn)而掌握物理知識(shí)，了解物理規(guī)律，并獲得探究能力.