浅谈物理演示试验

仇子睿

摘 要：物理教学应重视对学生的试验教学。但一直以来由于社会只认可分数，加之学校过多的强调课件以及交互性媒体的使用使得教师越来越淡化演示试验，忽视了它的重要性。本文就以往的教学中演示实验中存在的问题，就如何开展演示试验以适应以人为本，培养学生综合素质和创新意识谈一谈自己的看法。

关键词：演示实验 能力培养 学生参与 探索性 多媒体

一、问题的提出

（一）演示验的作用及现在演示实验的现状

物理学是一门实验学科，物理教学自然是以实验为基础的，演示实验是物理教学中的一种重要教学手段。演示实验之所以重要，因其不仅使学生直观地形成物理概念、掌握物理物理规律，而且对学生实验技能的增减起着直接的示范作用，更重要的在于培养学生掌握科学的研究方法、形成正确的自然观。但是随着多媒体应用技术及电子白板的推广，大量课件、仿真实验软件走进课堂，以至于物理教师上课不带器材只带U盘，教学中教师一边播放，一边讲解；学生一边观看视频，一边听讲。这种设计好的情景，不会出现差错，实验过程中也就不会出现“意想不到”的情形。因而也就谈不上有何“发现”。这种模式仅仅只能起到让学生见过，有这样的过程，学生也只能被动地接受实验结论，几乎不会有什么创新的火花出现。

（二）导致教师不喜欢做演示试验的原因

1.实验器材的问题

在配套的实验器材中配套设施不全；器材体积小。这就造成实验的可见度较低，尤其后排的同学根本无法看清。例如说明磁体周围存在着磁场的实验，如果直接用平面盒装小磁针，因其底座是不透明的，面积又比较大，遮住了磁针，影响学生观察。对于一些无法进行演示的物理现象如一些机器的内部结构、大型机械装置和设备的工作过程，用模型来进行讲解。但模型无法替代演示实验，演示实验能够真实地、直观地再现物理现象，而模型则不能。例如在讲解光的反射时，有的教师用模型来代替光的反射演示器，用纸板上画好的线条来说明反射光线和入射光线的关系，推导出光的反射定律。这样做教师不仅讲得吃力，学生也难以信服。

2.教师的问题

教学中过分强调了以学科为本位，只注重学科知识的灌输和最终考试的结果。这就导致在教学中许多教师对演示实验不够重视。有的教师轻视课前演示实验的准备工作，结果造成演示失败或出现意想不到的情况，例如：大气压强中的覆杯试验，如果课前做一下就不会注意到在杯中装满水，直接盖好，容易使气体进入杯中而导致试验失败。以致在課堂上手忙脚乱，且操作不规范，“强行”让学生接受结论；有的教师在进行演示实验时不注意语言的准确表达，对学生正确认识仪器、形成概念、掌握定律生不良的影响；演示与讲解脱节。这种作法忽视了学生学习的主动性，把学生当作被动接收的“仓库”，完全没有发挥出演示实验的作用。使教师错误认为做不做试验都差不多。

3.实验本身的一些特点

实验本身的一些特点，不确定也导致教师不愿做演示试验，例如：空气压缩引火仪的实验，一般物理实验室都不具备存耗材制取储的条件，每次都需请化学实验帮忙，比较繁琐，实验耗时长，难重复，影响教学进度，例如：热学中水沸腾，晶体的溶化与凝固，一节课下来基本观察完实验，40分钟就过来，如果学生没有观察清楚要重复再做，基本上时间不允许，而相比多媒体和仿真实验要比实际操作方便较多，实验要环境因素影响较大，如今导致一些教师不愿做，例如演示电荷间相互作用，遇到阴雨天，即便再用烤箱烤干器材，实际操作中效果也不太好。

二、必须重新重视演示试验

（一）重视演示试验的意义

课堂演示实验是中学物理实验教学的重要组成部分，它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节，还能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法。也是变应试教育为素质教育，提高人才科学素质的重要手段之一。近年来中考物理试卷对实验的考查，不仅从学生实验发展到演示实验，而且已从简单的背诵实验知识转向考查对实验的思想、原理、方法的理解上，重在考查学生的实验能力和综合分析能力。但是实验题的得分率都不高，反映了目前在中学物理教学中，实验教学是一个薄弱的环节。许多物理教师都不同地只重视理论的讲授和解题能力的培养，而忽视了对学生动手能力的培养。不适当地强调本学科的主干知识，占用了较多的教学时间，使得物理教学内容不利于学生科学素质的提高。为了培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法，提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，进一步提高学生学习物理的兴趣和爱好，调动他们的学习积极性，发挥非智力因素的能动作用，引导他们从小爱科学、学科学，激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志，缩小与世界先进国家实验教学的差距，我们应改革演示实验教学，直观形象地为学生提供感性认识。

（二）演示实验中注意的问题

1.加强能力培养

目前，学生普遍感到物理“难学”，其原因之一就是物理教学中缺乏实验。而一些经济发达的国家，他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法，他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多，他们学生的实验心理素质比我国中学生强。因此，在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中，我们对物理实验教学，必须引起高度的重视，为了研究好这些课题，教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示，同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就，例如：用发光二极管演示电磁感应中机械能与电能的相互转化等。在实验教学中，可在规定的实验中，适当增加相关演示项目，使教学内容更加丰富，使学生的眼界更加开阔。例如“分子间作用力”的演示，可在两只乒乓球间夹上一段弹簧，球的外侧套上橡皮筋，平衡时，引力等于斥力；增大球距时，引力大于斥力；缩小球距时，引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣，更多地拓宽学生视野丰富他们的想象，而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。

2.在演示实验中增加学生的参与

演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学，演示实验通常教师演示，学生看，但是很多实验学生根本看不清，特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展，直接影响学生实验心理素质的提高。因此，在演示实验中，应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结，甚至在实验操作上让学生积极参与，让学生充分了解实验的内容，多次重复，加深印象，巩固记忆。例如：在“内能改变”一节的教学中，笔者发现学生下课喜欢把矿泉水瓶盖柠紧，用手拧瓶身，挤压瓶中空气，再用手拔松瓶盖，压缩空气，对瓶盖做功，内能减小，使瓶中出现大量“白气”冒出，效果比较明显，器材简单，操作不繁琐。把他引入课堂，由学生自己分析瓶盖的运动状态为什么会发生变化，知道是压缩空气对瓶盖做功；再观察瓶盖被推出是瓶内气体有什么变化，学生自己讨论瓶内出现‘白雾的原因，把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料，引导学生仔细、准确地进行观察，然后引导学生讨论、研究、对比、总结最后训练学生用科学的语言描述，并解释所观察到的现象最后结论得出自然是水到渠成。可见，演示实验在教师指导下让学生参与，不仅有显示学生实验技能的机会，又能得到科学方法的训练及能力的培养，加深理解和掌握物理概念和规律同时可领略物理学的思想，培养科学态度和科学方法。

3.进一步挖掘使实验更具有探索性实验

探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说：“对真理的探索比占有更加宝贵”。近年来教材编写很注重探究性实验，出现了大量实验探究，大有一种除了探究实验才称得上有探索性，其它实验就做不到具有探索性，其实教师只要用心在实验教学中，只要要尽量再现实验的设计过程，多让学生想想：“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启迪学生思路也可以使实验具有探索性例如，笔者使用的9年级14章第三节连接串联电路和并联电路。对于串联并联的教学比较直接“图14-18，图14-19是最常见的两种连接方式，仔细观察比较一下，它们各有什么特点？请分别画出它们的电路图？”在实际教学中笔者是采用以下下设计进行教学。

①复习连接简单电路并画上电路图。

②由实际电路中用电器并不总是一个，请在①电路中再加一只灯泡使开关闭合两只灯同时亮，开关断开两灯同时灭。

③学生连接后，请一位同学上台展示所连电路是否符合要求，提问是否有同学连的与这位同学不一们的上台展示，并说出不一样的地方。

④请同学自己判断自己所连电路和以上哪位同学所连电路属于一类，并画出电路图。

⑤把自己组连接电路改连为另一种电路进行比较并说明自己更喜欢哪一种并说出理由。

⑥在⑤总结的基层，加入多只开关尝试，交流总结完善串并联电路特点。

这种教法的优点是：①学生在教师启发引导下，通过自己动脑设计的。所以在实验过程中，应怎样做，观察什么现象，说明什么问题，教师不必多讲，学生自然明了。这样学生参与意识强，兴趣高，充分调动了学生学习的主动性和积极性。②在整个实验设计过程中，学生在教师的启发下不断进行分析、思考、比较、综合、归纳，使自己的认识不断得到深化和提高。这样使学生既获得了知识，又学会了研究物理问题的方法。。让学生由学知识变为主动探索自然规律，对知识学得更扎实更牢固，同时使学生受到科学方法的熏陶。

4.合理运用多媒体，优化演示实验教学

利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段，而利用多媒体教学，是教学现代化的重要标志，是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法，组织多媒体信息，形成合理的教学结构，以实现教学优化，使学生真正体会到物理学科的学习方法，提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程，从而突破时间以及空间的束缚，进行逼真的模拟，灵活地放大或缩小物理场景，将物理过程生动形象地展现于学生眼前，使学生认识加强，理解透彻。例如，对于“利用电流流向法”分析电路中个元件的关系和各表的测量对象，应用电子计算机的动画功能，展现了电流的路径，各支路的路径一目了然，各元件的位置关系清晰，整个过程形象，清晰、有趣，激发学生学习兴趣，使学生在学习过程中保持精力高度集中，思维高度活跃，求知欲高度旺盛的状态。讲述滑轮时，教师演示“外力拉动绳的距离为重物升高距离的两倍”这一重要结论，往往因为刻度，可见度太小，学生观察十分困难，后面的同学甚至根本无法观察。这时只需把刻度尺制成透明的投影教具，将整个实验投影出来，就能很好地解决这一困难。像刻度尺、温度计、弹簧秤、电流计等的刻度，可见度太小，将其制成投影教具就能放大；观察磁力线现象时，由于时空限制是不便让学生观察（不能豎直放置）的，如果制成投影教具就能解决这些问题。如把玻板放在投影仪载物玻璃上，铁屑摆在玻板上的图线就能清晰地投影在银幕上，就很容易观察了。利用多媒体进行物理实验教学，不但为教和学增添了信息的传输和接收通道，而且为教学创设了良好的情境，师生们置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”认“物”，这对物理的各种题型的实验教学有着积极的意义，对提高物理课的素质教育教学有着广泛的前景。

总之物理课堂演示实验要与学生的分组实验有机地结合起来，努力培养学生的下面几个方面的基本实验要素：一是仪器使用的一般知识；二是测量误差与数据处理的知识，其中特别是图线处理数据中，区分已知规律与未知规律的不同方法；三是间接测量的基本知识，要从测量出发理解实验装置、原理、方法、条件保证、操作步骤以及数据的记录与处理；四是验证性实验的验证思想，特别是要懂得将理论结论与实验结论比较的思想。同时加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练，多角度、全方面地让中学物理实验教学提高到一个新的水平。

参考文献

[1]王建廷.中学物理课堂实验教学的设计[J].呼伦贝尔学院学报，2001（Z1）.

[2]张惠英.浅谈初中物理演示实验教学[J].教育革新，2016（08）.

[3]高慧.初中物理演示实验教学中的改进与创新[J].新课程（中学），2016（08）.