運用演示實驗突破高中物理教學難點的實踐探索*

郭艷平

隨著素質(zhì)教育的不斷深入，教師的教育教學模式發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變。作為高中物理教師，應重視演示實驗在物理教學中的應用，順應物理學科的教學特點，將其充分融入物理教學過程中，從而有效地將抽象的問題具體化，降低物理教學難度，幫助學生更好地理解物理知識，形成物理思維，提升物理學習能力。

一、整合物理教學資源，發(fā)揮多媒體的作用

傳統(tǒng)物理教學中的實驗器材已經(jīng)無法滿足新課改的要求，因而需要對教材資源進行充分而有效的整合。采用演示實驗教學方法能夠有效改善上述問題。在實驗開始前，教師可依據(jù)現(xiàn)有的教學條件，與實際要求相結(jié)合，調(diào)整好實驗用具。例如，在學習“曲線運動”這一章節(jié)時，由于靜止的教學實驗工具無法幫助學生更好地了解曲線的運動速度和方向，因此，教師可以采用多媒體教學方式，幫助學生更加全面地了解曲線運動的主要受力點，從而提高物理課堂教學效率。

高中物理涉及的知識點較多，教學內(nèi)容也較為豐富。采用多媒體教學能夠利用視頻動畫的方式將知識點逐一分解，直觀效果更強。多媒體還能夠有效展示實驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問題，再通過投影儀進行完整展現(xiàn)，從而對實驗的不同環(huán)節(jié)進行合理把控，使得實驗精細化程度更高。若在實際的學習過程中發(fā)現(xiàn)實驗過程較為煩瑣和復雜，甚至需要花費一定的時間才能觀察到實驗的結(jié)果，此時，教師可以在上課前先做好相關的演示實驗，在演示過程中借助多媒體將整個實驗過程記錄下來。在上課過程中借助多媒體軟件和投影儀播放實驗過程和結(jié)果，不僅能夠有效節(jié)約課堂教學時間，更能提高實驗成功率，還能夠更好地對實驗局部和細節(jié)進行相應的放大或縮小，提升演示實驗的利用率，提高課堂教學水平。例如，在學習“曲線運動”時，教師可以提前讓學生進行預習，并借助手機等錄像設備對曲線運動的實驗進行完整記錄，記錄完成后在物理課堂上利用投影儀進行播放，同桌之間或小組之間相互討論，發(fā)現(xiàn)彼此在實驗過程中存在哪些問題需要改善，不斷提高學生的動手能力和觀察能力。需要注意的是，由于拍攝范圍和拍攝角度的限制，會導致呈現(xiàn)出的實驗效果有所不同，因此，在實際應用過程中，教師要提前對拍攝角度、拍攝范圍等做好統(tǒng)一要求，確保實驗的準確性[1]。

二、引發(fā)學生自主探究，增強學生的主體性

高中物理知識抽象性較強，對學生的邏輯推理等思維能力有一定的要求，加之高中物理所學的知識與生活關聯(lián)性不大，學生在無法有效解決面臨的問題時，自主學習、自主探究的意識就會降低，容易產(chǎn)生畏難心理，喪失對物理學習的興趣。而演示實驗能夠很好地解決上述問題，不僅能夠培養(yǎng)學生學習的積極性，提高解決問題的能力，還能培養(yǎng)學生自主探究的習慣，增強學生的主體性思維意識，更能最大限度地提升學生的實驗素養(yǎng)，提高學生對演示實驗的重視程度，引發(fā)學生自主探究，并嘗試自己采用演示實驗的方式解決學習物理過程中遇到的難題。例如，在學習“動量和沖量”這一章節(jié)時，教師可以通過演示實驗的方式，引導學生對沖量和動量問題進行思考，提高學生的主動探究意識。在學習完主要難點和概念后，教師可以取五顆提前準備好的彈丸，分發(fā)給學生，將其中的一顆裝入玩具手槍中，沿黑板平行方向擊發(fā)。當彈丸穿過紙靶后，教師假裝再次裝上彈丸，面向?qū)W生準備開槍，未等到槍響，學生便已經(jīng)開始躲避和防御了。接著進行提問：“為什么之前老師射擊時同學們并沒有躲避，而現(xiàn)在要紛紛躲避呢？”通過提出疑問的方式，引發(fā)學生思考。學生結(jié)合生活實踐與經(jīng)驗，能夠在演示實驗的基礎上得出結(jié)論：物體的運動會產(chǎn)生相應的機械效果，機械效果的強與弱取決于物體質(zhì)量和速度，而機械效果只能存在物體運動的方向上。教師順勢引入動量的概念。

三、開展趣味演示實驗，破解學習中的難點

傳統(tǒng)教學中，教師將學生學習的重點放在課本知識點的消化吸收上面，往往忽視物理演示實驗的作用。使得學生對于物理學習的興趣降低，進而導致物理教學效果不佳。學習的動力來源于對學習材料的興趣，而學生的學習動力離不開對學科興趣的培養(yǎng)。實驗是高中物理教學的重要組成部分。教師可以通過提高演示實驗頻率的方式，在不斷激發(fā)學生物理學習興趣的基礎上破解物理學習的難點，引發(fā)學生的好奇心。學生在學習過程中不知不覺地提高了注意力，主動參與教學過程，進而引發(fā)對實驗內(nèi)容深入思考，對實驗結(jié)果和實驗現(xiàn)象仔細觀察，從而對實驗產(chǎn)生更深印象，有效鞏固所學物理知識。例如，在學習“萬有引力定律”時，教師引導學生仔細閱讀教材，找到萬有引力的思路和特點。盡管牛頓看到蘋果落地而發(fā)現(xiàn)萬有引力屬于傳說，但要重視牛頓對天體和地球引力的思考。可以從蘋果落地出發(fā)，引發(fā)學生的好奇心，為學生提供想象的空間，進而引出萬有引力的概念。同時，為進一步幫助學生理解萬有引力，可以選擇兩名學生到前臺做游戲，一是讓兩人靠攏后離開，二是讓兩人跳起看能否在空中保持停止狀態(tài)不動。然后讓學生思考后者為何無法實現(xiàn)？ 既然自然界中任意物體都有萬有引力，為何日常生活中人與人、人與物體之間并沒有感覺呢？ 讓學生在思考的過程中加深對抽象知識的理解[2]。

興趣是教學活動順利開展的基礎。教師應充分利用演示實驗教學，增強物理實驗的趣味性，提高物理實驗的形象化表達，以生活化的教學情境，不斷激發(fā)學生的物理興趣和愛好，增強學生的求知欲望，充分調(diào)動學生學習物理的積極性和創(chuàng)造性。例如，在學習“物體和質(zhì)點”時，教師可以將提前準備好的羽毛高舉后釋放，讓學生仔細觀察羽毛是如何運動的。向?qū)W生發(fā)出提問：“羽毛的下落有什么特點？”教師可將其與竹蜻蜓做對比，竹蜻蜓的運動和羽毛的運動是否一致？ 其特點是什么？ 引導學生在對比的過程中，思考生活中物體不同的運動方式有何不同，是否能夠忽略物體的大小和形狀，以及在什么情況下能夠忽略物體的形狀與大小。在學習質(zhì)點的過程中，教師向?qū)W生提問：“哪些物體可以當作質(zhì)點？ 一輛在鐵軌上勻速行駛的火車，能否將其看作質(zhì)點？”在學習的過程中，教師通過不同的演示實驗，提升學生的學習積極性，引發(fā)學生深入思考，加強與同學間的交流和溝通，培養(yǎng)良好的學習興趣。

四、進行演示實驗操作，提高學生實踐能力

單一、枯燥的學習方式無法提高學生的學習興趣，也難以提高學生的成績。為幫助學生鞏固學習知識，教師要在物理教學過程中設計多樣化的實驗。由于高中的物理教學任務較為繁重，為有效完成教學目標，多數(shù)物理教師通常采用自己單獨完成演示實驗的方式，學生只需要通過觀察實驗過程或?qū)嶒灲Y(jié)果就可以完成物理學習。這種方式盡管能夠確保教學進度，但同時也限制了學生的實踐能力，而且教師進行單獨演示實驗時，無法關注所有學生，座位相對靠后的學生極有可能出現(xiàn)看不清實驗過程的情況，導致學生在物理課堂上未能學習到有效的知識，進而跟不上教師的教學進度和教學思路，影響物理學習效果。作為高中物理教師，在教學過程中應避免這種狀況的發(fā)生。在課堂教學過程中，教師先進行整體演示實驗，然后鼓勵和引導學生親自動手實踐，從而驗證實驗結(jié)果的準確性，不斷加深和鞏固學生對實驗步驟和結(jié)果的印象，充分了解和掌握物理知識的難點和重點。學生物理實踐能力的提升有助于其學習能力和學習成績的提高。例如，在學習“力的合成（平行四邊形定則）”這一章節(jié)時，教師可以先進行實驗演示，再將演示過程向同學逐一仔細說明，幫助學生理解和記憶。教師完成實驗整個步驟后，要求學生親自進行實驗操作，在此過程中，教師應不斷強調(diào)實驗的注意事項，從而保證學生能夠獲得準確的數(shù)據(jù)信息，提高學生的自信心[3]。

五、創(chuàng)設演示實驗情境，培養(yǎng)自主思考能力

當學生在學習過程中面臨較難的知識點時，很容易喪失信心，不愿意開動腦筋，不肯主動思考，特別是在高中階段，由于物理知識存在一定的難度，對學生的抽象思維能力有較高的要求，因此，學生通常在學習前就有了學不會的心理準備，導致他們在后期的實際學習中產(chǎn)生放棄的想法，為高中物理教學帶來一定的難度。而演示實驗不僅能夠激發(fā)學生強烈的好奇心，還能將物理知識和實際生活進行緊密連接。教師利用和生活實際有關的實驗開展教學，在實驗過程中以創(chuàng)設情境的方式，讓學生對實驗結(jié)果進行假設，并合理闡述理由。在實際的演示實驗過程中，教師可以向?qū)W生提出一些問題和建議，引導學生更加認真和仔細地觀察整個實驗過程，促進學生自主思考能力的提升。這種教學方式能夠有效地將問題進行合理拆分，形成相應的小問題，便于學生思考和理解。值得注意的是：教師應保證問題的提出及情境的創(chuàng)設能夠促進學生物理知識的學習和物理核心素養(yǎng)的提升，能有效提升物理課堂教學質(zhì)量和效率。另外，教師在進行問題創(chuàng)設時應以實驗為核心，確保問題和實驗能夠有機融合，提高知識的連續(xù)性和準確性，降低學生的思想壓力，形成良好的思維能力。與此同時，教師應保證所提出的問題數(shù)量和難易程度相符合，對問題的難度進行合理有效把控，若題目過難會降低學生的自信心，導致學生的學習心態(tài)受到影響。在創(chuàng)設演示實驗情境過程中教師一定要重視上述問題，以不斷發(fā)展學生的自主思考能力。例如，在學習“自由落體運動”時，教師先向?qū)W生提出問題：“重的物體和輕的物體相比，哪一個下落得更快？ 物體下落的過程與哪些因素有關，質(zhì)量較大的物體在下落過程中比質(zhì)量小的物體快嗎？”教師可以選擇質(zhì)量較大的物體和質(zhì)量較小的物體進行演示實驗，準備硬幣和紙張，將紙張揉成團，使其與硬幣在同一高處落下，觀察兩者的下落情況。通過反復的實驗和對比，可以得出：質(zhì)量大的物體下落快；質(zhì)量相同時體積小的下落快；體積相同質(zhì)量不同的物體下落一樣快，以及物體下落的運動情況和物體質(zhì)量無關。通過清晰的演示實驗，能夠幫助學生提高主動思考的積極性，使學生能夠在增加實驗印象的同時，充分掌握物理知識[4]。

六、抽象的問題具象化，突破思維的局限性

學生受到思維局限性的影響，當學習較為抽象的物理知識時會感到很吃力，很多知識點無法準確理解，更無法形成有效的物理思維和想象能力。而演示實驗能夠有效解決這個問題。通過演示實驗，將抽象的知識具體化、形象化，幫助學生更好地理解和掌握物理知識，對學習的物理概念和物理定律有更深的印象和理解，既能形成物理思維，又能打破學生思維的局限性。例如，在學習“平拋物體運動過程”時，教師可以采用演示實驗的方式，展現(xiàn)平拋物體的運動軌跡，使學生能夠更加直觀地觀察了解到白紙上的平滑曲線。讓學生彼此討論后得出小球的軌跡，使抽象的運動更加具象化，加深學生對知識的理解[5]。

總之，演示實驗在高中物理知識的學習中具有積極的意義，能夠有效幫助學生掌握學習中的難點和重點，通過演示實驗更有針對性地解決問題。高中物理教師應充分整合教學資源，創(chuàng)設不同的問題情境，增強演示實驗的趣味性，打破學生的興趣難點，使抽象的物理知識更加具體化；打破學生思維的局限性，提高學生的物理學習能力。