淺談初中物理課堂演示實驗教學(xué)的設(shè)計

■丁華宇

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科?？梢哉f，實驗是研究物理的重要方法和手段。因此，在物理教學(xué)中，同樣需要注重實驗部分的教學(xué)。而在眾多的物理實驗中，教師的課堂演示實驗對于初中學(xué)生，尤其是初二的學(xué)生而言，其所產(chǎn)生的影響是極為重要的。教師應(yīng)摒棄原先陳舊的教學(xué)方式，憑借扎實的教學(xué)基本功及實驗技能為學(xué)生呈現(xiàn)出一個個更貼合實際學(xué)情的，高效、有趣的物理演示實驗，而并非僅是簡單機械地重復(fù)教材上的實驗內(nèi)容。在實際教學(xué)中，教師需要針對學(xué)生的不同情況及以往實驗的不足之處大膽革新。基于上述理由及教學(xué)實踐，筆者認為物理演示實驗教學(xué)可以從以下幾個方面加以考慮、設(shè)計，從而讓學(xué)生能夠借助課堂演示實驗快速理清物理概念，糾正由前概念產(chǎn)生的誤解，獲得觀察及分析能力，掌握科學(xué)探究的一般步驟；同時，享受形象生動、輕松愉快的物理學(xué)習(xí)過程。

一、現(xiàn)象簡潔明了，幫助原理呈現(xiàn)

物理演示實驗的目的在于將物理概念、物理規(guī)律或是物理現(xiàn)象清楚明白地展現(xiàn)出來，讓學(xué)生能夠觀察、分析得到物理真知。要想得到清晰簡明、可觀易察的實驗效果，教師在進行演示實驗教學(xué)設(shè)計時，就需要付出更多的心思，實現(xiàn)更多精巧的設(shè)計。

譬如，在講解“聲音的產(chǎn)生”這一節(jié)課時，教材中出示的敲擊音叉從而引起乒乓球彈起的演示實驗，在實際操作中并沒能呈現(xiàn)出較好的實驗效果，乒乓球的彈起現(xiàn)象并不是十分明顯。對于從未學(xué)習(xí)過“聲音是由振動產(chǎn)生”的初中學(xué)生而言，這樣的演示實驗顯然不能說明聲音產(chǎn)生的原因。因此，在實際教學(xué)過程中，教師可以采用實驗現(xiàn)象更為明顯的演示實驗，來說明聲音產(chǎn)生的來源，例如紙片在發(fā)聲的鼓上跳動，或是當鋼尺在振動發(fā)聲時，突然將其握住，使其保持靜止，同時聲音停止。

可以看出，只有清晰、明確、易于分析的演示實驗結(jié)果才能夠為學(xué)生的物理學(xué)習(xí)指明前進的方向。

二、化抽象為具象，構(gòu)建物理模型

對于初中學(xué)生來說，雖然其已經(jīng)達到了形式運算階段水平，但對事物的認識仍處于由感性認知向抽象的邏輯思維方式轉(zhuǎn)換的階段。物理教學(xué)中的一些特定概念對于初中生而言，可能較為抽象，不易理解。為了幫助初中學(xué)生更加形象地理解相關(guān)概念，以及其中包含的物理規(guī)律，教師可以通過課堂演示實驗將抽象的概念、規(guī)律變?yōu)榫呦蟮钠鞑摹擞?、計算結(jié)果等形式，輔助學(xué)生加深印象，構(gòu)建物理模型，完成物理知識框架的更新與整合。

從實踐中發(fā)現(xiàn)，初中學(xué)生在接觸各個機械概念之初顯得有些難以理解。為了更好地實施教學(xué)，幫助學(xué)生理解各個物理概念，教師可以自行制作一個演示儀器，進行實驗演示。如圖1所示的杠桿演示器可以形象、直觀地展現(xiàn)出在不同條件下杠桿的狀態(tài)，幫助學(xué)生理解杠桿各要素的概念、探究掌握杠桿的平衡條件。教師憑借這樣的演示實驗將抽象的概念轉(zhuǎn)化為具象的實驗儀器，幫助學(xué)生理解、消化新知識，使學(xué)生可以更加容易地將具象的體驗、觀察再內(nèi)化為抽象的物理模型及規(guī)律，從而幫助學(xué)生真正掌握物理知識。

三、巧設(shè)問題引導(dǎo)，尋覓物理真相

教師進行課堂演示實驗，其目的不僅在于演示，還在于引導(dǎo)學(xué)生進行觀察、分析實驗現(xiàn)象，以及歸納總結(jié)產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，收獲物理知識。因此，教師在設(shè)計演示實驗的過程中，除了要精心選取實驗器材，設(shè)計實驗方案之外，還需要具有“助產(chǎn)師”的精神，用心設(shè)置一系列的問題，循序漸進，調(diào)動學(xué)生的感官去觀察、發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生找出隱藏在現(xiàn)象背后的物理學(xué)本質(zhì)。

圖1

舉例而言，在講解“力的作用是相互的”這一節(jié)內(nèi)容的時候，教師往往會通過邀請兩位同學(xué)參與演示站在滑板上推人這樣一個經(jīng)典的實驗來引出“作用力與反作用力”的概念。這樣的方式不僅能夠提高學(xué)生的參與感，吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)生的興趣，認真觀察實驗現(xiàn)象，同時還可以讓學(xué)生近距離地感受實驗結(jié)果，直觀生動。在實驗之前，教師可以讓學(xué)生大膽猜測實驗結(jié)果。這時，學(xué)生的前概念往往會左右其得到錯誤的答案。而當學(xué)生看到真實的實驗結(jié)果后，教師可以順勢拋出設(shè)置好的問題：明明是學(xué)生A推學(xué)生B，看起來只有學(xué)生A對學(xué)生B施加了力，為什么兩位學(xué)生都向后發(fā)生了滑動？引導(dǎo)學(xué)生對直接觀察得到的現(xiàn)象進行分析，啟發(fā)其調(diào)動已有知識，思考其背后的深層原因。由此，學(xué)生在結(jié)合了之前所學(xué)的“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”進行分析后，可以得到，“學(xué)生A出現(xiàn)滑動是因為學(xué)生B也對學(xué)生A施加了力，他們之間具有作用力和反作用力，力的作用是相互的”這樣一個結(jié)論。

可以看出，借由上述演示實驗的安排，學(xué)生能夠通過觀察實驗結(jié)果，聯(lián)系新舊知識，積極思考，最終糾正偏頗的前概念，分析得到基本的物理定律。

然而，學(xué)生對演示實驗的觀察不應(yīng)僅僅停留在用眼睛看的階段，只把“所見”作為“所得”的做法是不全面的。教師在設(shè)計演示實驗時，可以豐富實驗效果，讓學(xué)生運用多種感官接收實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)其多方面的觀察能力。譬如，在“大氣壓強”一節(jié)中的迅速冷卻盛水易拉罐的演示實驗中，教師可以啟發(fā)學(xué)生從聽覺、視覺等方面進行觀察，逐一分析實驗現(xiàn)象，最終找到大氣壓強存在的證據(jù)。

物理演示實驗不僅是一種為了闡明物理概念、規(guī)律等的現(xiàn)象或效果展示，它也是一種實驗規(guī)范操作的范例。教師通過演示實驗可以向?qū)W生展示實驗探究的一般步驟，從物理方法的角度培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。只有清晰明了、富有邏輯、直觀生動的物理演示實驗教學(xué)，才能夠為學(xué)生帶來輕松有趣、提升能力的物理學(xué)習(xí)體驗。

［1］陳華明.初中物理實驗教學(xué)的幾個關(guān)注點［J］.教育研究與評論·中學(xué)教育教學(xué)，2012（9）：58-59.

［2］李進.中學(xué)物理演示實驗資源的開發(fā)利用研究［D］.濟南：山東師范大學(xué)，2014.