怎樣改革物理演示實驗教學(xué)

        物理學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。課堂演示實驗是中學(xué)物理實驗教學(xué)的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識不可缺少的環(huán)節(jié)，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學(xué)習(xí)方法。也是變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育，提高人才科學(xué)素質(zhì)的重要手段之一。那么，如何改革物理演示實驗教學(xué)以適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)對人才的需要。本文就此談?wù)劰P者的膚淺體會和做法，與同行們研討。    
        一、重視演示實驗教學(xué)，加強(qiáng)能力培養(yǎng)
        目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，他們非常重視物理實驗教學(xué)和研究問題的方法，如日本初中物理的課時數(shù)只有75課時，但安排的學(xué)生實驗卻有20個，演示實驗有130個，并且絕大多數(shù)都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系。可見，他們的學(xué)生在實驗方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多，他們學(xué)生的實驗心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強(qiáng)。因此，在當(dāng)前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中，教師對物理實驗教學(xué)，必須引起高度的重視。為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結(jié)合教學(xué)實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，同時在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就。例如：用激光演示光的干涉和衍射，用發(fā)光二極管演示電磁感應(yīng)中機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化等。在實驗教學(xué)中，可在規(guī)定的實驗中，適當(dāng)增加相關(guān)演示項目，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，使學(xué)生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側(cè)套上橡皮筋，平衡時，引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，更多地拓寬學(xué)生視野，豐富他們的想象，而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。 
        二、在演示實驗中增加學(xué)生的參與
        演示實驗是教師利用課堂時間為學(xué)生演示，在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實驗通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實驗學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實驗心理素質(zhì)的提高。 
        在演示實驗中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實驗操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。例如：在“楞次定律”一節(jié)的教學(xué)中，筆者變原來的課堂演示實驗為邊做邊講實驗，每兩位學(xué)生發(fā)一套實驗器材（干電池、電流表、原線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線），實驗中讓學(xué)生首先觀察電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，再觀察原線圈的電流方向與磁鐵運(yùn)動方向的關(guān)系，把直觀的材料作為培養(yǎng)學(xué)生知覺、觀察力的材料，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)、準(zhǔn)確地進(jìn)行觀察，然后引導(dǎo)學(xué)生討論、研究、對比、總結(jié)出感生電流所引起的磁場方向與磁鐵運(yùn)動方向的關(guān)系，最后訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)的語言描述，并解釋所觀察到的現(xiàn)象，從而順理成章地寫出楞次定律�？梢�，演示實驗在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實驗技能的機(jī)會，又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握物理概念和規(guī)律，同時可領(lǐng)略物理學(xué)的思想，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。       三、變驗證性實驗為探索性實驗
        中學(xué)物理課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識。但是，對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力，而探索性實驗對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實驗?zāi)芰�及解決實際問題的能力有獨(dú)到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴”。因此，在教學(xué)中可把一些驗證性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒灐Ｔ趯嶒灲虒W(xué)中，要盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。例如在“牛頓第二定律”一節(jié)的教學(xué)中，筆者將這個驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒�。其研究方法：①邊學(xué)邊做實驗：首先讓學(xué)生按照自己設(shè)計好的實驗方案做實驗，使學(xué)生從實驗中初步認(rèn)識物體的加速度a與物體的質(zhì)量m及它所受外力F有關(guān)。然后，筆者再演示課本上的實驗，規(guī)范操作，這樣，不僅使學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法，而且讓學(xué)生觀察實驗過程，注意發(fā)現(xiàn)研究對象引起變化的原因和條件以及在實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，使學(xué)生對a和F、m的關(guān)系獲得感知。②探索知識：指導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行具體研究，處理實驗數(shù)據(jù)、列表、畫出a－F、a－1／m的圖像。③歸納總結(jié)：師生共同分析、歸納、總結(jié)出牛頓第二定律。這樣，讓學(xué)生用實驗探索和理論探研兩種方法自我進(jìn)行推證，在推證過程中學(xué)生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律，對知識學(xué)得更扎實、更牢固，同時使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。  總之，物理課堂演示實驗要與學(xué)生的分組實驗有機(jī)地結(jié)合起來，努力培養(yǎng)學(xué)生下面幾個方面的基本實驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數(shù)據(jù)處理的知識，其中特別是圖線處理數(shù)據(jù)中，區(qū)分已知規(guī)律與未知規(guī)律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發(fā)理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)的記錄與處理；四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結(jié)論與實驗結(jié)論比較的思想。 

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