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淺談初中物理演示實驗的教學(xué)方法與策略
淺談初中物理演示實驗的教學(xué)方法與策略
【摘要】物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實驗則是物理學(xué)的靈魂。任何一個假設(shè)、猜想、結(jié)論、定律，都是通過實驗來證明或在實驗的基礎(chǔ)上加以推理而得的結(jié)果。演示實驗是教師為配合教學(xué)內(nèi)容，在課堂上對學(xué)生所做的表演示范實驗。它的目的是將所要研究的物理現(xiàn)象展現(xiàn)在學(xué)生眼前，從而引導(dǎo)學(xué)生進行觀察，并通過分析思考，總結(jié)歸納獲取新知識。有目的、有計劃地選擇和安排演示實驗，是學(xué)生進行觀察和獲取感性知識的重要源泉，是學(xué)生學(xué)習(xí)和理解物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和綜合能力的重要途徑。成功的演示實驗可以通過刺激學(xué)生的感官，最大限度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，創(chuàng)設(shè)活躍的課堂氣氛，從而獲得良好的教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】 初中物理 演示實驗 教學(xué)方法
一、做好演示實驗，提高課堂教學(xué)效果
1、演示實驗?zāi)茉鰪娭庇^教學(xué)效果。演示實驗在直觀教學(xué)中的效果最好。有實驗材料證明，使人識別儀事物，用語言描述需2.8s，用模型、掛圖需1.5s，直接看實物需0.7s。因此，我們在做好教材安排的演示實驗之外，應(yīng)積極創(chuàng)造條件，有目的地增加演示實驗。
例如，講解重力方向時，可創(chuàng)設(shè)牛頓發(fā)現(xiàn)引力的情景，用繩子提起一個蘋果，然后剪短繩子，觀察蘋果運動的方向。講解大氣壓強時，可以增加用打針筒抽水，針筒口封閉下面可以掛重物，然后針筒口開啟，則重物向下運動。講解火線與零線辨別時，在正確使用測電筆辨別出火線、零線后讓學(xué)生大膽用手觸摸一下“零線”，體驗一下“有電但安全”的認(rèn)識。為走出“100W的燈泡一定比40W的燈泡亮”的生活誤區(qū)，可以增加一個100W燈泡與40W燈泡串聯(lián)的電路實驗來演示。
2、演示實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。“興趣是最好的老師”。演示實驗?zāi)芑钴S學(xué)生的思維，引起學(xué)生的無意注意，減輕疲勞，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從根本上提高課堂教學(xué)效果。例如，演示大氣壓存在讓小試管沿大試管上升的實驗。用一根較細的試管放在一根粗細適當(dāng)?shù)难b滿水的試管內(nèi)，將試管翻過來，口向下，學(xué)生意外地看到：水向下流，小試管不是落下而是上升了。這個現(xiàn)象出乎學(xué)生意料，使課堂氣氛頓時活躍起來，不用教師多講，他們就立即產(chǎn)生強烈的求知欲。
3、演示實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的觀察能力。觀察是意識知覺的高級形式，也是學(xué)習(xí)科學(xué)的最基本方法之一。在初中物理的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力是其中的重要任務(wù)。因此，在課堂教學(xué)中，通過演示實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的觀察能力，使學(xué)生大腦獲取更多的形象信息形成表象，從而促進學(xué)生思維的發(fā)展。有研究表明，人腦中貯存形象信息和語言信息的比例是1000：1。所以成功的演示實驗，能起到千言萬語說不清，一看實驗就分明的作用。
4、演示實驗?zāi)茉鰪妼W(xué)生的記憶能力。記憶力對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的積累起決定作用，演示實驗具有直觀形象、鮮明的特點，它能吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)動機，產(chǎn)生興趣，形成最佳的心理狀態(tài)，有利于知識的記憶。例如，兩邊各用1N的力拉彈簧，彈簧讀數(shù)是多少？學(xué)生往往會回答是2N，若用一根彈簧水平放置通過兩力平衡演示的木板，兩端各掛上1N的鉤碼去演示，讓多數(shù)學(xué)生觀察彈簧秤的示數(shù)，教師并及時加以分析和糾正，相信許多學(xué)生會留下較深刻的印象。
5、演示實驗有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用。初中學(xué)生有較強的表現(xiàn)欲，有些演示實驗讓學(xué)生來完成效果更好。這樣滿足了學(xué)生的好奇心理，又鍛煉了學(xué)生的操作能力，有利于集中學(xué)生的注意力，有利于營造和諧、愉快的課堂氣氛和發(fā)揮學(xué)生的主體作用。
二、演示實驗課的必要操作
1、實驗的可視性好，是取得較好的實驗教學(xué)效果的根本保證。要充分發(fā)揮演示實驗在物理教學(xué)中的作用，必須做到可視性好，看到的現(xiàn)象明顯。教師在演示實驗時，要保證全班學(xué)生都能看清實驗時發(fā)生的現(xiàn)象。為此要做到以下幾點。
�。�1）實驗時用的儀器要大一些，演示桌的高度要適當(dāng)，保證全班學(xué)生都能看清楚；教師在演示時身體不要遮住儀器，或擋住一部分人的視線，儀器之間也不要互相遮擋。
�。�2）演示桌上的儀器布局要合理。主要的儀器或發(fā)生主要現(xiàn)象的儀器應(yīng)放在突出的位置，輔助儀器放在次要位置，不用的儀器放在桌下，以免分散學(xué)生的注意力。如果儀器太小或現(xiàn)象不夠明顯，那么可用實物投影的方法演示放大。
�。�3）實驗時，要處理好對象和背景的關(guān)系，使對象盡量突出。例如，在儀器的關(guān)鍵部位涂上鮮明的顏色；在實驗裝置后面配上適當(dāng)?shù)囊r板，把被觀察的實驗現(xiàn)象襯托出來；在水或其它無色液體中加入適量的染料，以提高其可見度；用煙霧箱來演示光的直線傳播、透鏡成像等實驗，使光路清晰地顯現(xiàn)出來。
2、通過創(chuàng)設(shè)實驗情景，取得較好的實驗教學(xué)效果。創(chuàng)設(shè)實驗情景與實驗教學(xué)效果具有密切的相關(guān)性。教學(xué)實踐證明，一旦學(xué)生被教師設(shè)計的實驗情景所感染，或者說學(xué)生思維進入預(yù)定的情景之中時，便會激發(fā)出強烈的好奇心和求知欲，并急于弄懂這是為什么？實驗教學(xué)就會取得事半功倍的效果。當(dāng)然，我們還可以通過“問題”設(shè)計實驗情景，在演示實驗前后以及過程中，教師要有意識的制造矛盾，提出疑問，引起學(xué)生的主動聯(lián)想，促使學(xué)生的思維從疑問開始，在聯(lián)想和想象中活躍，在獲得正確答案中發(fā)展，最后在具體實驗驗證過程及結(jié)果中得到強化。例如，在浮力教學(xué)中，很多學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗錯誤地認(rèn)為浮力大小與物體的質(zhì)量、密度有關(guān)，跟物體沒入液體中的深度有關(guān)，沉入水底的物體不受浮力等。為了使學(xué)生有正確的認(rèn)識，我們在實驗教學(xué)中可設(shè)計這樣的問題情境實驗：
（1）用彈簧測力計分別掛起同體積的鐵塊和鋁塊，沒入水中，要求學(xué)生觀察彈簧測力計的示數(shù)變化，并提問說明什么？
�。�2）用彈簧測力計掛鐵塊慢慢浸入水中，讓學(xué)生觀察彈簧測力計示數(shù)的變化，待鐵塊全部浸入，再置于不同深度，提問學(xué)生觀察到什么？
（3）換用酒精重做上面的實驗，提問液體密度不同彈簧測力計示數(shù)有什么不同？
總之，創(chuàng)設(shè)實驗情景能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生思維，獲得滿意的實驗教學(xué)效果。
3、注意演示的方法，技巧，取得最佳的實驗教學(xué)效果。例如，課本上的有些演示實驗，如果按照課本簡單重復(fù)，學(xué)生會索然無味。如果教師稍加改變，推陳出新，就往往會起到意想不到的效果。例如，我們在演示同種電荷互相排斥實驗前，先演示這樣一個實驗，將下端散開的塑料捆扎繩，用清潔干燥的手自上而下捋幾次，結(jié)果非但不合攏，反而更散開。通過演示學(xué)生會感到很奇怪，從而激發(fā)他們的求知欲，然后再演示同種電荷互相排斥實驗。這樣，教學(xué)效果就肯定要好得多。在課堂演示實驗教學(xué)中，如果教師用心設(shè)計一些好的演示方法與技巧，演示效果就會大大地加強。
4、除實驗前的準(zhǔn)備和實驗中的操作外，還必須做到在試驗后進行反思和總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生進行反思，對進一步理解實驗、深化實驗、完善實驗有著重要的作用。通過反思可總結(jié)實驗規(guī)律，優(yōu)化實驗方案，創(chuàng)新實驗設(shè)計，揭示實驗本質(zhì)，增強實驗效果。因此，在學(xué)生實驗時，教師應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生進行全方位、多角度反思。同時，教師也應(yīng)對演示實驗的成和敗做反思，以不斷完善演示實驗，提高演示實驗的有效性。
三、做演示實驗時，需要注意的問題
1、要目的明確，忌隨心所欲。為實驗而實驗，沒有目的性或者只做而不作合理分析，只會使學(xué)生浮于實驗過程與表面現(xiàn)象，不知道教師為什么做實驗，不知道實驗演示了什么規(guī)律，更談不上自己去返現(xiàn)和探究規(guī)律了。
2、要明顯直觀，忌模糊不清。即應(yīng)盡可能地利用學(xué)生生活中的物品，來自制簡單易接受的實驗器材，實驗現(xiàn)象應(yīng)盡可能地增加可見度。例如，利用雞蛋做實驗，雞蛋很容易找到，若引導(dǎo)學(xué)生做實驗，既可說明物理道理，又可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。做壓強的實驗，將雞蛋握在手中，使勁握也難以破碎，但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破。這說明，雞蛋握在手中時，受力面積大，壓強��；而在碗邊輕敲時，受力面積小，壓強大。可見，壓力的作用效果不僅跟壓力的大小有關(guān)，還跟受力面積有關(guān)。做大氣壓實驗，將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶內(nèi)，點燃棉花，并讓它燃燒一會兒，然后將一只剝了殼的熟雞蛋（稍大于瓶口）置于瓶口上，熟雞蛋在內(nèi)外壓強差的作用下，被壓入了瓶里。做物理沉浮實驗，將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態(tài)慢慢變成懸浮狀態(tài)，最后沉入杯底。這說明，浸在液體中的物體的上浮和下沉，決定于它所受的浮力和重力的大小關(guān)系。做有關(guān)能量的實驗，拿一個生雞蛋和一個熟雞蛋，用同樣的力度，讓它們同時在桌面上旋轉(zhuǎn)，結(jié)果生雞蛋會先停下來，這是因為生雞蛋內(nèi)蛋液和蛋殼摩擦，會損失雞蛋旋轉(zhuǎn)的能量，所以生雞蛋會先停下來。
3、要安全可靠，忌弄虛作假。課堂上的教學(xué)時間是極其寶貴的，如果教師在演示中出現(xiàn)失誤和差錯，就不僅會貽誤時間，而且會引起對所得結(jié)論的懷疑。因此，教師對演示實驗必須認(rèn)真準(zhǔn)備，確保成功。
但是，演示實驗成功與否有時會受環(huán)境條件的影響，如靜電實驗。因此，即使課前準(zhǔn)備充分，但仍不能保證課堂上一定不會出問題，出了問題怎么辦？一是要鎮(zhèn)定，切忌手忙腳亂。應(yīng)認(rèn)真思考和分析，盡可能地及時找出原因，迅速拍出故障。二是要實事求是，實驗失敗不可簡單地用“儀器不行”來搪塞過去，更不能編造數(shù)據(jù)，弄虛作假，應(yīng)當(dāng)向?qū)W生如實說明實驗失敗的原因，并申明下次再做。這種負責(zé)對的精神和科學(xué)的態(tài)度，將會培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)作風(fēng)，對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生很好的指導(dǎo)作用。
4、要有啟發(fā)性，忌難易不分。演示中的啟發(fā)性，在于以趣激疑。當(dāng)生動對的演示現(xiàn)象處于學(xué)生的意料之外時，已知的矛盾將上升為思維的動力。如演示一道白光經(jīng)過三棱鏡折射后，形成七色彩帶，使學(xué)生感到意外，從而促進思維的發(fā)展。
四、改革演示實驗教學(xué)
�。�1）演示實驗可在學(xué)生“引導(dǎo)”下由教師去做
在做實驗時，不是總是由教師按照自己的思路或按照教科書中的步驟去操作，這樣會很大程度地束縛學(xué)生的思維，同時也抹滅了學(xué)生的一些好的想法和建議，不利于對學(xué)生能力的培養(yǎng)。要多給學(xué)生一些廣闊的思維空間去“引導(dǎo)”教師操作實驗。
例如：在“研究杠桿平衡的實驗”中，教師把杠桿放在鐵架臺上后，學(xué)生自然會想到天平的使用，馬上會說：“調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿水平平衡”，這時教師可指出質(zhì)疑“為什么要使杠桿水平平衡？”，學(xué)生稍加思索會回答“便于讀取力臂”；緊接著學(xué)生根據(jù)日常生活中的平衡知識會準(zhǔn)確地說出左邊什么位置應(yīng)掛幾個鉤碼，右邊什么位置應(yīng)掛幾個鉤碼，教師一一照做；最后學(xué)生根據(jù)自己的思維，得到了合理的實驗結(jié)果，這樣教師在學(xué)生的“引導(dǎo)”下完成了實驗。這種方法對教師而言，可免去口干舌燥對學(xué)生講的體力勞動，又發(fā)揮了學(xué)生的想象力，體現(xiàn)了學(xué)生的潛質(zhì)。同時由于是學(xué)生自己設(shè)計并操作的，因此他們對實驗的過程和結(jié)論會記得更加牢固，也會靈和去運用，起到了事半功倍、一舉兩得的效果。
�。�2）演示實驗可變教師演示為學(xué)生演示
初中學(xué)生都活潑好動，有自己獨特的思維方式和思想，有著強烈的好奇心，對于一些事物只有身臨其境才能滿足。于是他們對于光看教師來做演示實驗，會覺得不過癮，總想上來試一試。這時教師可抓住學(xué)生這一好奇心、求知欲，把一些危害系數(shù)小、操作簡單、現(xiàn)象明顯的演示實驗交給學(xué)生去做。
例如：在“摩擦起電”實驗中，完全可以由學(xué)生獨立完成實驗。首先，學(xué)生通過看書后，自然會用兩根絲綢摩擦過的玻璃棒靠近，結(jié)果是互相排斥。再用兩根毛皮摩擦過的橡膠棒相靠近，結(jié)果仍明顯排斥。然后又用一根絲綢摩擦過的玻璃棒，跟一根毛皮摩擦過的橡膠棒靠近，結(jié)果是相互吸引。由此學(xué)生可以根據(jù)現(xiàn)象得到毛皮摩擦過的所帶的電荷與絲綢摩擦過的玻璃棒不同，以及同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的結(jié)論。
�。�3）變演示實驗為學(xué)生自主探究實驗
為了充分發(fā)揮物理實驗的多種功能和作用，教師要敢于并善于突破教材上規(guī)定的實驗框框，想新點子，找新路子，大膽改革和創(chuàng)新；提倡學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，自主選擇實驗器材；不限定實驗原理，不死搬實驗步驟。這樣就給了學(xué)生充分自主探究的實驗空間。
演示實驗一般可采取如下措施：提出問題，通過實驗建立初步表象；再做實驗，對提出的問題進行探討，找出規(guī)律；應(yīng)用規(guī)律來解釋問題，并用實驗來驗證。這一觀察體現(xiàn)了實踐——理論——實踐的認(rèn)識規(guī)律。當(dāng)然提出的問題要有啟發(fā)性，忌難以回答或過于片面。
總之，做好演示實驗，不僅會提高課堂教學(xué)的效果，而且對學(xué)生今后繼續(xù)深造都有非常重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻
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