打造演示實驗高效課堂引領“深度學習”

吳水炎

摘 要：演示實驗是物理教學的重要環節，演示實驗的目的是教師通過引導學生觀察實驗，分析實驗現象等過程，從而使學生生動直觀地獲知相關物理知識和規律。它對學生學習興趣的培養，科學觀、價值觀的正確樹立有著重要的意義。本文著重針對如何打造演示實驗高效課堂，從而引領學生“深度學習”提出幾點看法和感悟。

關鍵詞：演示實驗；高效課堂；深度學習

物理學是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗教學為培養學生主動探索，積極思維能力，以及學生學習潛能的激發提供了廣闊的天地。而演示實驗更是中學物理教學的重要手段之一。演示實驗的目的是教師通過引導學生觀察實驗，從而使學生對相關知識得到鮮明而深刻的印象，它直觀形象地為學生提供感性認識，是學生明確物理概念和認識物理規律的基礎；同時又能引導學生從物理現象開始，進行思索猜想、判斷等一系列思維活動，是學生思維能力和學習興趣培養最有效的途徑。它對培養學生的學科核心素養，深度滲透情感、態度和價值觀教育有著重要的意義。為此，筆者著重針對如何打造演示實驗高效課堂，觸發學生高階思維，引領學生“深度學習”談談幾點看法和感悟。

1 為實驗創設“歷史背景”，滲透情感教育，點燃“深度學習”激情

物理實驗是用一種簡捷的方式，把歷史上科學家進行的無數次自然科學研究實驗搬到課堂上來，而在每個實驗艱辛探索歷程的背后都有它一段難忘的歷史和一個動人故事。這些流露復雜情感的“歷史背景”，便是我們對學生進行情感教育的最佳素材，也是激發學生學習興趣和求知欲的最佳時機。例如：安培用了整整十一年的時間做了成千上萬次實驗才發現了電流定律；美國科學家富蘭克林冒著九死一生的危險用自己的身體去做實驗來研究雷電現象；又如，伽俐略敢于挑戰權威，通過實驗事實和理論推導，推翻了統治千余年的亞里士多德所認為的輕重物體下落快慢不同的觀點，建立了“自由落體定律”的艱辛歷程等等。利用“歷史背景”透過實驗去看它背后的那一段歷史和感人的事跡，營造一種對科學的崇高和嚴肅認真的治學態度，深度滲透情感態度和價值觀教育，點燃“深度學習”激情。

2 精心準備，突出主題，明確“深度學習”導向

明確實驗器材的構造原理，熟練掌握正確的操作方法，充分預判各種可能出現的問題，并能靈活應對，這是演示實驗課堂教學成功的關鍵。所以課前必須對實驗裝置進行預備性調整和演練，考慮好相關的預案和應急措施，計劃好演示過程對學生的思維啟發，考慮好演示與講解的有機配合，促成一個向未知境界不斷探索的學習環境，并注意把握層次和時機，注意針對性和靈活性。

中學物理包括力、電、光、熱和原子物理等部分。由于各部分研究的內容和特點不同，所以各部分的演示實驗特點與可能碰到的問題不同，解決的方法和關鍵點也不同。例如，在進行電磁學演示實驗時，關鍵是對電源的選擇，要求電源電壓要適當，內阻盡量小，線路各部分接觸點接觸要良好，接頭處氧化層要刮干凈。實驗電路設計要合理，實驗操作方便。電學實驗中，經常用到的電表有伏特表、安培表和多用電表等，使用這些電表時，應根據實際情況選擇合適的量程，才能減小測量誤差和不致因過載而損壞儀器。又如，在光學演示實驗中，選擇好適當的光源是做好光學實驗的關鍵。光學實驗用到的光源一般有強光源、平行光源、點光源、單色光和激光。其中激光具有頻率單一單色性好、平行度高方向性強和高亮度三大特點，它是做光的反射、折射和全反射以及干涉和衍射等實驗的首選，同時也要注意安全操作避免對眼睛的損傷。這都要求在實驗課前期做好精心準備。

演示效果明顯是演示實驗的一條重要原則。所以演示臺上儀器要有規則的安排，實驗裝置力求簡單。讀數儀表（如溫度計、電流計）應朝向學生，連接電線應使學生在座位上都能看到整個電路。總之，演示時要避免它物的阻擋和干擾。也可借助實物投影儀提高可見度。

演示實驗的安排和設計是為了解決物理問題中的重點和難點，為了更好地突出主題，應把較復雜的演示實驗裝置，通過適當的講解，排除次要因素和干擾因素，突出反映本質的主要因素，簡單明了地展示在學生面前，便于學生理解。比如，做自感現象演示時，可先簡單介紹一下儀器裝置的各部分功能，介紹完這些后再進行演示，引導學生集中精力地觀察實驗的主題，即燈泡亮暗變化情況，從而達到預期目的。突出主題，還要給學生指明對象和重點，引導學生在觀察現象的基礎上進行思維加工、思考分析現象的本質和規律。如上例可以引導學生進一步反思自感現象中感應電流大小及方向的特點，也可通過電流傳感器做出各種情況相應i-t圖，充實對現有物理知識的立體感知，催生對物理問題的深度反思，進而總結出實驗結論和規律，觸發高階思維，推進“深度學習”。

3 在演示實驗中增加學生的參與，提高興趣，激發“深度學習”動力

傳統的演示實驗教學讓學生看看表演，“老師做、學生看”，只注重獲得實驗結論，不重視展示實驗過程，很大程度上限制了學生的體驗。這種做法忽視了教學過程中學生的參與感，只有表面的“觀感”沒有實際的“體驗”，弱化學生在教學過程中的主體作用，是不可取的。高效的演示實驗課應是創造機會讓學生主動參與探究，充分發揮學習潛能，使他們因自己驗證了某物理規律而感到自豪，并產生了喜歡學物理的強烈愿望，提高學生興趣。例如，在演示“丁達爾實驗”時，可以先讓學生預先準備一個礦泉水瓶，穿一小孔貼上膠紙后裝滿水，并準備好激光筆。老師先示范性演示該實驗現象后，讓學生親自探究觀察，輕松理解全反射在光導纖維中的應用原理。又如在進行馬德堡半球演示實驗時，先抽成真空后讓兩個身強力壯的“大力士”上來拉，始終拉不開，然后打開活塞，讓少量空氣進入半球中，再讓兩個“體力較弱”的女學生上來卻能輕松拉開，通過對比實驗，說明大氣壓強的存在[ 1 ]。這肯定會讓學生切身體會到大物理學的美妙與神奇，會給全體學生留下深刻的乃至終身難忘的印象，激發“深度學習”內驅力。

4 巧變換，生成“深度學習”的問題

每一個經典實驗的設計和構思總是以科學理論為指導，用已知的科學原理加以物化，科學設計實驗方案，設計選擇實驗儀器。教材中所安排的實驗方案無疑是比較合理的，在對教材原形實驗原理理解的基礎上，巧妙進行實驗的拓展，實驗方法改進，創造性地生成“深度學習”問題，觸發高階思維，培養學生創造性地探索物理規律的方法。例如在“定量探究變壓器電壓與匝數的關系”的實驗中，在學生明確實驗原理的基礎上，對該實驗裝置由圖1進行改造拓展為圖2，再讓學生探索分析U1、U2與匝數n1、n2的比例關系，同時加以實驗探究驗證，從而使學生深度理解理想變壓器的工作原理，克服或弱化固有的思維定勢，引發學生對該物理問題的“深度學習”，將學習活動導向更高層次。這樣才能以不變應萬變，實現教學效益最大化。

總之，物理演示實驗能生動、直觀的展示物理現象和物理規律，是物理課堂教學必不可少的重要環節，所以我們應認真研究打造物理演示實驗高效課堂的方法，充分挖掘演示實驗的潛能，巧妙創設學習路徑，激發學生的求知欲，點燃“深度學習”熱情。讓學生從掌握實驗原理入手，主動從實驗中學習，從實驗中體會探究問題、發現規律、掌握知識、培養能力、激發興趣。只有這樣才能更好地提高物理課堂教學效率和教學質量，打造生動有趣富有魅力的高效物理課堂，引領學生對相關物理知識積極探究，豐富感性知識切身體驗，觸發“深度學習”的熱情。

參考文獻：

[1]張金山.物理演示實驗的幾點體會[J].考試周刊，2012（7.）