陸喜忠 馬明
【摘 要】正確地選擇和安排演示實驗能使學生對物理現象獲得鮮明具體的印象。它是學生理解概念、規律的基礎,也是培養學生觀察力、注意力和思維能力的重要途徑。演示實驗在引導和培養學生學習物理的興趣、發現物理規律等方面又是必不可少的。它不僅能為學生學習物理創造輕松的學習環境,激發學生的求知欲望。還能潛移默化地培養學生的觀察能力、思維能力、創造能力和良好的科學態度和作風。更重要的是可以激發學生學習物理的濃厚興趣和奠定為科學技術事業獻身的信心!
【關鍵詞】物理教學;演示實驗;重要性
物理學是一門以實驗為基礎的學科。中學物理實驗教學的目的,是通過實驗建立學生對課堂講授內容的感性認識,增強學生對學習內容的理解和記憶,提高教學效果;同時開發學生智力,訓練學生的實驗技能,培養學生分析、解決問題的能力和研究創新的能力。中學物理課堂教學改革的一個重要突破就是加強物理實驗教學。演示實驗是教師為配合課堂教學而對學生所做的表演示范實驗。成功的演示實驗不僅可以吸引學生在課堂聽課的注意力,而且還會激起學生探索物理知識的勇氣和濃厚的學習興趣。下面從演示實驗的特點談談物理實驗的重要性:
一、趣味性
演示實驗簡單方便、生動形象、真實可靠,極富有趣味性和探索性,尤其對初中學生有很大吸引力,極易喚起他們的直覺興趣。初中生有強烈的好奇心,奇特的物理現象、有趣的物理實驗、出乎意料的實驗結論,都會在不同程度上激發學生的求知欲望,從而促使學生更用心地學習物理。因此,在物理實驗設計和演示中,盡可能體現“新”“奇”“趣”的特點。物理演示實驗在激發學生學習興趣,探索物理未知領域的熱情和欲望以及在培養學生的能力和科學態度等方面都發揮了重要作用。例如讓學生觀察“覆杯實驗”、“瓶吞雞蛋”、“噴泉實驗”、“冷水使熱水沸騰”、“放大鏡并不總起放大作用”、“塑料捆扎繩越捋越散開”等實驗,這些實驗現象常常會出乎他們的意料,使他們興趣盎然,很容易喚起他們的好奇心,激發他們的求知欲望,使他們覺得物理是有趣的,從而激發學生的對物理學習興趣,增強學好物理的信心。
二、靈活性
一是演示實驗所需要的器材比較簡單。“壇壇罐罐”,廢棄物料都是演示的好材料,并且用來說明同一個物理現象的演示實驗可能有多種方案,而同一種實驗器材也可以做出不同的演示實驗來。二是操作比較方便。在教學過程中,教師可以采用邊演示邊講述,或是邊演示邊討論的方式進行,也可以先演示后講解,或是先講解后演示,可以演示實驗的全部過程,也可以演示其中的一部分。總之,演示實驗的可塑性強,便于教師在實際操作中靈活選擇。例如:利用廢塑料瓶演示幾個實驗:
1.演示大氣壓存在
將瓶里灌滿水,用紙片堵住瓶口,將瓶子倒置,紙片不會掉下來,表明大氣壓將紙片緊緊地壓在瓶口上,并感知大氣壓值要比瓶內的水柱產生的壓強要大。
2.演示力的作用效果——力能使物體發生形變
用力捏塑料瓶時,瓶就產生形變,相同條件下,力大形變就大。也可以演示力的作用效果與力的三要素有關。
3.演示壓力的作用效果與壓力、受力面積的關系
將兩個裝滿水的礦泉水瓶一正一倒放在海綿上,用來探究壓力的作用效果與受力面積的關系;一個瓶子裝滿水,另一個裝半瓶水放在海綿上,用來探究壓力的作用效果與壓力的關系。
另外演示實驗還可以根據課堂教學的實際和需要進行合理的改進。例如:我們在演示物體對外做功內能減小的實驗時,教材上是用酒精燈給試管中的水加熱,水沸騰后水蒸氣對塞子做功,內能減小,試管口出現白霧。對此實驗我們進行了如下改進,在吸濾瓶中裝少許水,瓶口塞上橡皮塞,然后用打氣筒往瓶內打氣,氣壓增大到一定程度時,瓶內空氣把橡皮塞頂跑,同時看到吸濾瓶口有白霧產生。橡皮塞被頂跑說明瓶內氣體對塞子做了功,氣體的內能減小,溫度降低,水蒸氣液化成小水滴形成白霧。若換用熱水或在水中加入少許酒精,會使產生的白霧更明顯。改進后的實驗操作簡單,實驗現象明顯,加深了對物理規律的理解。
三、高效性
演示實驗是教師為了講清某一個物理概念或某一個物理規律而設置的一種教學手段,這就要求演示實驗盡可能在一個單位的教學時間內完成,不允許把操作時間拖得過長。當有多個演示實驗供選擇時,在不影響教學的前提下,應盡量考慮選擇比較節省時間的演示實驗去完成,整個演示實驗的全過程應讓學生感到流暢、緊湊,無拖泥帶水之嫌。
如在演示聲音能傳遞能量的實驗中,將塑料瓶從中部剪開,取帶嘴的一端,然后用紙和透明膠將剪端封成一個“鼓面”,瓶口對準蠟燭火焰,輕拍紙面可使燭焰跳動,用力拍紙面可將燭焰熄滅。這就很好地說明了聲能傳遞能量,而占用課堂時間不超過兩分鐘。
四、簡單性
受教學時間和教學環境的限制,演示實驗不包含復雜的實驗器材、復雜的實驗操作技巧和復雜的實驗操作過程,也不需要學生有復雜的知識背景。演示實驗裝置簡單,操作方便,演示結果一目了然,提倡簡單的目的是有利于突出物理原理,排除非本質因素的干擾。如將可樂瓶去底后倒置,放入乒乓球,先按住乒乓球緩緩加水,到水完全淹沒乒乓球才能放手,并繼續加滿水,氣球并不上浮;再將整套裝置放入有足夠水位的水槽或大燒杯中,看到乒乓球又向上浮出。又如拿一個空飲料瓶,倒入少量熱水,輕輕搖晃,使瓶內空氣受熱后倒掉熱水,然后蓋緊瓶塞。稍待一會兒,伴隨著咔咔聲,瓶子慢慢變癟。
例如在進行馬德堡半球演示時,先讓兩個“大力士”同學上來拉,不能將兩個半球拉開,在同學們大笑過程后,提醒學生現在打開馬德堡半球的活塞,讓空氣進入半球中,再讓兩個力氣最小的學生來拉,卻很輕松地將兩個半球分開了,在同學們驚異的眼神中,引導學生兩相對比,說明大氣壓強不僅存在,而且還不小,全體學生對此都會留下了極為深刻的印象
五、直觀性
演示實驗是教師在講臺附近進行操作的具有示范和指導意義的實驗。因此,演示實驗所用的儀器可見度大,便于學生觀察儀器的外形、構造特點及其儀表的刻度,儀器裝配和布局也一目了然,美感性強。操作過程直接了當,不轉彎抹角,實驗現象清晰明了,使學生觀察后能留下深刻的印象。作為一名物理教師,首要任務就是:盡一切可能,在物理課堂上為學生展現出豐富多彩的物理現象和活生生的物理情景,進行演示時不能僅僅是“教師演,學生看”,還可以使“教師導,學生演”,即邊學邊實驗。
例如:演示阿基米德原理實驗,為了直觀簡單地驗證猜想,我們在實驗儀器上作了改進,將溢水杯溢出的水直接用自重可以忽略的輕質塑料袋接收,實驗改進以后教學效果直觀、明顯。
總之,演示實驗主要把要研究的物理現象展示在學生面前,引導學生觀察思考,配合講授或穿插學生討論等方式完成課堂教學任務,是一種最有效、最直觀的教學手段。正確地選擇和安排演示實驗能使學生對物理現象獲得鮮明具體的印象,并為學生獨立訓練創造條件。它是教師講授和學生理解概念、規律的基礎,是學生進行觀察和獲得感性知識的重要源泉,也是培養學生觀察力、注意力和思維能力的重要途徑。成功的演示實驗,常常給學生留下難以磨滅的鮮明印象,使課堂氣氛活躍,從而獲得良好的教學效果。
參考文獻:
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