優(yōu)化初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生探究能力

張金偉

（河北省保定市徐水區(qū)第二中學(xué)，河北 保定 072550）

一、在演示實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)直觀性

目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，原因之一是物理教學(xué)缺乏實(shí)驗(yàn)。在當(dāng)前我國(guó)中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須引起高度重視，為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際研究解決方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，同時(shí)在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就，如圖1“大氣壓的存在”的演示，可在一個(gè)空的易拉罐內(nèi)先放少量水，在酒精燈上加熱至沸騰，撤去酒精燈，再用軟木塞塞住瓶口，過(guò)一會(huì)兒，易拉罐會(huì)壓扁，并發(fā)出巨大響聲。如圖2“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側(cè)套上橡皮筋，平衡時(shí)引力等于斥力；增大球距時(shí)，引力大于斥力；縮小球距時(shí)，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，更多地拓寬學(xué)生視野，豐富他們的想象，而且能有效提高學(xué)生的觀察能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

二、在演示實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)學(xué)生的參與性

演示實(shí)驗(yàn)是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生，不同程度限制和阻礙學(xué)生智能和潛能發(fā)展，直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)提高。因此，對(duì)于那些安全系數(shù)高、操作難度較小、觀察能見度較差的演示實(shí)驗(yàn)而言，很有必要將其“下放”或邊講邊實(shí)驗(yàn)，通過(guò)老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的互動(dòng)、交流完成探索任務(wù)，感受探索體驗(yàn)。在演示實(shí)驗(yàn)中積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實(shí)驗(yàn)操作上讓學(xué)生積極參與，充分了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。

三、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)

中學(xué)物理課堂演示實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，而大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證，鞏固和加深對(duì)基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識(shí)。但是對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索物理規(guī)律的能力，布魯納曾指出：“發(fā)現(xiàn)并不限制于尋求人類尚未知曉的知識(shí)，確切地說(shuō)，而應(yīng)包括用自己頭腦中獲得知識(shí)的一切方法。”探索性實(shí)驗(yàn)是先把真實(shí)的現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，讓他們通過(guò)觀察、操作、親身體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生利用已有知識(shí)和體驗(yàn)，通過(guò)研究探索，分析論證，得出結(jié)論，形成規(guī)律，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問(wèn)題的能力有獨(dú)到的作用。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)：“對(duì)真理的探索比占有更加寶貴。”因此，在教學(xué)中可把一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中盡量再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。如在“歐姆定律”一節(jié)教學(xué)中，我將這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)。其研究方法：（1）設(shè)置探索情境。首先讓學(xué)生用電池組、開關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器連接成電路，再讓學(xué)生思考用什么方法可以使電路中的電流表的示數(shù)發(fā)生改變，并動(dòng)手做一做。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生初步認(rèn)識(shí)電流I與電壓U及電阻R的關(guān)系。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在具體確定電流I與電壓U及電阻R的關(guān)系時(shí)，有學(xué)生提出用電池組、開關(guān)、電流表、電壓表、定值電阻連接成電路，在研究電流I與電壓U關(guān)系時(shí)，改變接入的定值電阻；在研究電流I與電阻R關(guān)系時(shí)，改變電池組。我首先讓學(xué)生按照該實(shí)驗(yàn)方案做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)不能做到保持電壓不變。這時(shí)向?qū)W生解釋由于電池本身有電阻，也要分配電壓，不能保持輸出電壓不變，并進(jìn)一步提出如何改進(jìn)該電路。有學(xué)生提出可接入滑動(dòng)變阻器，并講述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，方案水到渠成。（3）探索知識(shí)：指導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行具體研究，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、列表，畫出I—U、I-1/R的圖像。（4）歸納總結(jié)：師生共同分析、歸納、總結(jié)出歐姆定律。這樣讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)探索和理論探索兩種方法進(jìn)行自我推證，在推證過(guò)程中學(xué)生自然而然對(duì)核定的研究對(duì)象、成立條件、使用范圍、注意事項(xiàng)搞一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索自然規(guī)律，對(duì)知識(shí)學(xué)得更扎實(shí)更牢固，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生的探究意識(shí)和探究能力。

四、合理運(yùn)用多媒體，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)

利用常用儀器、教具進(jìn)行演示是一種最基本的手段，而利用多媒體教學(xué)，是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，是教學(xué)改革的重要組成部分。因?yàn)槎嗝襟w教學(xué)指在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，使學(xué)生真正體會(huì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生觀察及分析問(wèn)題的能力。如應(yīng)用多媒體展示課堂實(shí)驗(yàn)無(wú)法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過(guò)程，從而擺脫時(shí)間及空間的束縛，進(jìn)行逼真的模擬，靈活放大或縮小物理場(chǎng)景，將物理過(guò)程生動(dòng)形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識(shí)加強(qiáng)，理解透徹。如對(duì)于“水循環(huán)”的云、雪、雹、雨的形成過(guò)程分析，我應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)的動(dòng)畫功能，展現(xiàn)水變成水蒸氣，水蒸氣變成小水滴、小冰晶，形成云。氣溫升高時(shí)，部分小冰晶融化成水，小水滴長(zhǎng)大，形成降雨過(guò)程；氣溫降低時(shí)，部分小水滴結(jié)成冰，小冰晶長(zhǎng)大，形成降雪過(guò)程。部分雪又融化成水，流入江河，滲入地下；部分雪又升華成水蒸氣。整個(gè)水循環(huán)變化全過(guò)程完全逼真，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中保持精力高度集中、思維高度活躍、求知欲高度旺盛的狀態(tài)。

總之，演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有不可替代的作用，教師只有明確演示實(shí)驗(yàn)的重要性，掌握正確的方法，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，才能使學(xué)生的觀察和思維活動(dòng)緊密結(jié)合起來(lái)，用觀察促進(jìn)思維活動(dòng)的展開，又用思維指導(dǎo)觀察活動(dòng)的進(jìn)行，逐步掌握物理概念和規(guī)律，發(fā)展觀察和思維能力，這樣才能使物理教學(xué)達(dá)到“事半功倍”的效果。