演示實驗 探究物理的一方沃土

朱奇

摘 要：演示實驗是物理課堂教學的一種重要手段，做好演示實驗，提高課堂效率必須以三維目標為根據(jù)，以自激提問為抓手，以自主學習為方式調動學生參予與實驗.

關鍵詞：主動探究；能力培養(yǎng)；自激提問；學生主體

實驗是研究物理的重要方法.中學物理教材根據(jù)知識的難易程度、課時長短和器材條件，將課堂實驗分為演示實驗、分組實驗和隨堂實驗.新人教版初中物理共有演示實驗37個，分組實驗43個，隨堂實驗34個.其中演示實驗作為一種直觀教學手段，在培養(yǎng)學生的觀察能力的同時，還注重了趣味性和科學性，能較好地激發(fā)學生的自主學習，相比分組探究，在時間上.新課程理念下的演示實驗教學與探究教學、自主學習并不矛盾，它能提供豐富的感性材料，變抽象為具體，又能培養(yǎng)興趣，發(fā)展能力，啟迪思維.

如何開發(fā)好課本演示實驗的教學功能，激發(fā)自主學習，培養(yǎng)探究能力，筆者作了如下嘗試：

1 以三維目標為根據(jù)，確定教學目標

教學目標對教學起導向和調節(jié)作用.新課程提出了對學生實施“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”三方面的培養(yǎng)目標.教師在利用演示實驗進行教學前，必須先了解該實驗在教學中的使用目的，根據(jù)其教學作用和三維目標來細化教學目標，促進學生主動探究，培養(yǎng)探究能力.演示實驗在物理教學中有以下幾個使用目的：（1）引入新課，激發(fā)求知欲；（2）形成物理概念；（3）探究物理規(guī)律；（4）驗證物理定律.

例如：八年級上冊“聲音的特性”一節(jié)中，為探究什么因素決定聲音響度，安排了“敲音叉，彈開乒乓球”的演示實驗如圖1.目的是探究物理規(guī)律.細化教學目標（1）理解響度與振幅關系；（2）初步體驗探究過程，了解科學方法中的“轉換法”；（3）學會與人合作交流.

圍繞這個目標，筆者設計了如下教學過程：

（1）提出問題：聲音的響度由什么因素決定呢？并讓學生作出猜想.

（2）演示實驗：兩次用大小不同的力敲同一音叉同一部位，傾聽響度的不同，同時觀察振幅是否相同.

學生：音叉振動時的振幅看不見，不能確定振幅是否相同.

教師：有什么辦法將音叉的振幅放大？

學生：將音叉放入水中激起水花，觀察水花濺起的高度；撒些塵土在音叉上，看塵土揚起的高度…….

教師：同學們的方法很好，這些方法都是將音叉的細微振動，傳遞給其它物體并放大.物理學中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識，或用易于測量的物理量去間接測量，這種方法叫“轉換法”.揚起塵土的實驗思想是對的，但不衛(wèi)生，可以改為將正在發(fā)聲的音叉輕觸懸掛的乒乓球，通過觀察乒乓球被彈開的幅度來研究音叉的振幅.

（3）兩位學生上臺合作演示實驗，師生歸納結論.

對這個演示實驗，筆者沒在簡單重復課本上的操作，而是采用了邊演示、邊提問、邊討論的教學方法，變教師演示為師生共同探究，使學生的學習主動性大大地增強.讓學生在探究知識的生成過程中在學習知識的同時，培養(yǎng)了學生的科學方法和思維能力.

又如：“電壓”一節(jié)通過演示“水果電池”的實驗來激趣生疑，引出新課如圖2.這就要求：（1）演示效果好，要出乎學生意料，引起探究的興趣；（2）用時要短，迅速將學生的注意力集中并指向新課.因此，筆者在授課前作了如下準備：（1）用多種水果在其不同部位進行實驗，尋找最佳實驗效果；（2）預先連接好部分電路，一排發(fā)光二極管，避免分散學生注意力，同時優(yōu)化了教學程序；（3）設計好迅速過渡到新課的教學語言.

這種引入新課的演示實驗，器材簡單，操作迅速，現(xiàn)象生動有趣，出乎意料，使學生的認識矛盾很快上升為思維動力.

因此，教師在處理演示實驗時，對其進行分級歸類，明確作用，優(yōu)化課堂，使演示實驗在引導學生觀察、思考、探究和分析等各環(huán)節(jié)上緊扣三維目標，推動自主學習，獲得最佳教學效果.

2 以認識發(fā)展為依據(jù)，設計教學過程

思維是一個由低級到高級的發(fā)展過程.如果設計教學過程時，能按學生認識發(fā)展的程序編制，就能有效地發(fā)揮學生學習的主動性，推動其主動思考探究，使思維向前發(fā)展.

例如；九年級物理“內能”一節(jié)，教材在介紹熱傳遞的概念之后，提出了“還有什么途徑可以改變物體的內能”的問題，緊接著安排兩個演示實驗：（1）空氣被壓縮時內能增大；（2）空氣推動瓶塞時，內能減少，最后分析兩個實驗得出結論.

對第二個實驗，筆者作了如下教學程序的設計.

師：外界對氣體做功，氣體內能會增大，溫度升高；反過來，氣體對外界做功時，其內能和溫度又會怎樣？（如圖3）

學生猜想：（略）

師：如何判斷氣體溫度是否變化？

生：（1）測量實驗前后空氣的溫度；（2）利用轉換法，通過觀察其它物理現(xiàn)象來反映，如液化.

生：第（1）種方法不易測量數(shù)據(jù)，第（2）種方法較好.

兩學生上臺合作演示，實驗現(xiàn)象不明顯.

學生交流分析原因：溫度沒有降到足夠低.

學生提出解決問題的方法：選用更易液化的酒精滴入瓶中，瓶塞塞得更緊實，迫使氣體推塞子做功更多，降溫更多.

學生再次演示實驗，驗證猜想.

本教學設計中，筆者由逆向思維引出第二個實驗.由淺入深，引導學生設計實驗，思考交流，提升了學生的研究能力.對比一下，如果教師只是單純地照課本內容進行演示和分析，學生這種思維火花的碰撞就難以閃現(xiàn)了，將失去一個提升學生能力、展現(xiàn)學習魅力的難得的過程.

認識是由淺入深，由表象到實質而發(fā)展的，如果我們設計的實驗教學程序能遵循認識規(guī)律，就有助于降低教學難度，發(fā)展學生的思維能力.

3 以自激提問為抓手，促進解決問題

問題是創(chuàng)造的起點，提出一個問題有時比解決一個問題還重要.在設計演示實驗教學過程時，常會遇到一些具體的問題要解決.這些問題最好由學生自己提出來，使其成為“自激”狀態(tài)，這樣學習的主動性就給調動起來了.為了激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，教師必須有目的地創(chuàng)設一些問題情境.

例如：在探究“響度與振幅”前，用大小不同的力敲桌子、門、音叉等.體驗到響度不同，卻看不到微小的振動.誘導學生自激提問：“怎樣將微小的振動放大，以便觀察？”

為了培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的能力，在日常教學中，教師要有計劃地、逐步把提問的方法教給學生.如“什么樣的實驗可以解決這個問題？”、“如何實施這個實驗來解決問題？”、“如何觀察實驗？”、“怎樣增強演示效果？”等.

問題由學生自己提出后，其解決問題的積極性就更高了.而解決一個問題，其認識和能力就向前發(fā)展了一步.

如果學生實在提不出問題，那也只好由老師提出，使之成為“受激”狀態(tài).促使學生沿著認識的程序發(fā)展，步子的大小、快慢，取決于具體的學情.

4 以自主學習為方式，調動參與實驗

新課程理念指導下的教學觀要求教師不能把學生當成觀眾，學生應成為學習的主體.因此，教師的演示實驗，不能是單純的教師演示，而應組織學生參與其中.結合不同的教學環(huán)節(jié)，讓學生思考、交流，設計實驗，甚至讓學生上臺代替教師演示實驗.

引導學生全程參與演示實驗，這樣做既可以滿足學生對實驗的好奇心，調動學生的自主性，又有利于集中學生的注意力，培養(yǎng)觀察能力和探究能力.但要注意，學生上臺演示實驗，要選擇一些較安全難度適中的實驗，否則效果會適得其反.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準[M].人民教育出版社2011.