課堂演示實驗的無效性探究

張歲平 ?？肆x

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。演示實驗是中學物理課堂教學的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規律的重要手段，而且是理解和掌握物理知識不可缺少的環節，還有利于培養學生的觀察能力、思維能力、探索精神及良好的學習方法。但現在的中學物理課堂演示實驗的教學現狀令人擔憂，由于受各種因素影響，演示實驗大量充斥著無效、低效現象，不得不引起廣大物理教師的關注和深入思考。

一、演示實驗中無效教學行為的具體表現

1.無效操作。造成無效操作的情形主要有：①儀器放置位置不當。其一，由于講臺位置所限，有些教師課前預設不充分，沒有考慮到儀器放置的位置對學生觀察造成的障礙；其二，教師安裝演示儀器時沒有注意儀器的大小、高低分布，從而造成儀器放置層次不清，出現大儀器遮擋小儀器的情況，或者儀器主次分布不清，主要觀察現象的儀器被放在不突出的位置，等等。②缺乏有效的提示和強調。演示實驗的觀察有主次、過程和現象之分，如果教師在演示時缺乏對觀察內容的有效提示和強調說明，就會造成學生觀察的目標性缺失，造成教師操作的無效結果。③教師缺乏演示經驗。課堂演示實驗應注意的方面很多，操作的角度、高度及教室里的光線、濕度等對實驗現象都可能造成影響。例如做靜電實驗時教室內濕度較大，就會造成現象不明顯的后果。如果教師缺乏經驗對這些方面提前不做防范，就會造成無效操作。

2.無效過程。演示實驗的無效過程主要有：①替代演示。利用多媒體模擬或者視頻代替課堂演示實驗，這是當今課堂教學大量存在的現象，由于缺少教師或學生的實際操作和主動參與過程，使得演示實驗缺乏對學生思維的啟發及對學生動手能力的培養，教學效果不顯著。②可視度不高。由于教師對演示實驗的可見度在備課時沒有進行充分考慮，只是上課時教師在講臺上簡單地操作完成而已，致使演示實驗中出現后排同學觀察不清楚；演示現象不明顯、不突出；微小變化觀察不到；參照不夠引起對比性差等無效過程。比如觀察“單擺擺動高度”的演示，如果教師不設置高度對比的標識，那么學生其實并不能清楚地觀察到單擺第一次擺動左右高度相同，而是看到越擺越低的現象。③畫實驗、講實驗。課堂教學中還存在教師不組織演示實驗，根本沒有實驗過程，而是在黑板上“畫實驗”或者是對照課本內容和課本實驗插圖講實驗的現象。

3.“生成”無效。在課堂演示實驗中，會生成很多有效的教學資源，而教師對這些演示實驗的生成不予重視和分析，白白浪費了提高學生科學思維和實驗能力的機會，造成生成不能被有效利用的“生成”無效現象。如在演示“自由落體運動”時，通過對打點計時器所打紙帶的測量數據進行計算得到加速度a的值，從而比較得出a=g的結論。其實，演示實驗計算出來的g值往往小于9.7m/s2，一般教師都會簡單地解釋為這是實驗誤差，而對誤差產生的原因不引導學生進行深入分析，就會失去培養學生誤差分析的習慣及提高學生在實驗中減小實驗誤差的操作技能的良好時機。

二、強化課堂演示實驗效果的策略

1.充分的課前準備是保證。課前準備必須做好以下幾點：①充分預設。課前必須充分考慮演示實驗在教室里的可見范圍，演示操作的高度、角度、位置等，還有演示中可能出現的問題和解決的方法，能夠讓學生參與的演示，還要充分考慮學生在參與演示，操作中可能出現的情況，以及解決的方案，等等。這些都要在課前做出充分預設，并做好各種預案，確保演示實驗能夠取得最佳效果。②精心準備。每一個演示實驗教師都必須做到“不打無準備之仗”。首先要對儀器的靈敏程度、是否完好、是否符合要求等進行認真細致的檢查、調試；其次要進行試做演練。教師通過課前試做，再次檢驗演示儀器的性能及演示效果，并對預設進行進一步的充實完善，也使教師自己能夠熟練操作實驗，避免課堂演示中出現無效教學。

2.細致、規范的課堂演示操作是根本。演示實驗操作要做到以下幾點：①嚴格規范。嚴格規范是演示實驗最基本的要求，演示時一定要按照儀器的使用規則，實驗的操作規則進行，操作必須做到準確、清晰、科學、有序。并且基于演示實驗的示范性，教師嚴格規范的實驗操作對培養學生科學、嚴謹的學習態度和實驗能力是大有好處的。②關注細節。一般演示實驗過程并不復雜，可是一旦某一操作細節稍有不慎就會導致實驗失敗，或者觀察不到細節也會導致實驗無效。因此，演示實驗特別要關注細節，包括操作過程的細節和觀察過程的細節兩個方面。對于觀察過程中的細節需要教師的特別說明和提醒，避免由于觀察不到而重復多次實驗的現象。③注重方法、技巧。其一，就是處理好大與小的關系；處理好主要儀器與次要儀器的關系；處理好對象與背景的關系等，比如在實驗裝置后面配上適當顏色的襯板，把被觀察的實驗現象襯托出來。其二，就是利用投影、實物展臺、幻燈機等一些能夠放大實驗現象的教學手段。

3.關注演示實驗的生成是關鍵。演示實驗的“生成”是最關鍵、最具價值的。根據演示實驗的生成在教學中的作用的不同，我們把演示實驗的生成概括為四種情形：一是知識性生成。也就是對實驗目標的實現，即建立概念和規律，讓學生理解和掌握物理基本知識。二是方法性生成。就是演示實驗中儀器的使用方法，實驗的操作方法、觀察方法等，這些方法都可以通過演示實驗讓學生得到正確的掌握和運用。三是能力性生成。就是學生通過參與演示實驗的操作、觀察，以及對實驗現象進行分析總結，提高學生的動手能力、觀察能力和邏輯思維能力。因此，在演示實驗中要盡量讓學生參與實驗的準備，實驗的演示操作；要引導學生學會觀察和善于觀察；啟發學生對實驗現象、實驗誤差及影響實驗的因素進行分析。四是非智力性生成。也就是通過演示實驗對學生的態度、情感和價值觀進行有效培養與提高。利用演示實驗的趣味性、奇特性，可以激發學生學習物理的興趣和探究物理現象的欲望；利用演示實驗嚴格的操作規則培養學生嚴謹的學習態度和科學方法；通過對實驗誤差及影響因素的分析，培養學生實事求是的科學態度和價值觀。

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