如何做好物理演示实验

王林绪

摘要:本文探讨了在物理教学中应怎样做好物理实验演示,以增进学生学习物理的志趣,培养学生的科学素养。

关键词:物理演示实验;兴趣;现象

物理学是自然科学的基础,实验是物理学的基础,演示实验在物理教学中起着重要作用,是物理教学中不可缺少的一部分。其主要特点是:在课堂上结合传授知识和技能,由教师操作表演实验,它能将一些抽象的物理概念和规律较生动形象地展示给学生并为学生所接受,还能让教师的情感、态度、思维方法、操作技能及科学作风等形象地影响学生,使其受到深刻的感染,学到更多的知识。演示实验是将日常生活或生产实践中不易观察到的或习以为常而未引起注意的物理现象突现出来,并与理论相结合,使课堂讲授的理论具有鲜明生动而坚实的实验基础,使学生加深理解,巩固记忆,激发兴趣,诱导思考,事倍功半,终身受益。在教学中如何选择设计演示实验?要遵循哪些原则?怎样才能做好演示实验?

一、 演示实验的作用

演示实验在课堂教学中是创设物理教学情景,激发学生兴趣的重要方法,它将学生在日常生活和生产中看到及听到的现象,通过实验的手段再现出来,将“生活世界”转化为“物理世界”,造成一种研究物理现象的氛围,把学生带进了有趣的物理殿堂,使物理教学从生活走向物理。生动有趣的演示实验,有的使学生感到熟悉而亲切,从中体会到“生活处处皆知识”,物理就在我身边的道理;有的使学生有似曾相识又陌生的感觉;而有的演示实验出现的现象和他们的猜想截然相反使他们震惊,产生种种疑惑。“学起于思,思起于疑”,从而促使学生更加积极主动地学习知识。演示实验是学生探索知识的源泉,也是深化理解知识的重要途径。学生在学习物理时,不可避免地要遇到一些难点,这些难点常常是因为学生缺乏对相关知识感性认识而造成的。在这种情况下设计一些演示实验,让学生通过观察现象分析原因,可以突破难点,取得事半功倍的效果。在演示实验的过程中,教师要指导学生对全过程进行认真有序的观察,使学生明确知识发生发展的规律,从而加深对知识的理解。演示实验是教师做的示范表演性实验,成功完美的演示实验有助于培养学生良好的实验习惯、掌握实验方法及提高实验技能和素养。教师在实验时,要通过自己的示范,以严谨的科学作风和熟练的操作技能潜移默化地影响学生。对于怎样正确选择和使用实验器材,如何设计实验,确定方案,实验的动作如何规范,怎样读取数据和记录测量结果,怎样分析实验误差,如何分析、推理归纳得出结论等待,都需要教师长期结合演示实验进行言传身教。另外,学生通过观察演示实验,可以培养他们敏锐的观察能力、优良的思维品质及实事求是的科学探索精神。

二、 演示实验的原则

1. 要目的明确,忌随心所欲

物理教学中,演示实验是新课导入的重要方法之一。实验具有生动、直观、新奇的特点,容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性,就能创造出生动的情景,使学生思维活跃。演示实验是用来配合教学的,应根据不同教学内容和要求,选择合适的实验,合理地进行实验,以便让学生清楚地认清物理概念和规律。例如,在讲授“平抛运动”这一节的内容时,我们可以选择的演示实验比较多。如抛出的粉笔头、桌上滚落的玻璃球、水流的喷射、平抛运动演示仪、闪光照相等。其目的就是让学生认识“平抛运动可以看做是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成”这一规律。我们利用哪种演示都应清楚地显示出演示内容的本质特征。当然,实验时要增强实验的趣味性,更好地调动学生的思维积极性。再如,讲“摩擦力”这一节,我们可以用引导提示法指出我们要实验的问题和目的。如“摩擦力的大小与哪些因素有关系”,为了研究这个问题,我们调整吊盘上的重物的重量,使木块在桌面上做匀速直线运动,这时绳子对木块的拉力就等于木块与桌面之间的滑动摩擦力。然后在木块上加一个重物,增大木块与桌面的压力,这时发现,必须增加吊盘上重物,使拉力增大,木块才能做匀速运动。可见增大木块与桌面之间的压力,木块与桌面之间的滑动摩擦力也增大。学生很自然地得出“两个物体之间的滑动摩擦力f 大小跟这两个物体之间的压力N大小成正比”的结论,即f=μN,然后进一步得出动摩擦因数与两接触物体的材料和它们接触面的粗糙程度有关。整个实验的目的性明确,环环紧扣,步步深入,学生必定会有很强的感性认识,很清楚的认知思路,从而轻松地掌握这节内容。演示实验切忌毫无目的,随心所欲。演示实验的最终目的是为教学服务的,为的是在实验中发现规律、理解规律,从而掌握规律。为实验而实验,没有目的性,只会使学生浮于实验过程与表面现象,不知道老师为什么做实验,不知道实验演示了什么规律,更谈不上自己去发现与探讨规律了。对老师而言,这样的实验是“吃力不讨好”的事。

2. 现象要清楚,明显可见

演示实验应该使全班同学都能看清相应的物理现象和过程,这就要求实验直观、明显,实验现象鲜明、清晰、准确。因此,在设计实验时要注意以下问题:①物理过程中的变化要显著,现象要明显,演示要确保成功。②仪器尺寸要足够大,需要观察的部分必须突出,必要时可以通过幻灯、显微投影等等手段来增加可见度。③要使被观察主体对比强烈,以利于学生看准目标,易于分辨,通常可以采用染色、生烟、背景衬托、照明等方法来增加对比效果。

3. 要安全可靠,忌弄虚作假

课堂上的教学时间是极其宝贵的,如果教师在演示中出现失误或差错,不仅会贻误时间,而且会引起对所得结论的怀疑。因此,教师在课堂上的演示实验必须确保成功。成功的演示是由多方面的因素决定的。首要条件是掌握实验原理,它是设计和改进实验的依据。只有掌握了原理,才能准确地抓住关键,成功地进行演示。例如,静电实验我们一般认为比较难做,其实关键在于静电电压高而电量少。因其电压高,通常所说的绝缘体在高压下变成了导体;因其电量少,电荷容易漏。从原理上分析,我们就可以找到改进静电实验的关键——解决绝缘问题。只要对仪器进行简单地改进就行了。其次,要注意环境条件。有些实验的成败与环境等外界条件有很大关系。例如,空气的湿度对静电实验很有影响,某些电学实验跟电源电压的稳定性有关。因此,教师课前要选择好所需仪器和材料,仔细地进行检查,熟悉仪器的使用性能,了解实验的精确程度,估计实验时间,观察教室里即将演示的环境。课前做好充分的准备,可以提高演示的成功率,但不能保证课堂上一定不出问题。出了问题怎么办?一是要镇定,切忌手忙脚乱,应认真思考和分析,尽可能及时找出原因,迅速排除故障;二是实事求是,实验失败不可简单地用“仪器不行”来搪塞过去,更不能编造数据,弄虚作假。应当向学生如实说明失败的原因,声明下次再做。这种负责的精神和作风,对学生产生良好的影响。

4. 演示之前巧布局

演示用仪器要合理布局,以便于教师操作。例如,一般应把要观察的仪器仪表,放置在讲台的中心位置;需要操作的仪器及器件,如电源开关、滑动变阻器等,应放置在讲台的右侧。教师演示操作时站立的位置,要注意不要挡住学生的视线。

5. 演示之中重观察

①随时注意演示观察的重点。②对于重点观察的部分,教师应该左右掉转一下方向,使得左右两侧的全体学生都能够观察到实验结果。③出现的实验现象,要保留一定的时间,以便学生有足够的观察时间。④注意配合讲解的时机。演示实验是教师讲课的一部分,成功的物理教学应当是讲解和演示的有机结合,在讲解过程中要边讲边演,要指导学生看清主要现象,并引导学生认真观察和分析,认识现象的本质属性和现象之间的因果关系,从而得出合乎逻辑的结论。

总之,演示实验在物理教学中起着非常重要的作用。作为物理教师,要千方百计地创造条件做好演示实验,尽量利用自制及代用的方法使学生多见到一些直观、生动的物理现象。在物理教学中要紧扣教学环节,通过简短精彩的表演为讲授开路,起到突出重点、突破难点、巩固和应用知识的作用,从而取得良好的教学效果。

参考文献:

[1]杨述武.普通物理实验[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]许国梁.中学物理教学法[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]阎金铎.中学物理教学法[M].北京:高等教育出版社,2004.

(黑龙江幼儿师范高等专科学校)