物理教学中演示实验的设计

吴东峰　王秀荣

随着教学改革的深化，物理实验在中学物理教育中的作用和地位显得更加突出。而在课堂教学中演示实验是教学的重要手段，它能将一些抽象的物理概念和规律形象化，还能将教师的思维方法、操作技能展示给学生，引导学生观察、思索，使学生认识物理概念和规律“事半功倍”。因此演示实验的设计就显得尤为重要。

实验原理应体现其科学性、针对性

实验原理的科学性主要指物理原理是否正确，演示实验的物理现象是否真实、正确地反映了实验原理原理的正确性要求不能弄虚作假、制造假象代替真实的物理现象来欺骗学生。实验的误差是不可避免的，但是决不能把一切不成功的实验结果都归于误差，而是要用正确的原理来解释误差。例如，演示变压器的输入、输出电压之比与原副线圈的匝数成正比的时候会存在误差，此时应指出漏磁与电流的热效应是产生误差的主要原因，为了减少误差，可以采用硅钢片做铁芯，或用电阻率更小的导线绕制线圈，等等。

实验的设计应具有针对性具体地讲就是要明确解决什么问题，得出什么结论，验证什么定理、定律，建立什么概念，等等。教材中某些重要的概念、规律等通过演示实验归纳得出，比教师单纯地讲授更容易使学生接受；教材的某些重点、难点学生存在疑虑，必须通过实验才能使学生真正地领会。所以，设计的实验一定要重点突出，结论直接。

实验器材要经济实惠、方便耐用

实验器材的选择要从多方面考虑，但首先要取材方便，经济实惠，且为学生所常见。例如，“反冲运动”，可设计一个“水火箭”，把一个饮料瓶口用软木塞塞住，在塞上钻一个小孔，装上气门针，在瓶里装一定量的水，通过气针往瓶里打气，到一定程度时气体就会把瓶塞冲开，同时瓶子就会向相反方向运动。这个实验的器材都是学生熟知的。实验简单明了，但很能说明问题。在演示实验时，为了能让所有学生都清楚地观察到实验现象，经常会一而再、再而三地重复实验，故所选的实验器材一定要经得起“考验”，不能在中途损坏而影响教学的正常进行。

实验步骤应简单易行

实验步骤要简单，易操作结构复杂、操作繁琐的实验，往往会分散学生的注意力。只要演示实验的科学性强，现象明显，越简单越好。在打靶实验设计中，关键是确保打枪和掉靶的同时性。方法有二：一是在枪口装光电门和控制电路；二是将扳扣和开关直接连在一起。笔者采用方法二，效果很好。

要尽量使结果明显一般地说，观察明显、清晰的现象比观察细微、模糊的现象效果更佳，学生兴趣更浓。为了使实验效果明显清晰，应该从这样几个方面来考虑：变小为大、变弱为强、变快为慢、变淡为浓、变轻为响等。例如，演示固体形变时可将烧瓶里的水染为红色；还有一些实验现象，发生在一瞬间，可借助录像、电脑进行慢放、延时等手段来解决，使实验结果更容易观察、区分和比较。

实验现象应直观，新奇有趣，贴近生活

学生在学习过程中，不论是观察、记忆、思维还是想象，没有注意的参与是不行的。心理学研究表明：注意的指向性和集中性与刺激物的新异性有关，刻板的、千篇一律的习惯性刺激不易引起人们的注意。因此实验的设计要突出实验现象的直观、新奇有趣、贴近生活。

实验现象首先应直观形象现象越直观，越有利于学生利用直觉思维，进行有效学习。例如，为了演示金属电阻率随温度而变化的实验，把“220V、40W”的废日光灯管敲断，取其中一端灯丝把它和“6V、6W”的灯泡、演示电流表、开关串联在6 V的稳压电源上。闭合开关，灯泡正常发光；用尖嘴钳夹住日光灯灯丝另一端，用酒精灯给灯丝加热，灯泡亮度显著变暗，电流表读数变小；停止加热，把灯丝、尖嘴钳一起浸入凉水盆中，灯泡迅速变亮，电流表读数亦变大。学生亲眼看到灯泡的亮暗变化，得出金属电阻率随温度升高而增大，随温度降低而减小的结论，印象一定深刻。

实验现象应新奇有趣学生都有好奇心理，奇特的物理现象、出乎意料的实验结论，都会在不同程度上激发起学生的求知欲望，从而促使学生更用心地学习。例如，在“惯性”一节教学中，把一玻璃瓶放在桌上，瓶底压一张纸条，慢慢拉动纸条，酒瓶随纸条向桌子边缘慢慢移动，此时学生都以为若再移动，酒瓶就要掉到地上了。这时教师突然用力快速抽动纸条，学生异口同声地发出尖叫声，当看到瓶子安然无恙时，学生便急切想要知道这“魔术”的奥秘，教师因势利导指出惯性原理，这对学生的理解就起到水到渠成的作用。

实验要贴近学生的生活贴近生活的实验会使学生具有“亲近感”，学习起来更有效率。例如，在大气压强的教学中，教师可以举平时用吸管喝汽水的例子，来说明大气压强的无处不在性。这类实验，学生在日常生活中都有所接触，通过这类实验，可以使学生在好奇中感受物理知识的魅力，在轻松的环境中获得真知。

总之，加强实验教学，增设演示实验是新课程标准的特点之一，随着新一轮课程改革的不断深入，作为中学物理教师必须跟上当前形势，不断地探索物理实验设计思想，丰富自己的实验教学。

（作者单位：1 河北省迁安一中；2 河北省迁安职教中心）