高中物理演示實驗教學設計的方法與策略

福建省龍巖市長汀縣新橋中學 梁承永

物理演示實驗是指結合物理課堂教學內容由教師操作并指引學生進行觀察，以此在實驗中理解物理現象，驗證物理概念的實驗教學方式。通過這一實驗的設計不僅可以活躍課堂教學氛圍，還可以激發學生的好奇心，提升學習積極性，因此這一教學設計備受教師的關注和重視。然而，目前在高中物理課堂中演示實驗教學中存在著一定的不足，導致演示實驗并未發揮其應有的價值，為了解決這一問題，我結合自身的教學經驗從以下四個方面對演示實驗的教學設計方法和策略進行了探討，以期讓更多的學生在演示實驗中更加容易地理解教學重點，增強物理技能。

一、巧用多媒體，開展模擬實驗

物理課堂中開展演示實驗，一方面有助于為學生展現物理現象和過程，另一方面有助于讓學生對物理定理和概念進行認識，以此豐富學生的物理思維。但是，由于一些知識對實驗的精度要求較高，無法通過現場演示進行講解，從而使得課堂教學不具有說服力，這時教師可以運用多媒體為學生開展模擬實驗進行教學，以此讓學生通過動畫、視頻等方式來對物理知識進行探究，提升學生的物理技能，為今后的學習和應用做好鋪墊。

例如：在學習“布朗運動”這一內容時，由于這一實驗的精密性強，所以學生如果想看到這一演示實驗就需要在顯微鏡下進行操作，這給教學演示帶來了一定的困難，這時教師可以運用多媒體為學生展示模擬實驗，讓學生通過觀看視頻分析這些無規則的分子運動，并總結微粒大小對布朗運動的影響，最后掌握本節課的教學重點。再如：在學習“平拋運動”時，教師很難在演示實驗中將平拋物體的運動軌跡以及特點進行展示，這時就可以在多媒體上將物體的平拋運動軌跡以及時間等多個元素進行模擬實驗演示，使得學生能夠清晰且深入地理解這一運動，并為接下來的應用打好基礎。可見，多媒體的應用解決了部分演示實驗的難題，為提升教學效果做出了貢獻。

二、開展小組合作，培養實驗技能

高中物理演示實驗可以分為驗證性實驗和探究性實驗，驗證性實驗的目的是為了驗證物理現象和定律，是為了求證先前的猜測是否正確，在這個過程中學生的探索能力和物理思維得不到發展。而探究性實驗有利于學生探索能力和創新能力的培養，所以目前很多教材將驗證性實驗改為探究性實驗。這一實驗的改革，有助于學生的自我探討和分析，為了將這一實驗教學效果得到實現，教師在教學設計中可以讓學生以小組合作的形式開展教學，讓學生明確實驗的設計條件、實驗原理、實驗步驟，最后在操作中得到實驗成果，以此發展學生的實驗技能和合作意識，為接下來的發展鋪平道路。

例如：在學習“向心力”這一概念時，我讓學生以小組合作的形式對演示實驗進行了探究，首先我給每個小組分發一個小球，之后用繩子進行固定，并以繩子為半徑進行圓周運動，最后每個小組進行探討，小球在做圓周運動的過程中，受到了哪些力，力的方向如何，如果改變它的速度，那么繩子受到的拉力是否改變，讓每個學生通過實驗的演示來體會這一實驗過程。經過這一實驗的探討，讓學生對這一概念進行了深刻的認識，并且學生的實驗技能得到了發展。

三、改進實驗工具，提升實驗效果

受教學環境和條件的影響，高中物理實驗儀器和工具并不是很充分，導致一些實驗教學受阻，但是為了提升學生的實驗技能，并滿足學生的學習需求，我們不能坐以待斃，要想方設法解決實驗工具短缺這一問題，于是，我們采用挖掘生活資源對實驗工具進行改進，以此彌補這一缺陷。這一方法的實施一方面解決了實驗儀器不足的問題，另一方面解決了因為器材的精準度不高而導致實驗效果不明顯的問題。因此，教師在演示實驗的開展過程中要鼓勵學生對實驗器材進行改進，讓學生在這個過程中開動腦筋，靈活運用物理知識解決學習困難，從而幫助學生在大腦中建立起基礎的物理現象，提升學生的學習積極性，為今后的實驗操作提供有利的條件和保障。

例如：在教學《靜摩擦力的測量》這一實驗時，教材中的實驗過程是將一木塊放置在水平木板上，用彈簧測量計測量木塊，當木塊移動時來確定最大摩擦力，而在確定最大摩擦力時是將紙團放置在彈簧測量計上，當拉動木塊時那么紙團將指針推到最大值就可以確定數值，但是這一操作難度較大，原因在于紙團不固定，拉桿不水平會影響測量的精度。為了提升實驗的效果，于是我指導學生對實驗設置進行了改進，首先將拉力傳感器固定在小車上，之后用一根細線連接木塊和拉力傳感器的測力端，并將長木板放在水平桌面上，最后在另一端拉動傳感器，受力分析后發現拉力與靜摩擦力是一對平衡力，隨后根據圖像得到最大靜摩擦力的值。經過這一實驗過程的改進，消除了實驗誤差，讓實驗效果變得更加精確和科學。再如：在演示振動圖像時，我指導學生采用砂擺進行了實驗，首先支架上固定砂擺并在下面放上紙張，之后砂擺左右晃動而學生將紙張慢慢抽取，觀察砂堆的形狀，最后確定其振動軌跡。這一實驗工具的改進讓演示實驗變得層次清楚，循序漸進，實現了預期的教學效果。

四、結合生活實際，加強實驗創新

物理來自生活，且服務于生活，要想讓學生在演示實驗中對物理知識進行深入探討，那么教師除了結合教材內容之外，還要結合生活實際，自制實驗工具和儀器，培養學生理論聯系實際的思想，從而讓學生將生活中的物品進行實驗，拉近物理與生活之間的距離，將課堂教學變得更加生活化。這樣一來，有助于學生發現問題、分析問題、解決問題；二來，有助于提升發揮學生的探索能力和動手能力，感受物理與生活之間的關系。

例如：在學習“力的合成”這一課時，我就讓學生運用生活中的橡皮筋和筆進行了實驗，首先將橡皮筋的一端固定在手的中指上，另一端掛一重物，當中指感受到壓迫感的時候就能體會到這一拉力的方向，最后將這一演示實驗中的拉力進行分析，以此得出力的合成與分解。再如：在學習“自由落體運動”這一課時，我讓學生將一張紙與一個鐵球從高處扔出觀察兩者誰先落地，之后讓學生將這張紙揉成紙球再進行對比，發現它們落地時間的差距越來越小，最后經過分析發現落地快慢受空氣阻力的影響，與它們的體積大小無關。經過上述實驗的演示，讓學生從生活中體會到物理學習的趣味性，并從生活中找到實驗材料和工具，對實驗器材進行了創新，發展了學生的創新能力。

綜上所述，課堂演示實驗是學生學習課堂知識的有力法寶，也是提升學生觀察能力和探索能力的有效途徑，因此這一教學設計的好壞直接影響著學生物理技能的培養。所以教師在設計演示實驗既要注重學生認知規律，又要結合目前的教學材料實施教學，以此讓學生在合理的教學設計中體驗演示實驗的教學價值和意義，并通過演示實驗提升自身的綜合水平。