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物理演示实验的教学技巧

浏阳第九中学　　　黄宏发

摘要：本文阐述了物理演示实验在教学中的教学技巧和重要作用；说明了演示实验在物理教学过程中实事求是的观点，对发挥演示实验的作用，提高演示效率，促进学生物理学习兴趣的培养，建立正确的学习方法，具有一定的指导作用。
关键词：直观　可靠　重要性　启发性
实验是物理学的基础，是检验物理理论的标准。现行的物理教学大纲将提高学生的能力和素质摆到了非常重要的位置。在学生建立完整的物理概念和导出正确物理规律的课堂教学中，实验是最活跃最具生命力的部分。演示实验是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，也是学生做实验进行科学探究的典范。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。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。
实验的内容选择、构思设计、演示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。要使演示实验真正达到演示目的，必须做到以下几点：
1、 1、  明确目的，具有针对性
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。演示实验是用来配合教学的，应根据不同教学内容和要求，选择实验，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“重力”这一节中的“重心”内容时，我们可以选择的演示实验比较多。如确定“任意形状薄木板重心的位置”，“测定杆状物体的重心”，“检验木轮的重心是否在其圆心上”，“说明物体的中心与它的质量有关”，其目的是“说明重心是物体各部分所受重力合力的作用点。”这一规律。我们利用演示实验都应清楚地显示出演示内容的本质特征。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“力的合力与分解”这一节，我们可以用引导提示法指出我们实验的问题和目的。如“分力的大小与夹角的关系”，为了研究这个问题，我们用“橡皮筋、钩码、刻度尺、细绳”来显示分力的大小与夹角的关系，用“滑轮、弹簧秤、木板、钩码、细绳”等，定量显示分力的大小与夹角的关系，用“细铁丝20cm、羊眼螺丝2个、小木块2块、人字形支架等器材”来演示分力大于合力的情况。整个实验目的明确，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。
演示实验一定要明确目的，达到实验要求。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，培养学生能力，从而掌握规律。为实验而实验，没有目的性，没有针对性，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。
2、 2、  明显直观，注重实验真实性
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：物理过程的变化显著；仪器摆放的位置适当；仪器简单，过程明了；多种感官并用。
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。必要时可以借助摄像、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性，提高观察效果。
仪器摆放的位置适当，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。
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现象，效果就比用复杂的光杆系统装置要好。又如，用旋转电枢（或磁铁）的方法演示电动机的原理就比搬一个真的电动机来做实验更能突出物理原理。
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，从图像获得知识，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，讲加速度时，学生视觉感受到加速度影响速度的变化可能不很明显，可以用多媒体课件来演示。演示时，速度的变化可以用音高变化来表示。使学生听觉、视觉共同作用可能比单纯用视觉更直接。因而对变化率的概念比较容易建立。
演示实验应注重实验的真实性。学生看不到清晰的实验过程和明显地实验结果，搞不清实验所演示的规律、原理，或实验结果不相符，这无助于物理教学。
3、 3、  准备充分，安全可靠
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，不仅会耽误时间，而且会引起对所得结论的怀疑。课前教师必须作好准备，在实验室必须先试验一次，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，静电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—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成败至关重要，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湿度、亮度、温度、天气变化等环境。
课前做好充分的准备，可以提高演示的成功率和效率，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”或“实验教师未准备好”来搪塞过去，更不能编造数据，欺骗学生。应当引导学生一起，共同寻找实验失败的原因。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。
4、 4、  引导学生，发展想象力
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，给学生更多思考的时间与空间，发挥学生的主动性。充分展示学生才是学习的主人。
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，静电植绒实验中，当启动手摇感应起电机时，下极板上的小纸屑不断地飞舞，粘附在涂有胶水的上极板上，形成了美丽的图案。而对这一美妙神气的现象，学生的问题必将油然而生。
运用演示引发的问题，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。演示实验不应成为学生模仿教师的机械手，不应成为教师思维的执行者，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。这样的实验不会给学生留下深刻的印象，并且不能忽视学生由感性到理性的上升过程，以培养学生能力着手，达到实验所需的目的。
总之，演示实验在物理教学中起重要作用。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。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培养起到潜移默化的作用。