做好“演示实验”培养学生能力

迟鸿贞

摘 要：实验教学是中学物理教学的重要手段之一，其中“演示实验”更是占据极其重要的地位，它能为学生提供丰富的感性材料，使抽象的物理过程具体化、形象化，也能有效激发学生的认知冲突，调动学生的求知欲和学习物理的积极性;可以培养学生的观察能力、实验能力和實验创新能力，也能在教师的演示示范中潜移默化地教会学生操作规范，培养严谨的科学态度.

关键词：激发兴趣;示范作用;实验创新能力

文章编号：1008-4134（2020）06-0030    中图分类号：G633.7    文献标识码：B

物理学既是一门理论科学，也是一门实验科学[1].一方面，实验是物理理论的源泉.任何一个物理定律都有大量物理现象、物理实验等事实和数据的支持.物理学家们总是在观察和实验探究的基础上，对物理现象和实验事实进行分析、抽象、概括和总结，从而建立物理定律和定理，进而形成物理理论.另一方面，物理理论最终还是要通过实验来检验或证实.一般来说，被进一步证实的定律和定理才为大家公认.即使已经公认的物理定律和定理，如果与新的实验事实相违背，则需要修正或被新的物理定律与定理所取代.

物理学发展过程中实验的“判决性”，决定了只有理解了实验才能真正理解物理学的概念、定律、定理和原理，只有学好物理实验才算真正学好物理学.

物理实验教学是物理教学中十分重要的环节.物理实验教学就是在物理教学中，运用实验给学生创造一个形成问题、建构知识、感悟方法以及形成观察的实验环境，为学习物理概念、规律提供符合认知规律的环境，能激发学生学习物理的兴趣和求知的欲望，使学生主动获取物理知识、发展能力、促进科学品质和世界观的形成，更能使学生掌握科学的研究方法，培养学生良好的科学作风[2].

中学的物理实验主要分为：演示实验、学生实验以及课外实验三大类.不同的实验方式在教学中体现的作用是不同的.演示实验是以教师为主要操作者的表演示范性实验，通过表演示范，把要研究的物理现象展现在学生面前，引导学生观察思考，并配合讲授或穿插讨论等方式把知识传授给学生.

1 演示实验的作用及设计要求

根据教学需要的不同，我们可以在“新课引入”环节、“概念、规律讲授”环节或“巩固提高”等环节安排不同类型的演示实验，在不同的环节中，演示实验所起的作用是不同的.

1.1 “引入新课”环节中的演示实验

案例一 摩擦力——谁的力气大？

请一个班级力气最小的女生和力气最大的男生拔河.教师拿出一根玻璃棒（一端涂洗涤灵），让男生握住涂有洗涤灵的一端，女生握住另一端，只见女生轻而易举地将玻璃棒从男生手中抽出.男生一开始没想到这么快，等觉察到玻璃棒正从手中溜走时，下意识地抬起另一只手继续拔.但一切都是徒劳，只好眼睁睁地看着棒被女生抢走.

【设计意图】

（1）可以激发学生的学习兴趣.

俗话说：“万事开头难”，在“引入新课”这一环节中，教师设计演示实验，可以充分发挥教师的主导作用，为学生创设愉快、有趣又充满新奇的物理情景，不仅能很好地活跃课堂气氛，也能激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，甚至给学生留下一生难忘的深刻印象，为以后献身科学事业打下基础.

（2）可以让学生迅速进入主题学习情景.

演示实验设计得好，不仅能调动学生的学习积极性，更能直接反应本节课要学习的主题，使学生迅速进入思考关于这一主题的学习情境当中.

（3）为运用本节课的知识解决实际问题提供了良好的事例.

一般情况下，在课堂的最后，一定要能利用所学的知识来分析、解决实际问题，在课堂起始时的演示实验就提供了很好的事例.学生在运用所学知识解决问题的时候，不仅能体会到学习的乐趣、感受成功的喜悦，也为今后学习物理、学好物理注入了自信和兴趣.

这就要求：“引入新课”环节当中的演示实验设计，不仅要符合本节课的学习目的，直接反应学习主题，更应该生动有趣、新奇或使学生感到意外，才能让学生眼前一亮，思想的火花闪耀起来.而在知识应用环节，也一定要将演示实验加以说明，让学生充分感受到物理知识带给我们的“魔力”.

1.2 “概念、规律讲授”环节的演示实验

1.2.1 可以为学生理解概念、规律提供感性素材

在“概念、规律讲授”环节中，一些抽象的物理概念或规律，学生不易理解.教师设计的演示实验可以为学生的理解提供丰富的、必要的感性素材，展示物理现象和物理过程，特别是日常生活中难以见到的、微观的、与学生的经验相抵触的过程，引导学生观察、思考，通过类比、对比等方法，能够让学生建立正确、清晰的物理图景，利于学生的理解.

案例二 磁场方向概念的形成——巧借“风向”.

风是看不见的，但我们如何确定风向？在自制风力场演示仪上，插很多小布条，发现小布条的方向各不相同，从而说明各点的风向不同.插更多的小布条，可以看出整个自制风力场的风向.从而启发学生想到确定磁铁周围磁场方向的办法：多摆一些小磁针，甚至采用更小的磁针——铁屑来直观反映磁场的方向.

评价：对磁场方向的确定，巧借“风向”，将看不见、摸不着的磁场方向形象化，贴近生活，让空间抽象的磁场方向不再抽象，变得有章可循，将学生难理解的知识化解成浅显易懂的现象.

1.2.2 能够为学生提供示范，促进学生的发展

演示实验还可以为学生技能训练提供示范，并在示范的过程中用教师的感情、思维方法、操作技能以及科学作风等影响学生，潜移默化地培养学生的科学态度和作风.

1.2.3 为学生的观察思维训练创造条件

演示实验不仅可以在学生形成知识的过程中发挥重要作用，而且通过教师有意识地选择、设计、控制实验内容，可以对学生进行观察思维训练.这要求教师对学生进行观察引导，在演示实验前，要明确观察目的，做好观察准备;在实验过程中，要设法创造条件、突出观察对象、排除次要因素干扰，并教给学生观察的方法，培养学生正确观察思路和思维方法.

案例三 平面镜成像——等效替代法找像的位置.

演示实验：（如图1所示）在竖立的半透玻璃前竖立两个小灯泡，学生从前面看上去有四个小灯泡.拿走一盏灯，剩下2盏灯（这个符合学生的认知）.把拿走的灯再放回去，再拿走另一盏灯，剩下3盏灯，镜子中的灯竟然“冻结”在镜中（与学生认知冲突）.经过热烈讨论，发现镜后还有一盏灯.为什么一开始没发现？是因为镜后的灯和镜前灯的像重合了.

评价：用等效替代法找像的位置，是本节课的难点，学生自主探究很难实现，本节课采用启发式教学，通过小游戏启发学生发现玻璃板既能透光又能反光的特点，再通过探索发现物像可以重合的方法.通过演示实验创造了条件，开启了学生的思维，把难点化解.

1.3 “巩固、提高”环节的演示实验

1.3.1 能让学生体会学以致用的乐趣，更主动观察、学会创新

一般来讲，巩固、提高环节，需要学生能够利用本节课的知识分析、解釋课堂起始时的演示实验就够了.在这一环节中，教师需要再次演示同一实验，但学生学过了本节课的知识，带着经验再去观察同一个实验，心理状态与一开始大不相同，这次学生会更积极主动、更有目的性去观察实验，再调动头脑中已经形成的知识链条，都跃跃欲试地要分析清楚奥妙所在.这对培养学生的学习积极性更是起到锦上添花的作用.必须注意突出实验的思考性以及理论联系实际的要求.

1.3.2 能够让学生对规律的理解升华

在课堂的讲授过程中，教师有可能借助于实验和理论分析等多种方法进行知识的讲解分析.有一些比较抽象的规律如果能以实验的形式展现出来的话，就可以让学生的理解升华.

案例四 平面镜虚像的成因——把抽象规律变成具体现象.

在平面镜成像这堂课中，通过画成像光路图，可以知道：“反射光线好像都是由像点沿直线发射出来的”.这句话如果只停留在利用理论画图得出的层面，学生只能是记住它并慢慢理解;但如果能设计出一个实验，正好能展示这一现象就把抽象变具体了.如图2所示.

评价：学生亲眼看到反射光确实从像点发出来，反射光线的反向延长线交于像点.这一点会给学生留下深刻印象，让学生对平面镜成像的认识上升到形象认识的层面，对以后的学习也会起到启发作用.

2 演示实验对学生能力的培养

演示实验不仅能激发学生的学习兴趣，引导学生进入学习情境，培养学生的观察能力，更能启发学生思考，让学生学会设计实验，积累到一定程度之后能够对实验有所创新，培养学生的实验创新能力.

2.1 训之有道——培养学生的物理观察能力

观察能力是指准确、迅速、深入、全面地捕捉对象特征的能力，是学生进行科学探究的基础.演示实验最基本的过程就是教师的演示和学生的观察，学生只有做好了观察，才能真正实现演示实验的功能和作用.教师要教会学生观察的方法，训练学生学会观察的方法有：顺序观察法、比较、类比观察法、推理观察法、归纳观察法、想象观察法和质疑观察法.

2.2 静等花开——创新能力的培养需要循序渐进

在实验过程中，教师应安排足够的时间让学生充分观察，耐心等待学生的感知实践.如果急于进行细致的解说，表面上似乎是加速了学生从直觉到感知的过程，实际上是教师的思维代替了学生的观察和思维，将学生从直觉到感知的过程淹没了.学生只有体会到了实验中的细节，才会对以后的创新设计有所启发，设计出一些有个性、甚至是奇妙的实验方法.

培养学生的创新能力是一个长期、持久的艰巨任务，只有教师提出了要求、并根据需要设计演示实验、做好演示实验，将学生的观察、设计、表述能力作为一个重要的任务来抓，才能在不断的实践应用中逐步提高学生的创新能力.

参考文献：

[1] 陶昌宏，秦晓文.实验改变课堂——北京市中学物理教师系列实验研究与展示[J].物理教学，2015，37（02）：26-29+4+81.

[2] 满正军.浅谈中学物理教学中德育的渗透策略[J].课程教育研究，2019（23）：172.

[3] 曾庆国.“新 奇 特”视野下的物理实验教学[J].物理通报，2019（01）：85-87.

[4] 吕景林，乐永康，李爱萍.创新驱动，开启新形势下以学生为主体的物理演示实验教学新模式[J].物理实验，2018，38（S1）：43-46.

[5] 田川.对物理教材上一个演示实验的进一步分析[J].中学物理教学参考，2018，47（17）：31-33.

（收稿日期：2019-11-03）