运用演示实验突破高中物理教学难点的实践研究＊

冯 楠 王 林



运用演示实验突破高中物理教学难点的实践研究＊

冯 楠 王 林

摘要：物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学，物理实验是激发学生学习兴趣、启迪思维的良好载体，是突破教学难点的有效手段。研究目的是加深教师对演示实验的作用及地位的理解，提升演示实验技能，进而应用于解决物理教学难点的教学实践中。基于此，提出在高中物理教学中运用演示实验突破高中物理教学难点的方法与途径，希望对中学物理实验教学的研究起抛砖引玉的作用。

关键词：物理实验；教学难点；教学设计；教学实践

物理学是一门以实验为基础的学科，实验是推动物理学发展的根本源泉。《普通高中物理课程标准》要求改变传统的学习方式，建立自主、合作、探究的新的学习方式，注重学生的体验，培养学生的科学素养。对科学探究尤其是物理实验的要求是“观察现象，进行演示和学生实验，能够使学生对物理事实获得具体明确的认识，这是理解概念和规律的必要基础。观察和实验对培养学生的观察和实验能力，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有不可替代的重要作用。因此，要大力加强演示和学生实验。”[1]

一、问题的提出

中学物理教学普遍存在“教师难教、学生难学”的局面，物理真的难学吗？为什么不少中学教师、学生为如何教好、学好物理而头疼？通过大量调查研究显示，实验是物理教学的“金钥匙”，演示实验可直观、形象地解释物理教学中学生难以理解的抽象知识点；也可生动、有趣地解决学生对物理学习兴趣不高的问题。“现行高中物理教材编入的演示实验，学生实验比以前有所增加。对实验的要求也进一步提高，在总课时减少的情况下，学生实验课时数占总课时的比例有较大的提高”[2]。几乎每节课都要做实验，真正让学生在“做中学，学中做。”

因此，本研究利用演示实验的方法解决物理教学难点，加深教师对演示实验在物理教学中作用及地位的理解，提升演示实验技能从而应用于解决物理教学难点的问题，同时也为课程改革不断深化提供一些启示、为长期处于教学环境下的一线教师和相关人员提供一些思路和教学参考，最终达到促进学生可持续发展和健康成长。

二、演示实验与物理教学难点的概念界定

1.演示实验

根据当代教育思想和现行新课程理念，我们可以认为演示实验是教师为了达到一定的教学目的把要研究的物理实验现象展现给学生，在实验过程中渗透科学探究的方法和思想，充分发挥学生学习的主动性，启发引导学生进行观察和思考，让学生获得感性的认识，并与学生协同合作、共同分析讨论有关实验现象，最终指导帮助学生归纳得到实验现象的本质和规律的一种实验教学方式。

2.物理教学难点

在实际的物理教学中，物理教学难点有两层含义：一是物理教学中难以解决的问题，如学生具有情绪、行为等方面的问题，教材编排难以使学生掌握相关物理概念，学习受时间、空间的限制；二是学生已有知识水平与将要学习的知识之间的差异构成的难理解易混淆的知识。本文中的教学难点是以上两种思路的结合。那么，如何利用实验突破物理教学中的难点？如何利用演示实验达到高效课堂？如何利用演示实验为学生创设思维台阶？如何使用自制教具的演示实验方法克服课本已有实验的不足？如何利用信息技术克服教学在时间空间所受的限制？这些利用演示实验突破物理教学难点的研究却鲜有满意的回答。

三、运用演示实验突破高中物理教学难点的方法与途径

1.演示实验创设情景 突破学习物理兴趣不高的难点

在高中物理教学中，学生往往觉得物理难学，不喜欢学习物理，如何突破学生学习物理兴趣不高的难点。为此，通过问卷调查以及访谈调查，归纳总结出利用演示实验创设情景，能有效突破高中物理学习兴趣不高的难点。

【案例一】《楞次定律》新课引入

给学生展示自制条形磁铁，条形磁铁的磁感线以及方向均已模拟出来，演示当条形磁铁向下插入或向上拔出过程中闭合回路磁通量的变化情况，并复习产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流。既然闭合回路中有感应电流产生，那么感应电流的方向又如何判定呢？从而引入本节内容楞次定律。

为了提高学生的学习兴趣，引入一个趣味小实验。如图1所示，自制一个平板小车和两个小黑盒，黑盒里面一个装有铝环，另一个装有磁铁，当用强力磁铁分别靠近黑盒时会有不同的运动情况，让学生猜一猜两个黑盒中装的是什么？给学生展示黑盒中的物体并做一分析，磁铁之间的相互作用力是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；铝环产生了感应电流，感应电流会激发出自己的磁场，感应电流的磁场与磁铁的磁场发生相互作用。那么感应电流的磁场与原磁场之间有什么样的关系，遵循什么样的规律呢，铝环中感应电流的方向又如何判断，从而引入下一个学生实验。

图1 自制实验小黑盒

2.创设思维台阶 化解物理知识本身的难点

物理概念、规律通常抽象晦涩，学生难以理解。因此本文提出运用演示实验在学生建构物理知识时，为其创设思维台阶，降低难度，化解物理知识本身难以理解的难点。

【案例二】《自感》

在高中物理教学中，自感现象摸不着，看不到，自感现象的概念理解成为物理教学中的难点，为此，设计一个演示实验的小游戏，可以使学生切实感受到自感电流的存在，从而建构自感的物理概念。

当一个线圈中电流变化时，它产生的变化的磁场会在另一个线圈中激发出感应电动势，那么在线圈自身会不会激发出感应电动势呢？带着这个问题，接下来做一个非常有趣的实验——千人震实验。介绍装置：2节干电池，1个线圈，与开关构成了1个回路，在线圈的两端引出2根导线，15位学生手拉手按如图2所示方式并联在线圈两端，旁边的2位学生分别握住裸露导线的两端，人体接入电路的电路示意图如图3所示。教师闭合开关，学生没有触电的感觉，很高兴。实验结束，教师迅速将开关断开，学生猛跳起来，有触电的感觉。

图2 千人震实验

图3 千人震实验电路示意图

开关闭合时，加在人体两端的电压约为3 V，所以没有触电的感觉。开关断开瞬间，流过线圈的电流突然减小，则穿过线圈的磁通量也突然减小，根据电磁感应定律，线圈中就会产生感应电动势，较高的自感电动势使人有强烈的触电感觉。由于线圈本身电流发生变化，使得线圈自身产生感应电动势的现象，我们把它叫作自感现象，产生的感应电动势我就称为自感电动势。

四、结束语

通过研究，笔者认为灵活运用演示实验对突破高中物理教学难点有很高的实效性。然而，并非所有的物理教学难点都能够利用演示实验突破，因此，本课题还需不断的反思与总结，力求通过探究实验、演示实验、学生自主实验等多种实验方式，形成一个完整有效的体系，为物理的新课程教学改革作一些积极有益的探索。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[M].北京:人民教育出版社,2003.

[2] 黄胜胜.运用实验突破高中物理教学难点的教学设计与实践[D].甘肃:西北师范大学,2007.

作者信息

冯楠，在读硕士研究生。王林，硕士，教授。宁夏大学物理电气信息学院，750021

*基金项目：国家科技部项目(编号：2011DFA11780)；教育厅科研项目(编号：NGY2013012)。