演示实验在物理教学中的地位和作用

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  斯宾塞曾说,“不要给孩子鬼一般难捉摸的东西。”中学物理教学必须以实验为基础已成为广大教师的共识,这既符合物理学科的特点,又符合人们认识的特点,还符合中学生好奇、好学、好动的心理特点。物理课堂演示实验一般驶指在课堂上配合教学内容,由教师操作表演的实验。其主要作用主要表现在以下几个方面:
  一、导入新课
  运用演示实验导入新课可以激发学生对新知识的学习兴趣,活跃课堂气氛,引起学生积极思维。例如讲“浮力和阿基米德定律”时,教师可选择这样一个演示实验:将一块木块和一只牙膏皮(卷成团)同时放入水中,则见牙膏皮下沉,木块上浮。教师问:“为什么牙膏皮下沉,木块上浮呢?”学生回答:“牙膏皮比木块重,所以牙膏皮下沉。”教师再取质量相同的牙膏皮和木块各一块(事先准备好),并用天平称出其质量相等,然后放入水中,牙膏皮仍然下沉,木块仍然上浮。教师再问:“两物体质量相等,为什么仍然是牙膏皮下沉木块上浮呢?”部分学生会感到难以回答,但有的学生会想到金属的密度比木块大,回答说:“牙膏密度大,所以下沉。”对此回答,教师可以不加肯定或否定。教师再取两块质量相同的牙膏皮,一块折成船形,一块展成平板,把它们同时放在水上,又见一沉一浮。教师再问:“相同材料,相同质量的牙膏皮,为什么还会一沉一浮呢?”此时学生会感到困惑不解,也许有的学生回答:“它们的形状不同。”“为什么形状不同会造成沉浮不同呢?”这一追问,学生又会感到困惑不解。此时教师可以告诉学生,为了解决这个问题,需要研究液体对浸入它里面的物体究竟产生了什么样的作用,从而顺利地导入新课。
  二、突破难点,把握重点,建立概念
  如运动和静止的相对性概念是物理教学中的难点,为例突破这个难点,可以运用演示实验帮助解决。如取一个电动玩具小车,在其上固定一个小电动机,再把小车放在木板上,接通电源让电动机工作。教师问:“它们是在运动还是在静止?”学生回答:“小车静止,电动机在转动。”教师再问:“为什么说小车静止,电动机在转动?”教师的这一追问,学生会感到难以回答。这时教师可帮助学生回忆什么是机械运动——一个物体相对于另一个物体的位置变化。经教师启发后学生回答:“小车位置没有变化,所以是静止的,电动机在转动,所以是运动的。”教师根据学生这个回答再做如下补充:电动机转子相对于机壳位置在变化,所以电动机转子在转动,而电动机机身相对于小车的位置没有变化,所以不应该说电动机在运动。并强调指出:“我们说小车静止是相对于木板而言的,说电动机转子运动时相对于机身而言的。”经过这一段提问很讨论,学生对“相对性”涵义的理解就会深透得多。然后再演示小车在木板上运动,并继续讨论小车、电动机以及电动机转子的运动和静止情况,就能使学生深刻理解并牢固掌握运动和静止的相对概念。
  对物理概念的引入而言,引人入胜的实验能激起学生的学习兴趣,特别是对于某些缺乏建立概念所需的足够感性材料,用实验引入更起作用。通过一些典型的演示实验,让学生获得生动、鲜明的感性认识,从实验现象的特征出发,提出物理概念,使学生对所研究的问题产生强烈的兴趣,这样既可有助于概念的建立,且可培养学生的观察能力、注意能力和实验能力。
  三、激发学习兴趣,培养学习动机
  爱因斯坦说过,兴趣是最好的老师。教育心理学也告诉我们,兴趣是组成学习动机的因素之一,兴趣在动机中处于中心地位,是动机的最活跃成分。兴趣可分为直接兴趣和间接兴趣,直接兴趣由事物或行为本身引起,间接兴趣由事物或行为的目的和任务所引起。我们教师的任务就在于能够借助学生的直接兴趣引起他们的间接兴趣。求得直接兴趣与间接兴趣的结合,将短暂的兴趣变为稳定的兴趣,并不断提高学生对兴趣的认识水平和他们兴趣的激活水平。
  物理学的许多概念、规律是借助于实验而得到的,因此教师做演示实验是物理课堂中的出发点。真实、生动、形象、直观的“演示实验”,不但能赋予学生丰富的感性认识,而且能通过感官刺激,唤起他们对物理学习的热情及对物理问题的深入思考。比如在光学教学中,教师演示用三棱镜把太阳光分解成绚丽多彩的七色光,使学生感到神奇,然后教师又吹出一个肥皂泡,在阳光下肥皂泡呈现五颜六色,最后再用太阳光照射小孔,在屏幕上也初向了七种颜色,教师追问:同样是彩色光,它们产生的原理是否相同呢?面对这些新问题学生的思维异常活跃。又如在力学教学中,教师做“筷子提米”实验,初看似乎象变魔术一般,“这是什么原因呢?”在教师的引导下学生经过一番思考,对静摩擦力的存在也就确信无疑了。
  四、物理演示实验是用来复习物理教学的有效手段之一
  例如,用简单的电路连接系统地复习电流表、电压表的使用方法和电阻串、并联只是以及欧姆定律。利用实验进行复习有多种方式。如将课本上的演示实验让学生重演,提出问题让学生思考;变换实验条件或部件,讨论试验的成败关键及现象的因果关系;采用与课本上不同的方法进行演示(例如低压沸腾就有多种演示方法)。用实验的方法进行复习,可以使复习过程进行的生动活泼,巩固知识并培养能力。
  因此,教师要十分重视演示实验,演示前做到认真研究和精心准备,演示时要引导学生观察,启发学生思维,培养学生的科学能力,提高学生的科学素养。对现有的演示实验要根据实际情况能够进行适当的补充或改进,只有这样才能将学生从原有的枯燥乏味的知识灌输中解脱出来,才能激发起学生的求知欲,使他们对物理的学习兴趣进一步提升。这样,教学效果更显著。
  (作者单位:贵州省罗甸县栗木中学 550100)
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