淺析演示實驗有效教學的常用方法與教學策略

楊慶

【摘 要】物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，加強實驗教學及其研究是提高物理教學質量的根本途徑。物理實驗教學對學生形成物理概念，建立物理規律，培養學生觀察能力、動手能力和創新能力都有重要作用。一位優秀的物理教師必定是善于運用“演示實驗教學策略”的教師。

【關鍵詞】實驗；有效教學；方法；教學策略

演示實驗主要由教師在課堂上操作表演的實驗，教師是演示實驗的主要表演者和設計者，我們的課堂教學時間是寶貴的，這要求教師在課堂中有限的時間內完成實驗的全部操作與教學過程，而且要確保演示實驗的教學有效性，有些演示實驗還是一次性的，這對教師的實驗素養提出了很高的要求。對于如何開展中學物理課堂中演示實驗的有效教學，筆者將從以下幾個方面進行闡述：

一、演示實驗常用的演示方法

要讓演示實驗的教學功能真正有效的凸顯出來，還必須在演示實驗中從學生和教學實際出發，選擇恰當的演示方法。常用的基本方法有：

（1）觀察歸納法。通過改變實驗條件多次演示，讓學生在觀察的基礎上歸納總結出物理規律。

（2）分類對比法。在學習有些新知識時，可從學生已學知識入手，做一些對比演示實驗，以加深學生對新知識的印象和理解。

（3）分步剖析法。有的實驗不能一步直接演示完畢，而要分步演示，逐層解剖深入。如演示感應電動機的原理；演示常用電容器的結構原理等。

（4）模擬演示法。限于實驗條件，有些演示實驗可以借助模型、掛圖及多媒體技術模擬演示，恰當的運用模擬演示，可以在教學上獲得好的教學效果。特別是多媒體技術，可以演示實物不能做到的實驗，如天體的運行；風洞的模擬等等。

（5）科學探究法。針對一些教學問題，通過教師的啟發引導，幫助學生對實驗進行觀察思考，以達到教學目標。

二、演示實驗教學策略

中學物理演示實驗是教師表演示范、學生觀察思考的課堂教學實驗，它可以充分發揮教師的主導作用，但是往往難以體現學生在教學過程中的主體地位，缺乏學生主動性的發揮。在物理新課程中，把科學探究作為學習目標與重要的教學方式，給演示實驗注入了新的活力。在新課程理念下，進一步拓展演示實驗的功能，使學生由被動地接受知識向主動地獲取知識轉化，必須突出科學探究。

（1）為導入新課設計演示，讓學生在物理情境中發現問題、提出問題和進行科學的猜想與假設。選擇一些生動、有趣、新奇和學生感到意外的演示引入新課，能夠有效地激發學生的興趣與求知欲望是大家所公認的，但是，按照新的教育理念，這是遠遠不夠的。例如，學習沖量時，讓學生猜想：一個生雞蛋從高處落下，是否會摔破？當學生緊張而意外地發現雞蛋從高處落入鐵盤中后又反彈起來，倍感驚奇，再讓同一個雞蛋從同一高度落下，雞蛋摔破了。引導學生提出問題，查找原因，發現其中的奧妙，從猜想經歷科學思維到現實，以雞蛋撞擊鐵盤時的△t為切入點，讓學生在猜想的“對”與“錯”中感受成功的喜悅或錯誤的遺憾。

（2）為形成概念、探索規律設計演示，讓學生經歷設計實驗、實施實驗方案到得出結論的過程。中學物理是以實驗為基礎，以最基本的概念與規律為主干構成的完整體系。其中，基本概念和基本規律是物理知識得以展開的主要構架，又是輻射出眾多其它科學知識的基礎，是幫助學生開啟科學大門，踏上探索科學真理的必經之路。演示實驗可以展示物理現象和物理變化的過程，為形成概念和認識規律提供豐富的感性材料，為知識的構建奠定必要的基礎。但是隨著教育教學理論的發展，必須從新的角度重新定位演示實驗的作用。新的教育理論認為，演示實驗不僅要為構建知識提供感性認識，而且需要學生在演示實驗中以科學的態度和對科學探索的濃厚興趣經歷科學探究過程，去發現、思考、探討，在經歷設計實驗、實施實驗、得出結論的過程中，達到既獲取知識，又實現培養科學素養的目標。

（3）為運用鞏固深化設計演示，讓學生經歷科學探究的過程。由于演示實驗的可控制性，使教師能夠有意識的選擇和設計實驗內容和程序，展現物理現象和過程，在運用知識的過程中發揮作用。例如，設計力學黑箱、電學黑箱、光學黑箱等，讓學生探索黑箱內的結構，對學生進行觀察與思維訓練。研究浮沉子，在液體內不同深度的狀態，使學生的認識由表及里，逐步深化。新課程將科學探究作為課程重要內容，為演示實驗功能的擴展提供了機遇，在運用知識的過程中不僅可以充分發揮教師的主導作用，而且可以充分體現學生的主體地位。在學生獲得某一物理知識之后，讓學生組建課題組，運用新知識探索新思路、新方法，通過猜想、制定計劃、查閱文獻、調查研究、小組討論等一系列科學探究過程，分工合作、集思廣益設計新的演示實驗、制作新的演示實驗教具，之后展示實驗成果，相互研討交流，在學術研討氣氛中進行評價、質疑和答辯。通過研討交流，相互學習、借鑒、分享成果，進行思維的碰撞。使學生切身體會到學習科學知識的實際價值和運用科學知識解決實際問題的樂趣，訓練學生分析、綜合、演繹、推理、抽象、概括等科學思維能力，培養學生猜想、假設、獨創、評價、交流與合作等科學探究品質以及實事求是、追求真理、熱愛科學的科學精神，鞏固、深化、活化所學知識。例如，學習了大氣壓強之后，讓學生研究還有那些方法可以驗證大氣壓強的存在，并設計低成本小實驗和制作噴泉之類的簡易教具進行實踐；學習了動量守恒定律之后，研究反沖運動，用可口可樂瓶制作水火箭（提醒學生要注意安全），用日光燈啟動器加入少量酒精制作小火箭，用泡沫塑料作船體、通過氣球向后噴氣為動力制作噴氣船等。課題完成之后，組織學生進行相互交流，展示并表演自己設計的實驗和制作的教具，進行相互評價、提出改進意見。如此，就把由教師控制的演示實驗拓展成以學生活動為主的科學探究過程。

三、提升演示實驗教學的有效性

（1）加大教育投入，加強實驗管理。教育投入是教育事業開展的物質基礎，很多學校的教育實驗經費常常無法保障而且有時經常被挪用，再加上學校對實驗儀器管理不善，丟失或損壞嚴重，造成儀器短缺，許多演示用的實驗器材都沒有，使得一些演示實驗根本無法開展，這是大部分中學尤其是農村中學普遍存在的問題，學校經費緊張故只能削減實驗設施及實驗器材投資的上投資，使原本已入困境的演示實驗教學的開展更加艱難。只有各方面的大力支持，從物質基礎上保障物理實驗教學的正常開展，物理演示實驗的教學才能大步向前邁，才能改變演示實驗教學現狀，新課標的實施才有保障。

（2）轉變教學觀念，提升實驗素養。中學物理演示實驗教學的現狀在很大程度上與教師的教學觀念有關，要促進演示實驗教學改革，轉變教師觀念是關鍵問題，筆者走訪了一些實驗教學設施比較好的學校，很多教師認為演示實驗雖然重要，但一節課的教學時間有限，課時安排緊，況且演示實驗教學又費時費力，要花相當長的時間去準備一個演示實驗，還會出現儀器損壞或短缺現象，在物理課堂上開展演示實驗是多找苦吃，而且在現行的高考體制下，我演示實驗做得再好，學生考不出好成績，考不上好大學，那我不成了罪人啊，家長還不要怪罪我啊，所以他們認為要尊重高考指揮棒，學好高考要求學生掌握的知識才是最重要的，筆者認為，轉變教師的觀念，是我們迫切要做的關鍵事情。其次要加強對物理教師等相關人員的知識和技能培訓，一些物理教師對演示實驗有很高的興趣，但苦于實驗技能有限，無法非常有效地進行演示實驗教學的開展，比方說自制演示實驗教具，這要求教師具有很高的實驗設計和制作能力，而當前很多的物理教師的實驗素養還得有待提高。