利用演示實驗 培養學生的探究意識

陳麗英

摘 要：演示實驗是理化生老師在課堂教學中驗證理論或假設的一種途徑或方式，恰當地演示實驗，不僅可以激發學生的學習興趣，喚起學生的學習熱情，而且可以促進學生進一步探究的意識。

關鍵詞：演示實驗；創設情境；自制教具；探究教學

引言

探究是一種學習方式，教學中的實踐經驗告訴我們，要有意識、有步驟的培養學生的靈感，對學生的探索意識、探究精神和探究能力更需要通過實驗教學來培植。某教育家說過的一句話“……學生學習科學的方法，是要積極地投入到探究過程中去，它比什么都重要”。這句話在科學教育中的探究性學習中產生了深遠的影響。下面筆者結合自己多年的實踐，就如何在課堂教學中利用演示實驗培養學生探究的意識，談一點自己的做法。

1 創設愉悅的學習情境，巧設懸念引入教學

學習情境要求直觀、真實、生動，讓學生生活中經常會遇到的問題在知識中呈現，體現知識的重要性，進而激發學生學習的興趣。在演示實驗中切忌平鋪直敘，按部就班，為做實驗而做實驗 。這方面，我們可以向魔術師學習，通過巧設懸念， 激發學生學習的興趣。例如，八年級第三章第二節《聲音的特性》我先播放了一段“碗樂獨奏”視頻，學生聽了這清脆優雅的碗聲，一下子被吸引過來了。“誰聽出這是什么曲子嗎？”學生立即回答：南泥灣。老師拿出幾個相同的碗，裝入高度不一的水。老師設疑：請兩位同學用筷子也來‘演奏一下，大家聽聽他們的演奏是哪個音符？這幾個音有什么不同？大家都想上來感受一下：第一個同學敲打的聲音，感覺比較沉悶，不好區分；另一個同學敲的聲音明顯與前一位同學不一樣。兩個同學敲打出的聲音為什么不一樣呢？因敲打的位置不一樣。學生觀察得很仔細。我再拿出兩組碗面不同，水位各不同的碗。再請學生來敲打，從這幾位同學敲打這3組碗的聲音來區別響度、音調、音色及它們與頻率的關系。如此導入，由淺入深，循序漸進，引發學生的思考，使他們在解開一個個懸念的同時增強了自信心，對課題的理解也更深刻、全面。

又如， 在講解《串聯電路的特點》時，我先讓學生觀看用遙控控制客廳吊燈亮度的視頻，學生很感興趣，有的同學說，我家里也有這樣的吊燈。我又把家里可調節亮度的臺燈拿出來演示。引導學生思考：亮度可調節的臺燈，它的亮度與什么有關？ 改變電流大小有哪些方法？ 改變電阻如何？ 學生回答后，進一步設疑：哪些儀器可調節電流的大小？為了調節燈的亮度，滑動變阻器應如何與燈連接？ 結合學生身邊熟悉的事物，來設計的問題，容易引起學生的興趣，自然引入了新課。

2 充分利用實驗儀器，進行物理探究的教學

奧蘇伯爾認為：“學生的認知內驅力來自于觀念沖突。”因為學生對新異或離奇的事物或現象持有強烈的好奇心，但對物理定義、定律、法則等用文字表述的概念比較不感興趣。如果能讓學生上臺來讀數遍或動動手參與操作，學生會很興奮，很樂意，而且印象特別深刻。

例如，在學習靜電這節課時，做個靜電除塵實驗，在一個高水杯兩邊內側各貼上兩塊10mm×20mm金屬片，并在兩金屬片離上端5cm各接上一個金屬接線柱，放在鐵架臺上。用兩條導線把金屬接線柱與手搖起電機相連接，取4-5根熏香插在軟木塞上，點燃后吹滅，夾在鐵架臺上，頭朝下放入高水杯中，觀察煙霧情況（煙霧裊裊）。請一位同學上臺轉動手搖發電機，其他同學觀察煙霧情況（剛才的煙霧變沒了）。讓學生停止轉動，又出現煙霧裊裊，學生很驚訝。比較兩次煙霧情況并引導學生思考：煙霧變沒的原因？有學生說：“一定跟手搖發電機和金屬片有關系。”學生開始討論，“手搖式起電機在金屬片兩極將產生高壓電場。”、“利用高壓電場使煙氣發生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。”、“煙霧跑向兩極，所以煙塵就消失，集中到兩塊金屬片上，以起到靜電除塵的效果。”學生積極討論后，教師總結靜電除塵工作原理。教師利用實驗儀器邊演示邊提問，同時引導學生觀察、分析、討論，調動了學生學習的積極性。

3 提倡師生自制教具，促進探究意識的培養

自制教具的過程，本身也是一個促進老師和學生進行探究的過程。比如，在教學中，我利用礦泉水瓶自制了一個教具來演示大氣壓、氣體壓強與體積的關系、液體壓強與深度的關系 。先在一個中號礦泉水瓶的瓶身偏低部鉆一個小孔，再找兩個型號相同的瓶蓋，在其中一個蓋上鉆一個小孔，裝滿水（裝水時用手指堵住瓶身的小孔），然后用沒有鉆孔的蓋將瓶蓋緊，手提瓶蓋，這時可以看到水從瓶身的孔中流出，但是只流出很少的水就不流了，說明水面上方的空氣由于體積變大，壓強變小，這也說明了有大氣壓存在；再將瓶身小孔堵上，旋下無孔的瓶蓋，換上有孔的瓶蓋，這時可以看到水不斷從瓶身流出，直到流到瓶身上孔所在的位置，這說明了蓋上有孔的瓶蓋后，瓶內水面的氣壓和外面大氣壓相同，再根據流速的變化，可以說明液體壓強與深度的關系。

學生根據在課堂上學習的知識，利用身邊和實驗室的材料在實驗室開放時間制作了幾個實用的學具。如《小孔成像》儀器：用三九感冒靈的紙盒的一側中間用釘子扎了一個小孔，再在對面剪開，用透明膠將一塊毛玻璃粘上作為光屏，然后用點燃的蠟燭作為發光的物體，將紙盒的小孔正對著蠟燭的火焰，在光屏上觀察所成的像。又用玻璃膠、玻璃板、軟木塞、硬紙板等制作了《水三棱鏡》、《可折疊光屏》等學具。從這簡易又富有創意小制作中，可充分說明學生的探究意識加強了，動手能力和思維能力也提高了。

4 利用數學方法，進行實驗探究

在物理教學中，不少題目需要實驗驗證、公式推導后再驗證的例子。例如，演示測量液體壓強時，在微小（U形管）壓強計的管內裝有紅墨水到“0”刻度線，在另一液體內部壓強演示器的圓盒上套上一層薄橡皮膜。用橡膠管把微小壓強計的玻璃U形管與內部壓強演示器圓盒子后面嘴連接，當橡皮膜受到的壓強為零時，U形管兩邊液面相平（在同一水平線上）。把內部壓強計（有橡皮膜的一頭）放入裝有四分之三水的高水杯，當橡皮膜受到壓強作用時，兩管內液面產生高度差，壓強越大，兩液面高度差越大。得出實驗結論：液體內部向各個方向都有壓強，同種液體在同一深度的各處方向的壓強大小相等，隨液體深度的增加，壓強隨之變大；不同的液體，產生的壓強大小與液體的密度有關，在同一深度，密度越大，液體的壓強越大。推導出公式：p= ρgh。進一步實驗：用實驗室的塑料水槽裝超過一半的水，計算水的壓強，在水中放一圓柱形重物（高為h截面積為S），使之上表面與水面相平。實驗得出公式：把水換成鹽水再做一次，得出相同的公式。由此公式可知，水的壓強與水的深度、水的密度有關。

從實驗得知水的壓強是隨深度增加而增大的，我們根據這一公式進一步探究，聯系到生活實際，我們游泳走進游泳池時，水到胸部時，會覺得呼吸略微困難，學生馬上想到電視里或課本圖上畫的潛水員潛水時為什么必須穿上厚厚（特制的抗壓）潛水服，是為潛水員安全著想。

5 改進演示實驗教學，培養學生的探究習慣

教材的幾次修訂，使原有的一些器材已不能適應現有的實驗，不能清楚說明該實驗的原理，新的器材還不能下單購買，這就需要老師根據教材內容進行改進。例如，做平拋的實驗，要讓三個質量相同的小球從軌道的不同處滑下，產生不同的水平初速度；讓三個質量不同的小球從相同的軌道高度平拋，同時落地等實驗。實驗室沒有這種器材，就用三個平拋實驗器的斜槽、承球槽、支架和一塊方木板組成我們需要的實驗器材，但在使用過程中，球經常掉落，學生就拿來一個無底的礦泉水瓶掛在承球槽末端接球，節省了撿球的時間。又如九年級實驗《照明電路》演示器材面積不僅小，后面的同學看不清楚，又不能完整把一個電路中所有的部件都展現出來，我們做了一個1.5平米帶支架的木板，再在上面裝上家庭用電中所有需要用的部件組成的完整電路。讓學生能看清整個電路的連接后，老師制造出現一些故障（如保險盒上故意不裝保險絲），讓學生判斷哪些部位出問題？再讓學生根據所判斷出現問題的部位進行維修。學生的學習興趣很濃，可以利用所學知識處理生活中的問題。實驗的改進不僅能節約成本，而且能很好地體現實驗效果。

教師在教學中除了把知識教授給學生外，作為一個主要的引導者，如果能利用各種演示實驗引導學生把老師傳授的知識和自己學到的知識有機結合起來，則可以提高學生在實驗過程中的探究意識和動手能力，使教學收到事半功倍的效果，并養成他們愛學、樂學、會學的習慣。