谈物理演示实验中的“五要五忌”

谈物理演示实验中的“五要五忌”四川省宜宾市南溪县大坪中学校 钟世凯摘要：本文阐述了物理演示实验在教学过程中的应注意的几点，对发挥实验的作用，提 高效率，促进学生物理学习兴趣的培养，建立正确的学习方法等有一定的指导作用。关键词：明确直观可靠启发性实验是物理学的基础，物理学就是从实验中产生的。中学物理教学，必须以实验为基础， 在课堂教学中要多做演示实验，多安排学生实验，教师要给学生创设良好的实验环境，让学 生有目的地进行观察、测量，获取知识，发展能力，养成善于观察、勤于动手的好习惯。实 验是最活跃最具生命力的部分，它包括教师演示实验和学生实验。演示实验是指为配合教学 内容由教师操作表演示范的实验，是深受学生欢迎的实验形式，是教师施展教学艺术的独特 方法。它能化抽象为具体，化枯燥为生动，把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前。能 引导学生观察，并进行思考，配合讲授使学生认识物理概念和规律，达到“事半功倍”的效 果。学生实验室教师在教学过程中要求学生必须掌握的实验，它要求学生在掌握实验的各种 知识的同时自己动手操作，这也是深受学生欢迎的形式。它在很大的程度上能够调动学生学 习的积极性，让学生动手参与，这样既让学生对已有的知识进行了一次很好的巩固和加强， 有培养学生喜好动手的习惯和严谨的科学实验态度。我们教师在物理教育教学过程中一定要 重视物理实验的重要性。实验的内容选择、构思设计、实验过程等对学生掌握知识、培养能力和学习科学方法有 重要意义。要使实验真正达到目的，必须做到以下几点：一、实验要目的明确，忌随心所欲物理教学中，演示实验是新课导入的重要方法之一。实验具有生动、直观、新奇的特点， 容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性，就能创造出生动 的情景，使学生思维活跃。实验是用来配合教学的，应根据不同教学内容和要求，选择用合 适的实验，合理地进行实验，以便让学生清楚地认清物理概念和规律。例如，在讲授“声音的产生与传播”这一节的内容时，我们可以选择的演示实验比较多。 除书上的实验外，还有如用手敲桌子、播放磁带让喇叭振动、拨动直尺发声等。其目的就是 让学生认识“发声体在振动”这一规律。我们利用演示实验都应清楚地显示出实验内容的本 质特征。当然实验时要增强实验的趣味性，更好地调动学生的思维积极性。再比如，讲“摩擦力”这一节，我们可以用引导提示法指出我们要实验的问题和目的。 如“摩擦力的大小与哪些因素有关系呢？”，为了研究这个问题，我们用弹簧测力计匀速拉 动木块，使木块在桌面上作匀速直线运动，这时绳子对木块的拉力就等于木块与桌面间的摩 擦力。然后在木块上加一个重物，增大木块与桌面间的压力，这时发现，必须使拉力增大， 木块才能做匀速运动。可见增大木块与桌面之间的压力，木块与桌面之间的摩擦力也增大。 学生就很自然地得出“两个物体间的摩擦力f的大小跟这两个物体之间的压力N大小有关” 的结论，即表面积受到的压力越大，摩擦力就越大。然后进一步通过使用不同粗糙程度的木 板得出摩擦因素与两接触物体的材料和它们接触面的粗糙程度有关，即接触面越粗糙，摩擦 力越大。整个实验目的性明确，环环紧扣，步步深入，学生必定会有很强的感性认识，很清 楚的认知思路，从而轻松地掌握这节的内容。实验切忌毫无目的，随心所欲。演示实验的最终目的是为教学服务的，为的是在实验中 发现规律，理解规律，从而掌握规律。为实验而实验，没有目的性，只会使学生浮于实验过 程与表面现象，不知道老师为什么做实验，不知道实验演示了什么规律，更谈不上自己去发 现与探讨规律了。对老师而言，这样的实验是“吃力不讨好”的事。二、实验要操作规范，忌糊里糊涂实验操作步骤和操作动作要规范、正确，这不仅关系到实验能否成功和实验的效果，而 且对学生进行实验能起到示范的作用。有的实验必须要有规范的操作，否则就会有意想不到 的事情的发生，我们要有严谨的科学态度进行治学。让学生也学习到严谨的科学态度，做事 不能糊里糊涂。这就要求我们在做演示实验之前，要对该实验做一个非常充分的准备，了解 试验的原理过程，掌握过程中可能出现的各种可能并作出及时地解决，以确保演示实验的成 功。例如：在“探究串、并联电路电压的规律”中，我们在做演示实验之前就必须做好充分 的准备，因为在测串联电路总电压时，如果使用干电池做电源，可能得出来的总电压就与各 部分电压加起来有出入，这是因为干电池它有内阻，有条件的学校在本节的演示实验中最好 采用学生电源，如果没有或不方便也应尽可能的使用新的干电池，越新的干电池它的内阻就 越小。出现了与实验本身的不一致的结果，应及时地给学生做一定的解释，就如这里的两节 干电池的电压值只有2伏多而不是3伏，可能会造成学生的一些疑惑，这里就不能含糊其辞， 有必要让学生知道，拓展一下知识。对于我们的每一个实验都要用严谨的科学态度进行对待，特别是我们关于电学的一些实 验，只有规范的实验操作才能得出正确的实验结果。实验要操作规范，忌糊里糊涂。实验的除了在其过程中教给学生知识，也同时教会学生 实验的规范，严谨的科学态度。在做实验的时候教师一定要正确地对待。三、实验要明显直观，忌模糊不清可以说演示实验的一切功能都不能离开观察，观察者只能在演示者所给现象的基础上进 行观察。因此，演示实验的直观是最起码的要求，教师在设计演示实验时应注意以下几点：首先，物理过程的变化要显著。为了使现象明显，仪器的尺寸要比较大，尤其是观察部 分的尺寸要大、刻度线条要粗，要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度虽有 所降低，但可以用感受效果来弥补。必要时可以借助投影、机械放大等手段增强现象的明显 性，提高观察效果。另外，仪器摆放的位置，被观察主体与背景的色调对比等也会影响观察 的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生烟、衬托背景、照明等方法来增强观察效 果。其次，仪器简单，过程明了。演示之所以要直观，就是为了能从实验中直接观察到物理 过程，认识物理现象的本质，而不需要过多地拐弯抹角，受其它无关因素的干扰。特别是一 些为建立、巩固物理概念的定性演示中，没有必要选择精密复杂的实验装置。例如，我们用 椭圆墨水瓶演示微小形变现象，效果就比用复杂的光杆系统装置要好。又如，用一个小棒将 两个环形磁体穿起的方法演示磁极间的相互作用规律就比书上用两个条形磁体做的演示要 方便且直观的多。第三，要多种感官并用。有资料表明“在接受知识方面，单靠听觉一般只能记住15%左 右；单靠视觉，从图象获得知识，只能记住45%左右；如果两者结合起来，可记住65%”。 因此，调动学生各部分感官的协调并用，比单一渠道要好。我们应该考虑学生的各种感官对 信息的分辨能力，以强化有效刺激，促进学生对新知识、新规律的理解。例如，讲“声的利 用”时，教师如果就照书上的叙述进行讲解，学生可能听起来就有些是懂非懂的感觉，这是 教师可以利用多媒体将书上的声呐系统的工作原理和蝙蝠的回声定位用动画演示出来，这样 就使本来无声的静止的变活了，而且能让每个学生都能清晰地看到演示的整个过程。既增强 了学生学习的积极性、学习的趣味性，也增加了学生学习知识的有效率。演示实验切忌模糊不清。学生看不到清晰的实验过程和明显的实验结果，搞不清实验所 演示的规律、原理，无助于物理教学。与其浪费时间，不如不做。四、实验要安全可靠，忌弄虚作假课堂上的教学时间是极其宝贵的，如果教师在演示中出现失误和差错，不仅会殆误时间， 而且会引起对所得结论的怀疑。因此，教师在课堂上的演示实验必须确保成功。成功的演示是由多方面的因素决定的。首要条件是掌握实验原理，它是设计和改进实验 的依据。只有掌握了原理，才能准确的抓住关键，成功的进行演示。例如，用验电器检验物 体是否带电的实验我们一般认为比较难做，其实关键在于静电电压高而电量少。因其电压高， 通常所说的绝缘体在高压下变成了导电体；因其电量少，电荷容易漏。从原理上进行分析， 我们就可以找到改进静电演示实验的关键一解决绝缘问题。只要对仪器进行简单的改进就行 了。其次，要注意环境条件。有些实验的成败与环境等外界条件很有关系。例如，空气的湿 度对静电实验很有影响，某些电学实验跟电源电压的稳定性有关。因此，教师在课前要选择 好所需的仪器和材料，仔细地进行检查，熟悉仪器的使用性能，了解实验的精确程度，估计 实验时间，观察教室里即将演示的环境等。课前做好充分的准备，可以提高演示的成功率，但不能保证课堂上一定不出问题。出了 问题怎么办？ 一是要镇定，切忌手忙脚乱，应认真思考和分析，尽可能及时找出原因，迅速 排除故障；二是要实事求是，实验失败不可简单地用“仪器不行”来搪塞过去，更不能编造 数据，弄虚作假。应当向学生如实说明实验失败的原因，申明下次再做。这种负责的精神和 科学的态度，必将培养学生实事求是的科学作风，对学生产生良好的影响。五、实验要有启发性，忌难易不分演示实验能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象。但它的最终目的是要通过观察启发 思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。因此，在设计和编制演示程序时， 必须在启发性上下功夫。演示中的启发性，首先在于以趣激疑。当生动的演示现象出乎学生的意料之外时，认知 的矛盾将上升为思维的动力。例如，压强的实验中，当我们用以锥形漏斗倒立向乒乓球吹气 时，原本应该下落的乒乓球却紧紧的贴着锥形口，形成了这一奇妙的想象。而对这一美妙神 气的现象，学生的问题必将油然而生。又如，在磁现象的实验中，我们用一根从中间折断的 条形磁体，用其中一段地折断处去吸起一些铁钉，再用另一段的折断处去与刚才那段的折断 处合拢，我们发现原来被吸起的铁钉一一的掉落下来。学生们就会想为什么呢？运用演示引发问题，只是启发思维的起点，虽然它是学生开展积极思维的突破口，但要 推进思维的展开，仍需有教师不断的引导。例如，为什么会有这种现象？怎样才能产生？怎 样才能做得更好？在学生不断的探讨、思索中，逐步掌握物理知识，了解物理规律，这 样的实验就成为了推进思维的向导。演示实验一般情况可采用这样的几步：提出问题，通过实验建立初步表象；再做实验， 又提出问题进行探讨，找出规律；应用规律来说明问题，并用实验来验证。这一过程体现了 实践理论实践的认知规律。演示实验切忌难易不分，草草了事。有些新教师做实验， 常常以能显示实验现象为满足，急急表演，匆匆收场。这样的实验必不能给学生留下深刻的 印象，而且忽视了学生由感性到理性的上升过程，忽视了学生能力的培养，不可能达到实验 所需的目的。总之，演示实验在物理教学中有不可替代的作用。教师只有明确了演示实验的重要性， 掌握了正确的方法，才能使学生的观察和思维活动紧密地结合起来，用观察促进思维活动的 展开，又用思维指导观察活动的进行，逐步掌握物理概念和规律，发展观察和思维能力，才 能使我们的物理教学达到“事半功倍”的效果。此外，教师对待演示实验的严谨作风和科学 态度也会对学生的实验素养起到潜移默化的作用。参考文献：1 阎金铎、王志军等.中学物理教材教法.北京师范大学出版社.19982 阎金铎、田世昆.中学物理教学概论.高等教育出版社.19913 黎昌金、韩景春等.物理教学技能训练.银河出版社.2002