淺談做好課堂教學(xué)中的演示實驗

淺談做好課堂教學(xué)中的演示實驗由于物理學(xué)科的特點是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科， 高中物理教學(xué)模塊中的內(nèi)容很多通過演示實驗來完成， 并且在每年的高考中實驗都是必須考查的內(nèi)容，出現(xiàn)所考查實驗部分學(xué)生得分率低，失誤率也高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因與部分教師在課堂教學(xué)中不重視物理實驗，沒有深刻體會到物理實驗在教學(xué)中不可替代的地位，甚至有的教師潛意識里有一種觀念，實驗?zāi)苷f明的問題我也講得清楚，部分老師課前沒有認真研究和準備好演示實驗， 甚至只講實驗不做實驗。為了更好地發(fā)揮演示實驗在課堂教學(xué)中不可替代的作用，下面就如何能做好演示實驗談?wù)勛约旱囊恍┛捶?。一、做好演示實驗要明確該演示實驗在本節(jié)課堂教學(xué)中的“角色”演示實驗必須服務(wù)于課堂教學(xué)要完成的教學(xué)三維目標， 根據(jù)該節(jié)課堂教學(xué)三維目標對本節(jié)課的實驗進行精心設(shè)計， 使演示實驗服務(wù)于每一個教學(xué)目標，對于學(xué)生感性認識缺乏的內(nèi)容或教學(xué)需要但教材未列入的實驗，我們可以進行必要的演示，讓演示實驗當(dāng)好課程目標這個“主角”的“配角”， 使演示實驗為教學(xué)目標的達成發(fā)揮它應(yīng)有的作用。例如，在做單擺振動規(guī)律的實驗時，演示實驗的選擇和設(shè)計，就必須服從于這些教學(xué)目的。該實驗的目的是為了說明單擺的振動周期與振幅、質(zhì)量無關(guān)，而取決于擺長的結(jié)論，因此設(shè)計如下演示實驗：實驗一：單擺振動周期與振幅的關(guān)系。讓單擺振動，測出周期，改變單擺的偏角（擺幅）重測幾次振動周期，比較每次測得的周期是否相同。實驗二：單擺振動周期與擺球質(zhì)量的取兩個擺長相等，擺球質(zhì)量不同的單擺，固定于鐵架臺上，讓它們同時從某一偏角開始振動，引導(dǎo)學(xué)生觀察它們的周期是否相同。實驗三：單擺振動周期與擺長的關(guān)系。單擺的擺長分別為0.25米和1.00米，然后分別測出它們各自的周期，比較單擺振動周期與擺長的關(guān)系。但是在單擺周期公式中出現(xiàn)重力加速度 g，為了使學(xué)生理解重力加速度 g與單擺振動周期定性的關(guān)系，有必要增加一個演示實驗。實驗四：在單擺的下方放置強磁鐵，由于磁鐵吸引擺球，相當(dāng)于擺球重力G增大了，而擺球質(zhì)量是恒定的，相當(dāng)于重力加速度g增大了，測出有無磁鐵時單擺振動周期進行比較，就可以定性得出等效重力加速度 g變大了，單擺振動周期變小了的結(jié)論。二、做好演示實驗要讓實驗“演出”成功演示實驗在課堂教學(xué)中是用來啟發(fā)學(xué)生思維、形成物理概念、探究出必然物理規(guī)律、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的橋梁，俗話說，百聞不如一見，成功的實驗為學(xué)生展示物理的發(fā)生條件、過程和現(xiàn)象，使學(xué)生對相關(guān)的物理規(guī)律和概念有了初步的感性認識，為形成物理概念、探究出必然物理規(guī)律、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力掃清了思維障礙。如果教師沒有認真準備演示實驗，造成在課堂教學(xué)中“演出”不成功，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降，注意力轉(zhuǎn)移，降低了實驗的可信性和說服力，進一步會影響教師的威信和形象。所以教師在做演示實驗前，要有“備”而來，俗話說”臺上十分鐘，臺下十年功”，雖然對很多演示實驗做好不需要十年功，但教師應(yīng)該在實驗前具備基本的實驗?zāi)芰?，對基本儀器的使用和實驗操作要熟練且能起到示范作用，對一些實驗現(xiàn)象不明顯的實驗儀器可以進行改進，甚至就用身邊的廢舊材料做實驗，成功率也很高，學(xué)生在課下也能做。例如，在準備楞次定律演示器時，為了實驗?zāi)艹晒?，可將金屬圓環(huán)用金屬鋁箔制作代替，不使用表面磁場為幾千高斯的強磁鐵，使用約800高斯左右的條形磁鐵，否則演示楞次定律時會出現(xiàn)異?，F(xiàn)象――表面磁場為幾千高斯的強磁鐵在開口的圓環(huán)中插入和拔出時，儀器也會發(fā)生轉(zhuǎn)動，這樣實驗就達不到應(yīng)有的效果了。在演示實驗中用易拉罐制作開口和閉合金屬環(huán)的楞次定律演示器給學(xué)生演示，感興趣的學(xué)生就可以自己制作儀器，找到合適的磁體在課余時間進行實驗了。三、做好演示實驗要讓演示實驗清晰“上演”由于演示實驗是在課堂教學(xué)中面向全體學(xué)生所做的實驗，在實驗過程中要求學(xué)生能清晰地觀察所發(fā)生的物理過程和現(xiàn)象。由于學(xué)生與物理實驗器具有一定距離，或者實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，或者不同位置學(xué)生觀察角度不同，這些原因都會造成學(xué)生不能清晰地觀察實驗過程和實驗現(xiàn)象，甚至觀察不到實驗過程和實驗現(xiàn)象，這樣就對學(xué)生的物理課程學(xué)習(xí)造成不便或障礙。為了實驗現(xiàn)象明顯，采取的措施有很多，例如，措施一：增加儀器的尺寸，在電學(xué)實驗中涉及電流表和電壓表使用時要選擇儀表盤較大的演示電表，有利于教室后排學(xué)生觀察并進行準確讀數(shù)；措施二：教師要改進儀器或利用現(xiàn)代化教學(xué)手段設(shè)法延長實驗現(xiàn)象的“上演”時間，讓學(xué)生有時間觀察物理發(fā)生過程。對確實不易觀察的現(xiàn)象，教師可以事先用錄像的辦法進行攝制，在教學(xué)時可采用錄像播放時慢放、定格、重放等方法使學(xué)生看清楚。例如，在學(xué)習(xí)探究平拋運動時，將演示實驗視頻慢放或暫停，觀察平拋運動小球與同時等高釋放小球的位置并進行比較，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論就可以采用這種方法。措施三：為了提高可見度要注意儀器放置的位置，使儀器有足夠的高度，運動物體所在的平面應(yīng)與黑板平行，必要時利用演示實驗小桌將演示實驗發(fā)生過程投影到大屏幕上。例如，在演示電路的連接關(guān)系時，儀器擺在桌面上，只有前排很少一部分學(xué)生能觀察到電路連接情況，可以用紙板制作一些帶磁性的紙質(zhì)電學(xué)儀器，將紙質(zhì)電學(xué)儀器板吸附在黑板上，用粉筆充當(dāng)導(dǎo)線連接即可，如果有連接錯誤，只需擦掉連接線重新連接各個紙質(zhì)電學(xué)儀器。措施四：演示儀器簡單，物理現(xiàn)象過程明?t有利于實驗的可見度。其目的在于突出要觀察的物理過程和現(xiàn)象，降低無關(guān)因素的干擾，特別在有關(guān)物理概念教學(xué)的定性實驗中，沒必要選擇復(fù)雜精密的實驗裝置。例如，在演示音叉的振動產(chǎn)生聲波實驗中，音叉的振動可見度不高，只要用一條細線懸吊乒乓球，在音叉振動時與靜止的乒乓球接觸就可以看到音叉將乒乓球不斷地彈開，全部學(xué)生都能看到，不需要搬來一些復(fù)雜精密的實驗裝置。 四、做好演示實驗要處理好激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生理性思維難度的關(guān)系在課堂教學(xué)中教師如果只是演示實驗，沒有引導(dǎo)學(xué)生思考演示實驗的過程和現(xiàn)象中反映的物理問題，學(xué)生就會只是看了個熱鬧，對物理知識和規(guī)律學(xué)習(xí)沒有進一步的收獲， 不利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察實驗?zāi)芰退季S能力，反之，教師在演示實驗時，沒有有目的、分步驟的引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考所發(fā)生的物理現(xiàn)象， 而是提出跨度較大、針對性不強的問題，學(xué)生不能順利進行理性思維，也不能發(fā)揮演示實驗的教學(xué)效果。所以教師在操作的同時可以用適當(dāng)難度問題引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和分析，有時候是先觀察再分析，有時候是先分析再觀察，還有的是邊觀察邊思考和分析，不管是哪一種形式，教師都要將學(xué)生對實驗的有趣現(xiàn)象引導(dǎo)至適當(dāng)難度的有序理性思考當(dāng)中，既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生的觀察實驗?zāi)芰退季S能力。甚至可以將“教師演，學(xué)生看”變成“教師導(dǎo)，學(xué)生演”的方式，在演示的過程中，讓學(xué)生參與、體驗和理解，教師做一些必要的示范和點撥。通過師生合作的方式將演示實驗中的激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和適合學(xué)生理性思維難度協(xié)調(diào)起來，取得最大的實驗教學(xué)效果。五、做好演示實驗要加強實驗的時效性在課堂教學(xué)這個空間和時間中，演示實驗和物理概念、規(guī)律的形成都要完成，而且物理概念、規(guī)律的形成有時是在觀察實驗的基礎(chǔ)上，有時需通過實驗驗證物理理論。但實驗發(fā)生過程在有限時間就結(jié)束了，不能與課堂中的分析和推理過程同步， 需要在分析時將實驗現(xiàn)象再現(xiàn)、延遲、實驗結(jié)果集中等，觀察和思考過程與實驗過程同步，使學(xué)生能順利完成該節(jié)要求的三維教學(xué)目標。例如，在演示伽利略曾做的銅球沿斜面凹槽運動實驗時，如果教師只是一次次釋放銅球，沒有標注銅球位置，學(xué)生看到的只是一次次銅球沿凹槽的重復(fù)運動，演示實驗時效性較差，而教師提示學(xué)生打開節(jié)拍器后采用倒計時，當(dāng)教師計數(shù)到零時釋放小球觀察小球的運動位置，并用彩色小旗標出每次運動某一時刻位置， 重復(fù)實驗且改變運動時間，根據(jù)記錄每次實驗銅球的位置，測量出每次銅球運動的位移進行數(shù)據(jù)分析，從而提高