利用演示實驗有效突破高中物理教學重難點

張玉浩

(江蘇省蘇州市吳江中學 215200)

物理是一門對于實驗有著較大的依賴性的課程內容，在物理中許多物理原理以及物理定律的出現和發展都離不開反復的實驗，由此，物理實驗在物理教學中的重要性可見一斑.在開展高中階段的物理教學的過程中，教師需要充分把握物理實驗這一教學方式，并通過演示實驗來促進學生理解物理知識內容，進而使得學生能夠構建更加完善的知識網絡.同時，教師通過進行演示實驗，也能夠幫助學生更好的理解實驗內容和實驗步驟，進而使得物理知識內容更加形象和具體，降低了物理知識的學習難度.

一、演示實驗在高中物理教學中的運用意義

物理知識是在實驗的基礎上進行發展的，因此在開展高中物理教學時，教師須要充分把握實驗的重要性，并積極利用演示實驗開展教學.同時，在國家新課改下，演示實驗的內容又有所增加，這也充分體現了演示實驗的重要性.首先，通過進行演示實驗，能夠引導學生另辟蹊徑，從不同的角度和層面來看待問題，進而有效提升學生的物理思維水平和分析能力.在物理實驗之中存在著大量具有創新性、探究性的物理實驗方式，這些內容能夠在潛移默化之中對學生產生影響，進而使得學生的物理思維水平得到提升和發展.其次，通過進行演示實驗能夠促使學生形成良好的科學素質.在實驗之中除了能夠使得高中生獲得一定的物理知識之外，還能夠促使學生養成良好的實驗素養，以認真、謹慎、科學的態度對待事物，進而形成科學、優秀的觀念和行為方式，增加高中生對于物理的學習興趣，促使高中生養成高尚的思想情操.

二、演示實驗在高中物理教學中的運用策略

1.模擬實驗情境，提升學生課堂積極性

在演示實驗之中，要求學生能夠在觀看演示實驗后不僅能夠掌握一定的物理知識內容，還能夠具備一定的實際動手能力和操作能力.因此，這就對學生的課堂注意力集中程度提出了較高的要求.想要真正發揮高中物理演示實驗教學的教學效果，教師就必須要充分調動學生的課堂積極性和主動性，促使學生能夠融入到課堂學習之中，在課堂上充分集中注意力，做到全神貫注.而相較于其他的課程來說，物理課程在實驗演示上有著一定的優勢.基于此，高中物理教師在開展演示實驗時，就可以通過構造情境，充分利用物理實驗的特性來充分發揮演示實驗的課堂作用，進而提升課堂教學質量.

例如，在學習“楞次定律”這一內容時，教師可以先為學生展示一個自制的條形磁鐵，而后將條形磁鐵固定在黑板上，將條形磁鐵的磁感線以及方向進行模擬，而后為學生演示將條形磁鐵向下插入后閉合回路中磁通量的大小，再將條形磁鐵向上拔出，引導學生再次觀察閉合回路中磁通量的大小，讓學生將條形磁鐵向上拔出或向下插入后的閉合回路的磁通量的變化情況進行對比，適當地結合電磁感應的知識內容進行理解：只要穿過閉合回路的磁通量發生一定的變化，那么在閉合回路之中就存在感應電流.接著再引導學生思考“在閉合回路中若存在感應電流，那么其方向該如何辨別？”以此來導入課程內容“楞次定律”.而為了能夠充分激發學生的課堂學習興趣和實驗參與度，教師可以通過一個平板小車以及兩個小黑盒來進行趣味演示實驗，在兩個小黑盒中分別裝有鋁環和磁鐵，教師可以利用強力磁鐵來靠近兩個黑盒，發現兩個黑盒會出現不同的運動情況，再讓學生通過黑盒的運動現象來猜測兩個黑盒中分別裝了什么.學生對此進行分析：磁鐵與磁鐵之間的作用關系為“同性相斥，異性相吸”，而鋁環則能夠產生一定的感應電流，而在感應電流中會激發出一定的磁場，該磁場與磁鐵的磁場會發生相互作用.在這里又引出了一個新的問題，即“感應電流的磁場與原磁場之間存在何種關系，遵循什么定律？如何判斷鋁環中感應電流的方向？”進而再導入另一個實驗內容.如此，教師通過為學生模擬實驗情境，引導學生觀察閉合回路磁通量的變化情況，以此來導入課程內容楞次定律，而后再通過趣味性的演示實驗來促使學生觀察實驗現象，并根據實驗現象進行分析，進而充分提升學生的學習積極性和學習興趣.

2.創設思維臺階，提升學生思維創新性

物理課程實驗內容對于學生的思維水平有著較高的要求，并且演示實驗更甚.在教學過程中，高中物理教師開展實驗教學的目標就是在于培養學生的動手能力和知識實踐能力，進而有效提升學生的實際操作水平，引導學生學以致用.而物理實驗也是在普通的物理實驗教學的基礎上開展的.由于某些實驗現象很難為學生進行直觀認知，因此就需要教師能夠創設一定的思維臺階，轉化實驗現象，進而提升學生的思維創新性，引導學生認知物理內容.

例如，以“自感現象”的教學為例，與其他物理知識內容不同，在高中物理的課程教學過程中，自感現象“看不見，摸不著”，具有較大的抽象性和復雜性.因此自感內容是高中物理教學過程中的難點.基于此，教師就可以通過演示實驗為學生創設一定的思維臺階，引導學生對自感現象進行認識，切實感受到自感電流的存在，進而建立起相應的知識體系.在進行演示實驗前，教師可以先提出一個問題：若一個線圈中電流發生變化，其產生的變化的磁場會在另一個線圈中激發出感應電動勢，那么線圈自身會出現感應電動勢嗎？這里可以先給予學生一定的時間進行思考，再引導學生進行一個充滿趣味性的實驗——千人震實驗.在實驗中，教師先利用兩節干電池、一個線圈、一個開關構成一個回路，而后在線圈的兩端引出兩根導線，在班級中選擇15位學生手拉手，站在一起，旁邊的兩位學生分別用手握住裸露的導線的兩端，而后將人體接入電路之中.在教師閉合開關后，學生未出現觸電的感覺，而在實驗結束后，教師迅速斷開開關，學生則出現觸電感覺，猛跳起來.在這里就會激發學生探究心理：為什么在開關斷開后會出現觸電感覺？教師引導學生進行探究：將開關閉合，人體兩端電壓小，因此學生未感受到電流.而在教師斷開開關的瞬間，由于通過線圈的電流驟然減小，相應的穿過線圈的磁通量也突然減小，根據電磁感應定律就能夠得出在線圈中會產生感應電動勢，進而使人體產生觸電感覺.而這種線圈本身電流發生變化，導致線圈自身產生感應電動勢的現象即稱為自感現象.

3.利用信息技術，提升實驗呈現有效性

在高中物理的內容中，除了能夠利用實驗來直接進行教學的內容以外，還存在著部分內容很難在實驗中進行呈現.因此，針對這一部分內容，教師就可以利用信息技術來進行教學，通過為學生播放演示實驗的相關視頻來促進學生進行知識理解.

例如，在物理課程中的“天體運動”實驗就不能在實驗室中進行模擬，同時，由于這一部分物理知識本身就較為神秘，且許多物理現象難以捉摸，就能夠充分引起學生的學習興趣，具有較大的趣味性，進而使得天體運動對于學生來說也具有一定的吸引力.而針對這一部分內容，教師就可以通過利用計算機進行模擬的方式來為學生呈現存在于天體與天體之間的各種運動規律，并為學生展示各類物理定律在天體之間的驗證結果，進而促使學生能夠對天體運動這一部分知識內容進行理解.同時在教學過程中，除了天體運動實驗以外，還存在著勻速直線運動實驗等實驗內容都很難在現實中為學生進行展示和實驗，這些實驗的實驗條件過于苛刻，因此教師就可以利用多媒體技術來對這些內容進行模擬，利用信息技術手段來進行解決.基于此，就要求高中物理教師能夠增加信息技術的利用，并積極提升自身的信息技術水平，在教學過程中合理安排實驗內容.針對難以在現實中進行實驗過程呈現的知識點，合理安排視頻演示或者信息技術模擬的教學內容，進而促使學生能夠對這一知識板塊有一個充分的理解.如此，在教學“天體運動”等不能進行直接實驗的內容的過程中，教師如果能夠利用信息技術來模擬實驗或播放演示實驗視頻來進行教學，則能夠有效地降低高中物理知識難度，促進學生進行知識理解和吸收，進而提升學生的認知水平發展.通過進行演示實驗，高中生能夠從中得到豐富的物理素材和感性認知，并在此基礎上建立一定的物理思維模型，理解物理重難點內容.

總而言之，在高中物理教學中，利用演示實驗開展教學，能夠將物理現象，物理原理等利用實驗的方式直觀地呈現在學生面前，有助于學生進行知識理解.在教學中，教師可以通過模擬實驗情境、創設思維臺階以及利用信息技術的方式來充分提升學生的課堂學習興趣和實驗的有效性，并積極提升學生的思維創新性，進而使得高中生能夠將物理知識學以致用，而不是紙上談兵，有效地推動了高中生的物理素質的發展.