高中物理演示实验的仪器选择与呈现方式

胡归

物理是在历史长河中，人类对自然界中物质转变等相关知识，经过长期观察、总结而做出的普遍性规律的总结.物理中的物质转变一般有运动和转变两种方式，这两种方式的发现首先由早期人们通过感官、视觉的直观延伸总结，其次是通过人们发明创造出科学仪器后，通过仪器和实验得出的具体结果，从而认识到的物质内部组成关系.此外，根据物理学研究角度和个人认识观点的异同，又分为微观物理和宏观物理两部分.宏观物理学直接考虑整体效果，对组成整体的微粒群中的单个体作用弱化；微观学则与之相反且随着科技的发展，微观物理学理论正在逐渐完善.正是由于物理具有这些特点，往往在教学中要进行实验演示来达到更好地讲授效果，特别是高中物理.

结合高中的特殊阶段，首先应具有加深对重要物理知识的理解，比如将定性讨论和定量计算结合，如力与运动的关系、动能概念、电磁感应等等；其次，高中物理要逐步扩大物理学的范围，比如牛顿定律、动量定理、动量守恒定律等；再者，高中物理除了要学习物理知识，更重要也是教育的主要目的所在，即提高学生主动学习物理知识的兴趣和应用物理知识解决实际问题的能力，即自学能力和应用能力的培养.因此如何实现演示实验的仪器选择多样性和呈现方式至关重要.

一、多样性选择高中物理演示实验的仪器

1.生活用具的物理演示仪器

生活中，如果能将生活实际与物理相联系往往能取得意想不到的效果.如解释胡克定律的工作原理，则需要做一个简易的弹簧秤，可以发挥同学们的想象能力，通过自己制作弹簧秤来调查日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的（如获得弹力或减缓振动）等.最简单的道具比如橡皮筋、女生的头绳甚至未吹起的气球等等，这样不仅锻炼了动手能力还通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律.再比如通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的区别，并能用动摩擦因数计算摩擦力.现实中的例子，可以用直尺做一个斜面或者用书本做一个斜面，用粉笔做滑动摩擦实验；用书本做水平平面，用黑板擦做静摩擦实验，这些学生生活中最常见的用具往往就是最好的实验演示仪器.

2.用废弃物品或不用的小物件做演示仪器

变废为宝不失为一个好的想法.同学的百宝箱中一定有儿时的小玩具：小汽车、飞机、轮船、溜溜球等等.这些都是非常好的物理实验演示仪器.例如要通过实验，掌握力的合成与分解，那么其中共点力的平衡条件就可以很容易的通过日常生活中的小玩具实现演示.以玩具汽车为例，当在汽车两边用同样大小的力时，汽车是不动的，当其中一只手用力的角度稍微发生倾斜时，汽车就会朝某一方向运动，学生此时能够结合理论与实际进行反思和学习.再比如通过实验，探究加速度与物体质量的关系.选取大小明显的两辆玩具汽车，当用同样大的力作用于两车时，会发现车的运动距离是不同的，这时通过结果思考加速度与质量的关系会轻松很多.再比如通过实验再现匀速圆周运动，此时溜溜球就是最佳选择.此时的“变废为宝”不仅用于学习，而且还能让同学们想起小时的美好回忆，引起学习的兴趣.

二、演示实验仪器呈现形式的丰富化

1.多媒体教学与实验过程的有机结合

多媒体教学应注重在抽象知识点的讲授中，例如，在学习欧姆定律时，为了更好地让同学掌握该部分电学知识，可以采用多媒体课件教学，特别是电路的连接如电源、开关、电阻、灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、导线等器件，多媒体可以将抽象变为直观形象，还可以制作动画短片来达到事半功倍的效果.不仅如此，在计算机上还可以自选器材，根据不同的教学目的选择不同的连接方法，从而产生不同的电路形式，这样最大的好处是可以克服许多硬件实验的不便之处，当然如果要达到更好的效果，实际操作是不可缺少的，这样可以根据课件模型进行实物的组合，达到复习、巩固的目的.因此，灵活运用多媒体与传统的实验仪器演示结合教学，可以收到良好地教学效果.

2.将抽象理论或概念进行直观实物结合地呈现

抽象概念中，“电流”就是一个很好地例子，因为它看不见、摸不着，即使电流真实存在的，学生也是无法观察到.仅仅依靠学生想象，往往较难理解，除了借助上面讲到的多媒体课件动画教学外，可以与生活中的“水流”类比，此时电路中的“电流”类比为水管中的“水流”；电压可以比作开关，电压的大小就是开关开的大小；电阻可以比作水管的粗细，同样的水流在粗管与细管中有不同的流速，这种生活化教学方式，有助于学生理解和掌握电压、电阻和电流之间的关系.同样的道理，也可以将电磁感应的相关理论知识进行实物展示，特别是磁场的抽象存在.将抽象的概念进行实物化，容易让同学理解.

3.微观实验的模拟演示

上面提到的多媒体应用更多的是宏观物理实验，然而物理中的微观理论比宏观知识抽象.因此模拟演示就成了解决这个问题的有效途径.微观的模拟演示是通过向学生演示各种图象、动画、图表和描述等进行的教学活动，模拟演示能展现难以观察的微观世界.比如物理中的 “α粒子散射实验”，传统的只能得出α粒子散射的规律，不能演示α粒子散射的微观机理，而利用动画模拟演示就很好的揭示了α粒子散射现象.当学生通过这种形式了解了α粒子散射过程后，更容易理解和掌握原子核式结构理论.正因为微观结构和微观现象即看不见，又摸不着，通过简单的道具演示实验也不好呈现时，应用物理课件进行现象的模拟演示无疑是最好的选择.

物理课教学过程中，教师要不断突破传统教学方法的局限，不仅注重理论的传授，更重要的是要与素质教育接轨，把精力多往实验演示转移，通过教学相长模式教学.想做到实验的完美呈现，就要在实验演示仪器的选择和多样性的呈现方式上下工夫.重视实验的差异性和冲突性，重视实验装置的改进和创新，多与现实生活相联系，并做到善于利用多媒体实验教学资源，力求物理课堂贴近学生生活，使学生能学到“有趣的物理”知识.