优化演示实验教学的三个重要环节

朱天锁

物理学是一门以实验为基础的科学,物理教学当然也离不开实验,尤其是演示实验,它是保证物理教学质量的重要手段做好物理实验对于学生正确掌握概念和规律,培养观察能力和逻辑思维能力,提高科学素养有非常重要的作用因此教学中要非常重视优化演示实验的教学,充分发挥演示实验在物理教学中的作用笔者认为要优化演示实验教学,必须抓住以下三个重要环节.

一、实验现象要明显直观.

根据职业学校学生的年龄特点和认知过程,物理教学应在直观的基础上,引导学生进行思维加工,即通过生动的直观达到抽象的思维因此,演示实验现象明显直观,便于学生观察,容易进行思维加工,得出结论,这是演示实验教学的基本要求,也是优化演示实验教学的前提.

实验现象明显就是要求每个学生都看得见,看得清这一点说起来容易,真正做好需要做大量的课前准备工作,在准备实验时教师应从教室的前后、左右等不同的方位观察,以保证每个学生都能明显的看到实验现象因此选用仪器的尺寸要足够大,测量仪表的刻度要比较粗;仪器放置时,背景色泽对比要明显,位置的高低要适中等在实验中如果能巧妙的设计实验程序和运用启发性强的方法,不仅可以使实验现象明显,而且可以充分调动学生学习的积极性,使学生学到活的知识.

实验现象除明显外,还必须直观,即要求学生能看得懂,一目了然例如,在讲布朗运动时,利用布朗运动模拟演示器模拟布朗运动,通过投影仪放大,使学生不但比用显微镜更明显地“看”到布朗运动,而且非常直观地“看”到了大量分子的无规则运动,对分子热运动规律就有一个比较直观的认识.

二、观察实验要抓住重点,准确及时.

明显直观的实验现象为学生观察创造了良好的外部条件,抓住重点,准确及时的观察实验现象,不仅为学生理解概念、掌握规律提高了丰富的感性材料,而且还可以培养学生的观察能力,这是学生能力培养的一个重要方面由于观察能力包含精细的知觉(主要是视知觉)能力、定向注意力,并以分析综合的思维能力为基础,它不是天生就具有的,而是要通过培养和训练在实践中逐步形成和发展的,所以应该有目的、有计划的一步一步地去培养,注意引导学生观察实验现象,并教给观察方法.

1观察要抓住重点.

由于受观察能力的限制,有些学生对物理现象的观察往往比较笼统和肤浅,不能把握现象的重点和本质,难以达到预期的观察目的,这就要求教师特别注意对重点现象要加以引导例如,在用水平悬挂的弹簧演示纵波时,整个波动情况非常明显,但媒质中的质点运动情况最容易引起学生的混淆,产生媒质中的质点随波一起向前迁移的错觉因此在演示时可在某一位置做上标记,当学生对波的形状有一定的认识后,引导学生要重点观察标记的运动,看质点在平衡位置附近的振动情况,这样学生对纵波及质点运动情况就有一个全面正确的认识.

实验前,对观察的各个阶段提出观察要求和思考题,让学生带着问题,有目的、有重点的观察,会收到良好的效果在光的干涉实验中,学生容易被美丽的彩色条纹吸引了注意力,陷入“看热闹”的状态这时要以问题引路,引导学生观察条纹的宽度、亮度、颜色及分布情况,加深学生对光的干涉和衍射现象的理解.

2观察要准确.

除了定性的观察结论要正确外,定量的观察要有较高的准确度,这就要求学生掌握正确的观测方法,像观察电表和液面时,一定要正视,而且液面的高低要以弯月面底部为准对实验中处于动态过程的观察,如天平,可不必等天平完全静止,只要指针在平衡位置左右摆动的幅度相等,则天平平衡,同样会有很高的准确度.

对稍纵即逝的物理过程的观察,应该有一定的速度,即要及时如在研究单摆的周期时必须迅速、准确地判断小球经过平衡位置时的时刻,同时按下秒表;在断电自感现象中,必须让学生注意在切断电路断电瞬间,小灯泡发出特别明亮的闪光这一重要现象,以培养学生敏捷的观察能力.

3充分利用各种感官.

观察实验时各种感官要相互协调,紧密配合,培养学生协调一致的观察能力如在空气柱共鸣实验中,要充分利用视觉和听觉器官,引导学生在听到空气柱共鸣声时,及时准确地记下玻璃管内空气柱的长度.

三、实验的结果要科学地分析、归纳和推理.

明显直观的实验现象,通过全面准确的观察,使学生获得了一定的感性认识,而感性认识要上升到理性认识,必须对观察到的现象进行科学地分析、归纳和推理这对学生建立概念、掌握规律、培养思维能力是非常关键的.

教学中,有的实验之所以没有很好的发挥作用,不是实验本身失败了,而是未能对实验进行恰当的分析、归纳和推理因此,这时要充分发挥教师的主导作用,启发学生进行认真地思考,科学地推理,挖掘出潜伏在现象背后的本质.

当然并非所有的情况都是先演示后分析,在很多情况下,教师可以按事先设计的实验程序,边演示边归纳,引导学生边观察边思考,使观察和思考相互渗透,形成概念和规律像电荷在导体上的分布的演示,就是让学生通过观察电荷在空心导体上、曲率不同的导体上、尖端上的分布情况,得出静电平衡时电荷在导体上的分布规律:导体的外表面——曲率大处——尖端最多.

综上所述,明显直观的实验现象是优化演示实验教学的前提;引导学生抓住重点,准确及时的观察实验现象是优化演示实验教学的基础;对实验现象进行科学地分析、归纳和推理是优化演示实验教学的关键,只要抓住这三个重要环节,将这三者有机地结合起来,才能充分发挥演示实验在物理教学中的作用.