焦玉增

摘 要：演示實驗的目的是要通過觀察啟發(fā)學生思維，但教學中卻是教師做得多，學生想得少，效果并不理想。要想實現(xiàn)演示實驗對學生思維能力的培養(yǎng)，教師必須通過疑問開啟學生思維，挖掘深層因素，幫助學生克服思維障礙，讓學生的思維能力得到充分發(fā)展。

關鍵詞：演示實驗;物理現(xiàn)象;物理原理;思維能力;思維方法

中圖分類號：G63 ? ? 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1673-9132（2017）05-0192-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.05.121

演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗，它主要是把要研究的物理現(xiàn)象展現(xiàn)在學生眼前，配合教師講授引導學生觀察、思考和討論等方式完成課堂教學任務。演示實驗的最終目的是要通過觀察啟發(fā)學生思維，讓學生認識客觀規(guī)律，發(fā)展能力。但在現(xiàn)實中，演示實驗的教學常常是教師做得多，導得少;學生看得多，想得少。因此，如何通過演示實驗調動學生思維的積極性和主動性，優(yōu)化思維過程，學會思維方法，克服思維障礙，促進學生良好思維品質的形成，使演示實驗真正成為演“思”實驗，成為了每個物理教師必須思考的重要問題。下面筆者結合教學實踐，談談在演示實驗教學中啟發(fā)學生思維的策略。

一、矛盾演示，開啟學生思維器官的鑰匙

疑問、矛盾是思維的啟發(fā)劑，它能有力地調動學生思維的積極性和主動性，是開啟學生思維器官的鑰匙。教師在教學中應特別注意創(chuàng)設一些與學生頭腦中先入為主形成的概念相矛盾的物理情景，誘發(fā)學生產生強烈的認知沖突，調動學生思考問題的積極性。例如，在講“阿基米德原理”時，教師先把一個木塊和一個鐵塊同時放在水中，木塊漂浮，鐵塊下沉。然后問學生：“為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？”學生異口同聲回答：“木塊輕，鐵塊重。”接著，教師再用天平稱出同樣重的木塊和鐵塊放入水中，依然是相同的現(xiàn)象。為什么同樣重的東西，一個會漂在水面上，而另一個會沉到水底呢？學生都想探究其中的原因，對解決這個問題產生了濃厚的興趣。

二、程序演示，為學生架設思維的階梯

發(fā)掘問題，只是思維的起點，而思維的進程，還需依靠演示實驗加以引導。思維活動是有序的，教師要按照學生的認知規(guī)律來設計實驗教學的程序，為學生架設思維的階梯，以誘導學生思維由淺入深，循序漸進。例如，托里拆利實驗是教學的重點和難點，為什么管內水銀柱產生的壓強等于大氣的壓強？為什么管內要用水銀來做實驗？這些問題的提出極易讓學生茫然。針對這種現(xiàn)象，教師在教學中可以設計以下演示程序：1.先演示覆杯實驗建立大氣壓強的概念;2.將裝滿水的杯子和托住水的紙片倒立在水槽中，然后抽出紙片，杯中水仍不下落，說明這時杯中的水仍受大氣壓托住，而大氣壓作用在水面上;3.再換一根一米長的玻璃管灌滿水，用手堵住管口倒立在水槽中，發(fā)現(xiàn)管中水柱仍不下落，說明大氣壓托起了這一米高的水柱。這時，教師可以告訴學生，大氣壓強能托起十米多高的水柱，所以用水柱的高度來測量大氣壓強很不方便。接著再引導學生從影響液體壓強大小的因素來考慮，學生恍然大悟：要用這根一米長的玻璃管來測大氣壓，應換成密度最大的液體——水銀來做實驗。通過架設合適的思維階梯，學生就能拾階而上，順利到達預定目標。

三、比較演示，教會學生思維的方法

俗話說：“授人以魚不如授人以漁?！敝挥凶寣W生真正掌握了科學的思維方法，教師啟發(fā)思維才不是一句空話。一般而言，基本的思維方法有比較、分類、類比、分析、綜合、判斷、推理等，其中比較方法是物理教學中最重要、最基本的思維方法，尤其對一些有關或類同的現(xiàn)象和規(guī)律用演示實驗排列出來進行辨析，能夠更直觀地發(fā)現(xiàn)其中的區(qū)別和聯(lián)系，加深學生對知識的理解。常用的比較形式有兩種。一是同中求異。例如，用一只注射器能吊起約一千克重的砝碼，兩只鉛圓柱體搓壓在一起，也能吊起約一千克重的砝碼，兩個實驗現(xiàn)象相同但本質不同：一個是大氣壓的作用，一個是分子引力作用。二是異中求同。例如，在易拉罐中注入少量水，然后用酒精燈加熱至沸騰，迅速用膠布將開口封死并浸入冷水槽中，可聽見一聲巨響，同時罐被壓扁。這個實驗與利用冷水能使燒瓶中的熱水沸騰實驗相比較，兩實驗現(xiàn)象不同但本質相同：都是使容器內水蒸氣迅速遇冷凝結，導致氣壓減小。

四、深化演示，幫助學生克服思維障礙

仔細分析學生的理解情況就會發(fā)現(xiàn)，演示實驗經常受多種顯性和隱性因素影響，而隱性因素有時起決定作用，學生往往只看到表面現(xiàn)象未抓住問題實質，從而產生一些思維障礙。因此，教師需要針對學生所遇到的困難、所產生的疑問在原來演示的基礎上再深化一步，化隱為顯，突出實驗的本質因素。例如，用冷凝法演示水的低壓沸騰時，不少學生只看見水再次沸騰這個表面現(xiàn)象，并沒有真正理解再沸騰是由于瓶內氣壓降低所致。對此，教師可以把原試驗分兩步進行：第一步，在橡皮塞上插上一個尖嘴噴管，在噴管另一端接上橡皮管，等燒瓶內的水沸騰后，將橡皮塞緊緊插入燒瓶中同時移去酒精燈，等水停止沸騰后再用夾子將橡皮管夾緊，將燒瓶倒置在鐵架臺上，在燒瓶下方放置盛水的容器（可在水中滴入幾滴紅墨水），用冷水澆燒瓶底可看到水再沸騰;第二步，把橡皮管末端放入盛水的容器中打開夾子，就可看見一股紅色噴泉在燒瓶中產生，這說明瓶內氣壓已小于外界大氣壓。這樣的深化演示，能夠幫助學生克服思維障礙，使學生對低壓沸騰深信不疑。

五、變式演示，培養(yǎng)學生良好的思維品質

培養(yǎng)良好的思維品質是培養(yǎng)和發(fā)展學生思維能力的主要途徑，也是發(fā)展學生智能的突破口。因此，在演示實驗教學中，教師要有針對性地運用變式，使學生思維的廣闊性、深刻性、獨創(chuàng)性、批判性、靈活性等品質得以培養(yǎng)。例如，演示托里拆利實驗后可繼續(xù)演示：將托里拆利管傾斜觀察水銀柱的高度、長度如何變化;換用粗管來演示，結果又將如何？通過這些實驗的演示就會使學生認識到托里拆利實驗所表現(xiàn)的大氣壓的數(shù)值僅取決于管中水銀柱的高度差這一本質特征，引導學生全面地看問題，認清事物本質，培養(yǎng)思維的廣闊性。

總之，演示實驗教學不僅是給學生提供生動鮮明的物理情景，更重要的是通過實驗啟發(fā)學生思維，培養(yǎng)思維能力。作為物理教師，要在教學中給學生一片廣闊的天地，讓他們的思維能力在課堂學習中得到充分的發(fā)展。