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搞好物理演示实验的几点思考

2009-03-23刘秀芳

中国教育技术装备 2009年5期
关键词:物理现象物理量规律

刘秀芳

演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验。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;能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。

要明确目的,彰显规律

演示实验是用来配合教学的,应根据不同的教学内容和要求,选择用合适的实验,合理地进行实验,以便让学生清楚地认清物理概念和规律。因此,题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探索什么规律等要明确。实验目的明确后,应用所学知识,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系。对于测量型实验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型实验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探索型实验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的。

如在讲授“平抛运动”这一节的内容时,可以选择的演示实验比较多,如抛出的粉笔头、桌上滚落的玻璃球、水流的喷射、平抛运动演示仪、闪光照相等。其目的就是让学生认识“平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成”这一规律。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。

演示实验切忌为实验而实验,没有目的性。这样只会使学生浮于实验过程与表面现象,不知道教师为什么做实验,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。

要清晰直观,突出过程

可以说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以下几点。

物理过程的变化要显著为了使现象明显,仪器的尺寸要比较大,尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗,要使教室内最远的学生也能看清。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。必要时可以借助投影、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。另外,仪器摆放的位置,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,受其他无关因素的干扰。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。如用椭圆墨水瓶演示微小形变现象,效果就比用复杂的光杆系统装置要好;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。

要多种感官并用如在讲加速度时,学生视觉感受到加速度影响速度的变化可能不很明显,这时教师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。

演示实验切忌模糊不清学生看不到清晰的实验过程和明显的实验结果,搞不清实验所演示的规律、原理,无助于物理教学。与其浪费时间,不如不做。

要安全可靠,确保成功

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,不仅会贻误时间,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,才能准确地抓住关键,成功地进行演示。如静电实验一般认为比较难做,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导电体;因其电量少,电荷容易漏。从原理上进行分析,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。如空气的湿度对静电实验很有影响,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环境等。

课前做好充分的准备,可以提高演示的成功率,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”来搪塞过去,更不能编造数据,弄虚作假。教师应当向学生如实说明实验失败的原因,申明下次再做。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。

总之,演示实验在物理教学中有不可替代的作用。教师只有明确演示实验的重要性,掌握正确的方法,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,使物理教学达到事半功倍的效果。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素养起到潜移默化的影响。

(作者单位:河北省邯郸学院武安分院)

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