李海彬

摘 要： 物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是增加學(xué)生體驗(yàn)的一種有效方式，可以使學(xué)生獲得比較充分的學(xué)習(xí)資料，夯實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中作用重大，它通過(guò)形象直觀的特點(diǎn)及啟發(fā)特點(diǎn)把學(xué)生的思想認(rèn)識(shí)提高到一個(gè)新的高度，讓學(xué)生積極主動(dòng)地尋找寶藏。演示實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維能力、創(chuàng)新能力的重要手段，是完成教學(xué)活動(dòng)必不可少的環(huán)節(jié)，因此演示實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中占有重要位置。

關(guān)鍵詞： 高中物理 演示實(shí)驗(yàn) 學(xué)習(xí)興趣 物理思維能力

中學(xué)物理教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)是通過(guò)具體的物理現(xiàn)象的展示將抽象的理論形象化，幫助學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，增加感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣和物理思維能力的重要教學(xué)手段。演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)劣直接影響教學(xué)效果的強(qiáng)弱。我結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐談?wù)勓菔緦?shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。

一、演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有直觀性

演示實(shí)驗(yàn)是教師在講臺(tái)附近進(jìn)行操作的具有示范和指導(dǎo)意義的實(shí)驗(yàn)，所用器材可見(jiàn)度高，便于學(xué)生觀察儀器的外形、構(gòu)造特點(diǎn)及儀表的刻度，布局也一目了然，使學(xué)生觀察后能留下深刻印象。比如，魯科版必修一中第四章第二節(jié)為了研究微小形變，我設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

1.觀察桌面的微小形變

用激光器射出的一束激光經(jīng)平面鏡反射后在天花板上形成一個(gè)光點(diǎn)，當(dāng)用手壓桌面時(shí)，并不需要多大的力就能看到光點(diǎn)明顯移動(dòng)，這說(shuō)明手壓桌面使桌面發(fā)生了形變。

2.觀察玻璃瓶的微小形變

在扁平玻璃瓶中裝滿水，瓶口用中間插有細(xì)管的軟木塞塞上。使軟木塞塞緊瓶口，瓶?jī)?nèi)的水就上升到玻璃管中，在瓶子不同部位擠壓瓶身，可以看到玻璃管中水位呈上升或下降，這說(shuō)明玻璃瓶發(fā)生了形變。

通過(guò)以上兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)把微小形變這一枯燥無(wú)味理論性較強(qiáng)的知識(shí)變得形象直觀了，學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。

二、演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有趣味性

演示實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單方便、生動(dòng)、形象、真實(shí)、可靠，極富有趣性和探索性，尤其對(duì)學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，極易喚起他們的直接興趣。比如，魯科版必修一中第四章第一節(jié)研究物體的重心位置，我設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：用厚紙或薄卡片做兩個(gè)相同的圓錐體，用膠水或膠紙把它們對(duì)接在一起。然后，把一本大書(shū)和一本小書(shū)相隔一定距離，書(shū)脊朝上放在桌上，在書(shū)上架兩根筷子做軌道，讓筷子在高的一端比稍低的一段略為撇開(kāi)些。把圓錐體放在較低端的軌道上，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)圓錐體向上滾動(dòng)。反常的實(shí)驗(yàn)出乎學(xué)生意料，使他們興趣盎然，很容易喚起他們的好奇心，激發(fā)他們的求知欲望。

在第六章第一節(jié)中的關(guān)于慣性，可以設(shè)計(jì)如下演示實(shí)驗(yàn)：把一本較厚重的書(shū)用細(xì)繩扎一圈，然后將細(xì)繩的一端懸掛起來(lái)，另一端用手牽著。先迅速用力將細(xì)繩一拽，可以發(fā)現(xiàn)細(xì)繩下端斷開(kāi)；再來(lái)一次，但注意拉力逐漸加大，直到細(xì)繩斷開(kāi)，可以發(fā)現(xiàn)是細(xì)繩的上端斷開(kāi)，兩次拉斷細(xì)繩的結(jié)果不同，很容易喚起他們的好奇心，激發(fā)他們的求知欲望。這樣學(xué)生會(huì)帶著一種急于找到答案的心情聽(tīng)課，比開(kāi)門(mén)見(jiàn)山的講授更能引起學(xué)生的有意注意，從而為教學(xué)服務(wù)。

三、演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有啟發(fā)性

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可能對(duì)某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解起來(lái)較費(fèi)力，此時(shí)可安排一些啟發(fā)性小實(shí)驗(yàn)。比如在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，要讓學(xué)生理解無(wú)論是重的物體還是輕的物體在真空中從相同的高度下落時(shí)間相同很難，相反地可能會(huì)根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)得出錯(cuò)誤結(jié)論。根據(jù)這一現(xiàn)象，我們可以設(shè)計(jì)用牛頓管演示實(shí)驗(yàn)，將小紙片和硬幣放進(jìn)玻璃管，當(dāng)玻璃管內(nèi)有空氣時(shí)，把玻璃管倒立過(guò)來(lái)，觀察到硬幣先到達(dá)玻璃管底。在抽去玻璃管內(nèi)的部分空氣，再將玻璃管倒立過(guò)來(lái)，發(fā)現(xiàn)紙片和硬幣下落高度差減小了。繼續(xù)抽取玻璃管內(nèi)的空氣，使其逐漸接近真空，發(fā)現(xiàn)紙片和硬幣基本同時(shí)到達(dá)底端。演示實(shí)驗(yàn)通過(guò)提供豐富的感性材料，變抽象為形象，通過(guò)觀察啟發(fā)思維，使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣。

四、演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有驚險(xiǎn)性

學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)不但可以由內(nèi)驅(qū)力激發(fā)，而且可以由外在的刺激誘因引起，“驚險(xiǎn)”而引人入勝的演示實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生而言就是強(qiáng)烈刺激的正誘因，能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，集中注意力，增強(qiáng)記憶效果。這里的驚險(xiǎn)是有驚無(wú)險(xiǎn)，不能出現(xiàn)任何意外。力學(xué)里常用的是雞蛋。例如演示慣性現(xiàn)象時(shí)，取一杯子，裝半杯水，用硬片蓋好，上面放一雞蛋，用力迅速?gòu)棾黾埰?，雞蛋卻落入水中。在研究沖量定理時(shí)，用力將雞蛋扔向四人抻起的床單上而雞蛋不碎。在熱學(xué)中，常用醋，將醋燒開(kāi)沸騰后將手放入沸騰的鍋內(nèi)而手卻毫無(wú)損傷。在電學(xué)里，站在干木凳上用手觸摸火線卻安然無(wú)恙。學(xué)生在唏噓之后深刻領(lǐng)悟到物理的博大精深。

五、演示實(shí)驗(yàn)具有替代性

實(shí)驗(yàn)中有些有毒的實(shí)驗(yàn)不能做，因此需要想辦法代替。在托里拆利實(shí)驗(yàn)中要用到汞，由于汞有毒，大綱中對(duì)此實(shí)驗(yàn)已不做要求，我們可以用水代替，玻璃管可以用塑料管代替。對(duì)于液化實(shí)驗(yàn)中要用到乙醚，乙醚也是有毒的且易揮發(fā)，這時(shí)我們可以用丁烷氣體代替。比如魯科版3-5第一章第二節(jié)動(dòng)量守恒定律，研究船靜止在水面上，人從船頭走到船尾，可用光滑板架在光滑圓柱形筆上替代船靜止在水面上，用小車由靜止運(yùn)動(dòng)替代人從船尾走到船頭。用“水火箭”的發(fā)射替代火箭的發(fā)射。先在一個(gè)塑料可樂(lè)瓶中裝進(jìn)大半瓶水，然后在可樂(lè)瓶瓶蓋中心打一小孔，再找一個(gè)大小適合的橡皮塞，在其中央打一小孔，并裝上自行車的氣門(mén)芯。將橡皮塞用力塞入塑料可樂(lè)瓶的瓶口，把中間打孔的瓶蓋旋緊，讓氣門(mén)芯露在外面。剪下另一個(gè)可樂(lè)瓶的瓶口部分，用膠布粘在前一個(gè)可樂(lè)瓶的瓶底，做成火箭頭，在靠近尾部的地方裝上定向尾翼，“水火箭”就做好了。把“水火箭”倒立，放在鐵架臺(tái)的鐵圈上，用打氣筒通過(guò)氣門(mén)芯向可樂(lè)瓶?jī)?nèi)打氣，使瓶?jī)?nèi)空氣達(dá)到一定壓強(qiáng)，緩慢旋開(kāi)瓶蓋，水將橡皮塞沖開(kāi)并向下高速噴出，由于反沖作用，“水火箭”沖向天空。

六、演示材料具有廣泛性

我們手頭的鋼筆、鉛筆、文具盒、小刀、橡皮、飲料瓶、硬幣、眼鏡、氣球等都可以充當(dāng)實(shí)驗(yàn)材料演示物理規(guī)律。以水杯為例，水杯配合其他物體可做多個(gè)實(shí)驗(yàn)：可做覆杯實(shí)驗(yàn)、慣性實(shí)驗(yàn)、滾動(dòng)摩擦、滑動(dòng)摩擦實(shí)驗(yàn)、內(nèi)部盛水后可用作放大鏡、內(nèi)部盛水后插入一支筆可作折射實(shí)驗(yàn)、內(nèi)部盛水后敲擊它發(fā)聲，可觀察到水的振動(dòng)，從而研究聲現(xiàn)象，等等。

演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有不可替代的作用。尤其在當(dāng)今素質(zhì)教育的大背景下，在物理教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能起到不可估量的作用。教師只有明確了演示實(shí)驗(yàn)的重要性，掌握了正確的方法，才能使學(xué)生的觀察和思維活動(dòng)緊密結(jié)合，用觀察促進(jìn)思維活動(dòng)的展開(kāi)，又用思維指導(dǎo)觀察活動(dòng)的進(jìn)行，逐步掌握物理概念和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和思維能力，才能使物理教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。此外，教師對(duì)待演示實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度也會(huì)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)起到潛移默化的作用。