论文部分内容阅读
演示实验是由教师在课堂上结合教学内容而操作的、带有表演性和示范性的实验。在物理教学中，演示实验仍然有着无可替代的特殊作用，如何发掘演示实验的教学功能、提高演示实验的教学效益，是物理教学必须研究的重要课题。在此，结合新课改后的教学实践和一些体会，对物理演示实验的教学做些初步的探讨。
一、充分发挥演示实验功能的多样性
教师要切实转变教学观念，不能忽略演示实验的某些教学功能，应充分发挥其整体功能，使演示实验具有最大的教学价值。例如：法拉第电磁感应实验的演示，教学中不能仅仅演示实验、得出结论、获取知识，还要考虑探究技能，体验结论是如何得出来的过程。理解电磁感应产生的条件，明白科学方法，更不可忽视情感、态度和价值观的教育。如：为什么是法拉第发现了电磁感应而不是别人？对比分析其他科学家的方法，讲述法拉第在方法上的成功和一丝不苟地观察和思考的精神；结合法拉第漫长的十年努力，讲述不畏艰辛，百折不挠的科学精神，赞美和感谢他用汗水、心血和生命换来科学的成果，以及电磁感应所具有的划时代的重要意义和价值。整个教学过程中，充分彰显了科学的知识与技能、过程和方法、以及内在的情感、态度、价值观。
二、切实提高演示实验效果的显著性
演示实验要根据教学目标，确定所要针对解决的重点和难点：即突出其主题，仅使与主题相关的实验现象鲜明、层次分明、并使细节回避，排除或减少与研究的问题无关的次要和干扰因素，针对性地突出反映本质的主要因素。为此，要做到以下三点：
1、情景清晰，现象鲜明，形成丰富的、深刻的感性认识
要达到情景清晰、现象鲜明，概括起来，一般有以下几种方法：（1）、放大法：演示的工具要大，或者用光、电等仪器或投影来采集和放大；（2）、衬托法：把不明显的部分显现出来，一般有背景衬托法和染色衬托法，如：观察压强计时，将水染红，仪器背后用画横线的白纸衬托；（3）、空间位置法：目的在让全班看到或扩大可视范围，平面镜、电路板等竖起来，举高或教室内巡回展示等；（4）、静态动态法：有化静为动法和化动为静法两种、还有快镜头式和慢镜头式两种。如：演示反射、折射时，入射角发生变化，学生看到动态变化，易看出规律，效果好。刚发生全反射时定格，加深印象。教学四冲程时，快、慢镜头式交替，慢动作便于观察和分析过程，加快动作便于观察整体的现象。这样效果会更好。（5）、多种感官法：给学生多种感官刺激，如：在研究竖直平面内圆周运动向心力时，线上连一拉线开关，当小球运动到最低点时，听到开关"吧嗒"一声，学生将对向心力最大的位置产生深刻鲜明的印象。
2、层次分明，主题突出，形成清晰的、可靠的理性认识
为了使认识的逐步深入和实验的有序推进相结合，使学生形成鲜明、深刻的印象，往往需要把复杂的问题合理分解，精心设计好演示程序，使层次分明，有效推进思维发展。如：学生很难理解同种液体的压强只与深度有关，而与液体的重力无关，这是因为经验性错误在作怪，因此要有针对性强、鲜明有力的实验来摧毁错误的观念，此时安排演示"帕斯卡破桶"实验，学生震惊之余，形成鲜明的印象。然后，再通过压强计演示实验，正面证实液体的压强确实与深度有关。前后两步，先破后立，层次分明，主题就鲜明突出。
3、回避细节，效果显著，突出相关的、主要的本质问题。
演示实验中的有些问题和现象，会干扰学生对问题本质的探讨，必须排除或淡化。否则，会喧宾夺主，事倍功半。比如：实验室桌面上安装各种电表，那些不必使用的电表会分散学生的注意力，导致干扰。最好一个演示实验用一个示教板，排除不用的电表的干扰。用示波器上波形显示乐音和噪音区别时，淡化示波器的原理和使用方法。
三、努力保证演示实验的可靠性
演示实验必须既尊重事实又安全可靠保成功，不可以为了演示实验表面的"成功"，刻意掩饰实验的真实性。这就要求：1、教师必须课前备实验，进行试做，周密考虑可能发生的情况，确保实验成功 。2、充分掌握实验原理，从而设计和改进实验。如：教科书上小孔成像的实验，效果不是很明显，实验可改为用两张纸，一张上扎一小孔，用日光灯做光源，在另一张纸上成日光灯的像。3、创造实验成功的环境条件。教材上的沸腾实验，对烧杯和里面的水加热，发现水温在95～98摄氏度之间，不加盖无法达到100摄氏度，而且气泡变化不明显。此时，不能以不是纯水，气压不够等搪塞学生，实际是散热太快，改用容积不很大的长颈烧瓶，去掉石棉网，固定各仪器。改进后，沸腾时间短，气泡由小到大明显，水温接近100摄氏度。4、要有实事求是的科学态度，正视误差的存在，不要弄虚作假，对误差作出科学分析，揭示其产生的原因，学生才会觉得真实可信。
四、适当考虑演示实验成本的合理性
在教学效果相同时，还要考虑演示实验的合理的教学成本，包括师生的时间成本、脑力和体力成本、实验的经济成本等。仪器结构简单、操作简易、说理简明等就可以降低教学成本，提高教学效益。又如：在做光的衍射实验时，无设备或者对于正在停电、无法通电的偏远地区，没必要先自发电，或买来昂贵的仪器，可以改进实验，使用手电筒和两支铅笔就可以成功完成此实验。取材便利，操作简单，驱除神秘感，走向生活，成本低，效果同样很好。
实验是物理学的基础，演示实验在中学物理实验中占有很大的比重。明确演示实验的功能，力求以上诸方面的最佳效果，是为了在教学过程中，充分发挥它的整体功能，切实有效地为达到三维教学目标服务，从而提高物理教学的效益。
一、充分发挥演示实验功能的多样性
教师要切实转变教学观念，不能忽略演示实验的某些教学功能，应充分发挥其整体功能，使演示实验具有最大的教学价值。例如：法拉第电磁感应实验的演示，教学中不能仅仅演示实验、得出结论、获取知识，还要考虑探究技能，体验结论是如何得出来的过程。理解电磁感应产生的条件，明白科学方法，更不可忽视情感、态度和价值观的教育。如：为什么是法拉第发现了电磁感应而不是别人？对比分析其他科学家的方法，讲述法拉第在方法上的成功和一丝不苟地观察和思考的精神；结合法拉第漫长的十年努力，讲述不畏艰辛，百折不挠的科学精神，赞美和感谢他用汗水、心血和生命换来科学的成果，以及电磁感应所具有的划时代的重要意义和价值。整个教学过程中，充分彰显了科学的知识与技能、过程和方法、以及内在的情感、态度、价值观。
二、切实提高演示实验效果的显著性
演示实验要根据教学目标，确定所要针对解决的重点和难点：即突出其主题，仅使与主题相关的实验现象鲜明、层次分明、并使细节回避，排除或减少与研究的问题无关的次要和干扰因素，针对性地突出反映本质的主要因素。为此，要做到以下三点：
1、情景清晰，现象鲜明，形成丰富的、深刻的感性认识
要达到情景清晰、现象鲜明，概括起来，一般有以下几种方法：（1）、放大法：演示的工具要大，或者用光、电等仪器或投影来采集和放大；（2）、衬托法：把不明显的部分显现出来，一般有背景衬托法和染色衬托法，如：观察压强计时，将水染红，仪器背后用画横线的白纸衬托；（3）、空间位置法：目的在让全班看到或扩大可视范围，平面镜、电路板等竖起来，举高或教室内巡回展示等；（4）、静态动态法：有化静为动法和化动为静法两种、还有快镜头式和慢镜头式两种。如：演示反射、折射时，入射角发生变化，学生看到动态变化，易看出规律，效果好。刚发生全反射时定格，加深印象。教学四冲程时，快、慢镜头式交替，慢动作便于观察和分析过程，加快动作便于观察整体的现象。这样效果会更好。（5）、多种感官法：给学生多种感官刺激，如：在研究竖直平面内圆周运动向心力时，线上连一拉线开关，当小球运动到最低点时，听到开关"吧嗒"一声，学生将对向心力最大的位置产生深刻鲜明的印象。
2、层次分明，主题突出，形成清晰的、可靠的理性认识
为了使认识的逐步深入和实验的有序推进相结合，使学生形成鲜明、深刻的印象，往往需要把复杂的问题合理分解，精心设计好演示程序，使层次分明，有效推进思维发展。如：学生很难理解同种液体的压强只与深度有关，而与液体的重力无关，这是因为经验性错误在作怪，因此要有针对性强、鲜明有力的实验来摧毁错误的观念，此时安排演示"帕斯卡破桶"实验，学生震惊之余，形成鲜明的印象。然后，再通过压强计演示实验，正面证实液体的压强确实与深度有关。前后两步，先破后立，层次分明，主题就鲜明突出。
3、回避细节，效果显著，突出相关的、主要的本质问题。
演示实验中的有些问题和现象，会干扰学生对问题本质的探讨，必须排除或淡化。否则，会喧宾夺主，事倍功半。比如：实验室桌面上安装各种电表，那些不必使用的电表会分散学生的注意力，导致干扰。最好一个演示实验用一个示教板，排除不用的电表的干扰。用示波器上波形显示乐音和噪音区别时，淡化示波器的原理和使用方法。
三、努力保证演示实验的可靠性
演示实验必须既尊重事实又安全可靠保成功，不可以为了演示实验表面的"成功"，刻意掩饰实验的真实性。这就要求：1、教师必须课前备实验，进行试做，周密考虑可能发生的情况，确保实验成功 。2、充分掌握实验原理，从而设计和改进实验。如：教科书上小孔成像的实验，效果不是很明显，实验可改为用两张纸，一张上扎一小孔，用日光灯做光源，在另一张纸上成日光灯的像。3、创造实验成功的环境条件。教材上的沸腾实验，对烧杯和里面的水加热，发现水温在95～98摄氏度之间，不加盖无法达到100摄氏度，而且气泡变化不明显。此时，不能以不是纯水，气压不够等搪塞学生，实际是散热太快，改用容积不很大的长颈烧瓶，去掉石棉网，固定各仪器。改进后，沸腾时间短，气泡由小到大明显，水温接近100摄氏度。4、要有实事求是的科学态度，正视误差的存在，不要弄虚作假，对误差作出科学分析，揭示其产生的原因，学生才会觉得真实可信。
四、适当考虑演示实验成本的合理性
在教学效果相同时，还要考虑演示实验的合理的教学成本，包括师生的时间成本、脑力和体力成本、实验的经济成本等。仪器结构简单、操作简易、说理简明等就可以降低教学成本，提高教学效益。又如：在做光的衍射实验时，无设备或者对于正在停电、无法通电的偏远地区，没必要先自发电，或买来昂贵的仪器，可以改进实验，使用手电筒和两支铅笔就可以成功完成此实验。取材便利，操作简单，驱除神秘感，走向生活，成本低，效果同样很好。
实验是物理学的基础，演示实验在中学物理实验中占有很大的比重。明确演示实验的功能，力求以上诸方面的最佳效果，是为了在教学过程中，充分发挥它的整体功能，切实有效地为达到三维教学目标服务，从而提高物理教学的效益。