高中物理演示实验教学要求与指导
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作者: 王树俊
摘要： 物理学是一门以实验为基础的自然科学，在物理教学中实验教学显得特别重要，本文从两个方面阐明了演示实验的教学，使读者明确在演示实验教学中教师该怎么做。
关键词： 物理教学 演示实验 观察能力
物理实验是在人为控制的条件下，运用仪器、设备，使物理现象再现，有目的地进行观测研究的一种方法。实验是物理学的基础，是检验物理学理论的唯一标准。在物理教学中运用实验的目的就在于给学生学习物理创造一个基本的环境，使学生主动获取物理知识，发展能力，促进其科学世界观的形成。演示实验在中学物理实验中占有很大的比重，它是教师施展教学艺术的一种独特的手段，它能够化枯燥为生动，化抽象为具体。
一、演示实验教学的基本要求
1.要有明确的目的。演示实验运用于课堂教学的不同环节，有不同的目的，也就有不同的要求。有无必要演示，选择什么样的演示，怎样演示，都必须从具体的目的出发。如我们在学习平抛和斜抛的内容时，可选择的演示实验很多，在课堂上抛出一个粉笔头就是一个简单的演示，还可以用闪光照相等。在运用演示引入课题或巩固所学的知识时，教师应力图增加实验的趣味性，以更好地调动学生的思维积极性。
2.演示实验要明显直观。可以说演示实验的一切功能都离不开观察。因此演示实验的直观是最起码的要求。一人演示一群学生在观察，所以现象要明显，能否使每个学生看到演示的现象是实验能否成功的关键。为使现象明显，仪器的尺寸要足够大，仪表的刻度线要适当加粗，声、光及观察物体与背景的对比要强，过程的变化要显著，必要时可借助投影、机械放大、放大电路等手段增强现象的效果。仪器要简单，过程要明了，它的目的在于突出要观察的物理现象和过程，降低无关因素的干扰。如用椭圆形墨水瓶演示微小形变的现象，用复杂的光杠杆系统装置比较好。在演示实验中要让学生的视听感官并用，心理学告诉我们只靠听觉一般只能记住内容的百分之十五左右，只靠视觉只能记住内容的百分之二十五左右，如果两者结合起来可记住内容的百分之六十五。因此，调动学生的不同感官的共同作用效果好于单一感官。如在沿着斜面滚下的小车后面拖着一条磁带，磁带上录有一段不变的音乐，把录音机的磁头用导线接出来，当小车沿着斜面向下运动时，小车拖着磁带运动，使录音机发声，这样就可以让学生用视觉观察到速度的变化，并由听觉感受到速度的变化就是加速度的变化。
3.要安全可靠。课堂时间是很宝贵的，如果教师在演示中出现失误或差错，不仅会浪费时间，而且会引起学生对所得结论的怀疑，因此教师在课堂上的演示实验要确保成功。这就必须要做好充分的准备工作，确保安全，并正确对待演示中的失误，不弄虚作假。
4.演示实验要有启发性。演示实验能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象，它的目的是通过观察启发思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。这就要求在设计实验时要在启发性上下功夫。
二、演示实验教学中的观察指导
在演示方案确定后，要想达到演示的目的，关键在于对学生的观察进行指导。同时，对演示观察的指导是培养学生观察能力的一个重要途径。因此，在演示教学中要十分重视观察的指导，一方面演示本身应能吸引学生的观察注意，另一方面教师在演示中要及时指导，教给学生观察的方法。
1.明确观察目的，做好观察的思想准备。教师在演示前一定要让学生明确为什么要做这个实验，以及打算怎样进行，出示仪器时要有所介绍。如在自感现象的教学中，观察接通电路的自感现象，必须让学生带着“如果线圈自身的电流发生变化，那么线圈自身是否也会产生感生电动势”的问题，认清演示电路的特点，把观察的注意力集中到接通电路的瞬间所发生的现象上。我们做过调查，对于演示实验，事先告诉学生观察的目的与不告知学生的学习效果是有很大的差别的。
2.突出观察的重点，排除无关因素的干扰。还举自感的例子，通常教材中会介绍断路时自感现象的电路装置，常选用一只灯泡与电感线圈并联的电路，设想按这一装置进行演示时，学生会看到开关断开后灯泡并不立即熄灭。但由于时间常数L/R太小，这种延时现象无法看到。而灯泡突然一闪的现象却十分明显，它给学生建立自感的概念带来了困难。如果在开始演示时只给出一个简单的电感线圈、灯泡、开关与电源的串联电路，提出“在断开开关的瞬间线圈中是否有感生电动势产生”的问题，与学生共同设计实验电路来验证感生电动势的存在。一种简单的方案就是观察开关拉断时闸刀与闸刀座之间的火花放电现象证明感生电动势的存在；另一种方案就是将示波器或者高内阻的电压表并联在自感线圈两端，观察其电压的变化；第三种方案就是将一只氖泡并联在线圈两端，开关接通时氖泡不导通，其电阻为无穷大，可视为它对电路没有影响，切断开关时线圈中的电流迅速减小，原来串联的灯泡熄灭，而并联在线圈两端的氖泡发光了，它的发光电压要比电源电压要高许多，由此说明感生电动势的存在。这个实验还可以在今后的教学中说明日光灯的发光原理。
3.从局部到整体，再从整体到局部，培养观察思路。我们应当利用演示实验培养学生正确的观察思路。如我们常用“圆锥上滚”的实验来训练学生的观察力。把倾斜的轨道展示在学生面前，倾斜轨道的表面特征给学生造成假象，把双面旋转体放在轨道的中部，学生几乎毫无例外地预感到旋转体将沿着斜面滚下，然而见到的却是意料之外的现象。学生在渴望得到解答之际，从各个方面对仪器进行观察，注意圆锥体与轨道之间的联系，最终发现圆锥体在轨道低端的重心位置最高。于是学生在恍然大悟中获得了观察方法的启示。
4.纵、横对比，把握事物的特征。在演示实验中，要引导学生善于察觉条件的差异及产生结果差异的联系，通常可用纵向对比、横向对比、正反对比的方法。如用验电器和铝板来演示光电效应的现象，实验过程中，把用砂纸打磨的铝板插在验电器的导杆上，给铝板带上负电荷，可以看见验电器指针张开，用紫外线照射铝板，验电器的指针即迅速闭合；再给铝板带上正电荷，同样用紫外线照射铝板，验电器的指针不再闭合；再用白炽灯作光源，照射铝板，不见指针张角有何变化。从上述过程可以看出，这样的演示是一个逻辑性很强的纵向对比过程，为了认清事物的本质，在教学中常要用到横向对比和正反对比等。
总之，教师在演示实验教学中，一定要注意使学生的观察和思维活动紧密结合起来，用观察促进思维活动的展开，并用思维指导观察活动的进行，使学生逐步认识物理概念、规律，逐步发展观察和思维能力。
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