改进演示实验效果的案例分析

张义勇

(江苏省常州外国语学校,江苏　常州　213000)



改进演示实验效果的案例分析

张义勇

(江苏省常州外国语学校,江苏常州213000)

摘要：基于教学实践,笔者用教学实例总结了改进演示实验的三类方法:借助信息技术展示真实的物理规律，用直观的实验现象体现隐性的原理，用更明显的实验现象震撼学生心灵.

关键词：演示实验;效果改进;教学实践

物理学是建立在实验基础上的自然学科,演示实验是物理教学必不可少的一部分.而演示实验也存在下述困难:一是现实的物品结构复杂,难以直接演示;二是有些物理原理比较抽象,难以直接观察;三是部分演示实验效果不明显,全班同学的可观察度不高.如果克服了这些困难,演示实验服务于物理教学的效益将大大提高.

1借助信息技术展示真实的物理规律

为了说明照相机镜头调节的规律,一些教师利用网上购买的照相机模型组织学生探究,但此模型调节能力有限,展示物距、像距变化的规律不理想.也有教师用凸透镜、蜡烛(或“F”光源)和光屏进行模拟实验,物距、像距的变化规律虽然明显,但毕竟是“模拟”探究,可信度有限.既然如此,为何不用真正的照相机进行实验演示呢？

如图1所示,笔者用单反、外置摄像头和几个小物品,配合电脑进行实时投影,演示了照相机镜头调节的原理,教学效果较好.

图1

笔者选用的是尼康50mm“定焦”镜头,配合尼康D7000的单反相机,借助Camera Control Pro软件,就可以实时观看照相机感光片上的内容.为了看清楚镜头的伸缩过程,再利用一个外置摄像头对准照相机的镜头,借助摄像头录像软件,又可以实时观看镜头的伸缩过程.如图2所示,以上两个窗口通过电脑,投射在教室的大屏幕上,方便学生观察.

如图2内的右侧窗口,教师可以用鼠标点击实时取景框,选择远近不同的几个物品,让照相机自动对焦，左侧窗口显示镜头伸缩过程.同时观察两个窗口的内容并加以分析,很快就能总结出“物体靠近镜头,镜头需要向前伸,以增大镜头与感光片之间距离”的规律.

图2

信息化的技术手段服务于物理教学,有利于增强物理演示实验的可视性,提高演示实验的可信度.善用信息技术,还能在信息采集、数据处理和分析等方面获得更大的优势.

2用直观的实验体现隐性的原理

“场”是物理学中较为抽象的一个概念,由于看不见、摸不着,我们只能通过场对其他物体的作用来认识它.如通过放入磁场的小磁针和铁屑的变化来体现磁场.有没有类似的实验可以直观地展现电场呢？

笔者利用辉光球、测电笔和静电棒直观地展示电场,让学生印象深刻.如图3所示,在通电的辉光球附近放置测电笔,

测电笔可以悬空放置(不接触辉光球),其内部氖管能够持续发光，这说明在氖管的两侧存在电势差,进而说明辉光球周围存在静电场.

图3

教师还可以改变测电笔摆放的位置和角度,观察氖管亮度的变化,生成关于辉光球周围静电场的更多教学资源.

针对物理学上“隐性”的原理,单凭讲授很难让学生理解到位,而借助直观的实验,让学生经过观察和分析,自主认识其背后的物理原理,有助于提高学生的观察能力和分析能力.

3用明显的实验现象震撼学生的心灵

在白光的色散与合成实验中,常见的方法是用平行光源进行实验.但由于灯泡的功率小、亮度弱,实验效果不是十分理想.在苏科版教师教学用书的启发下,笔者利用幻灯机和三棱镜进行实验演示,效果十分明显.

如图4所示,笔者将两本书贴近放置,遮住幻灯机上侧的玻璃板,在教室的白墙上获得一条水平白光带.将三棱镜放在平面镜外侧的适当区域,可以发现白墙上的白色光带变成彩色光谱.实验者调整平面镜角度并适当旋转三棱镜,还能在白墙上得到弯曲程度相反、颜色排列也相反的另一条彩色光谱.

如图5所示,改变课本放置的角度,在白墙上获得一条竖直的白光带,就可以利用两只三棱镜演示“白光的色散与合成”,实验效果也很理想.

经过对比,笔者发现这样的改进实验有以下几个明显的优点:首先幻灯机的灯泡功率大,发光亮度高,实验效果更好;其次是用两本书的夹缝来制造一条光带,简便易行;再次是用白墙做光屏,显示白光带被分解成彩色光谱，再合成白光带,方便全班同学观察;第四是课堂可以生成的资源十分丰富.在图4中可以显示排列方式不同的彩色光谱带,引导学生思考光线通过三棱镜的色散规律;在图5中白光色散又合成白光,但亮度减弱并且有一定的位置偏移,可以作为后续光能和折射的探究资源.

通过此类明显的实验现象,结合教师的教学组织,既震撼了学生的心灵，又生成了丰富的教学资源,真可谓收效颇丰.