刍议高中物理课堂演示实验的有效性，本文主要内容关键词为：刍议论文,演示论文,课堂论文,高中物理论文,有效性论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理是一门以实验为基础的自然学科，做好课堂演示实验，提高实验的有效性，是提高课堂教学效率切实可行的途径，下面谈谈提高物理课堂演示实验有效性的几点体会。
一、优化实验设计，确保实验科学性
演示实验的主要目的是为了让学生更好地建立概念、掌握规律。演示实验要力求真实、正确、符合科学规律，要过程合理、方法得当、操作准确，要有让学生形成正确的认识、体验科学的方法。
如，按照教材演示断电自感现象时，可观察到由于线圈的自感而引起另一个支路上的小灯泡闪亮一下然后熄灭。实验现象虽然明显，却会使学生产生误解：断电自感时小灯泡必定闪亮一下。要让学生真正理解断电后的自感电动势的作用，才是此演示实验的目的，而断电后小灯泡闪亮一下仅仅是一个特殊现象，不能代替一般的规律。可以先用如图1所示的电路来演示断电时感应电流的方向，让学生看到断电前灯
亮起来，断电后先熄灭
后亮起来，从而理解自感电动势的方向和作用。然后再做教材中的实验，通过观察和分析“闪亮一下”的原因，进一步理解各支路电流大小的关系。有条件的学校，还可通过DIS数字实验系统，利用电流传感器，把导线中的电流是如何随时间变化及断电前后灯泡中电流方向的改变，直接呈现出来。
学生的注意力往往只集中在最明显的现象上，而不去思考现象的本质，因而通过实验获得的感知，有可能是错误的。教师要精心编排操作流程，优化实验过程的设计，帮助学生形成科学的认识。
二、注意实验细节，提高实验成功率
课堂时间十分宝贵，因此教师在课堂上的演示实验要确保成功。如果出现失误和差错，不仅会贻误时间，还会影响课堂教学效果。演示实验的成功是由多方面的因素决定的，有时甚至取决于一两个细节。
例如，静电实验的基本原理是“压高量少”，即静电电压高、电量少。因其电压高，易使绝缘体在高压下变成导体；因其电量少，漏电带来的影响特别大。这就是决定静电实验成败的两个关键点：绝缘问题和漏电问题。前者需要对仪器进行改进，譬如用石蜡改善绝缘性能；后者需要考虑防潮、防尘。有时因为学生擦黑板时，粉笔灰洒落在仪器上，就会导致实验无法进行下去。
因此，静电实验要选择干净整洁的实验室或辅导教室（不要安排在湿气较大的一楼房间）进行，课前对桌面和仪器要做好绝缘、干燥和清洁工作，尽量减少粉尘。为了保证实验器材的干燥，可以用烘灯对器材进行干燥，如果没有烘灯，也可用100W的白炽灯代替，这样能大大提高实验的成功率。
细节决定成败，教师要根据实验原理来研究实验的环境、器材的选择、操作的流程、数据处理的方法，要掌握实验过程中的每一个细节，把演示实验做得干净利落，保证成功。
三、转化实验手段，增大实验可视度
现象明显、可见度大是对演示实验的基本要求，教师要想方设法改进实验仪器和实验手段，增大演示实验的可见度。
例如，弹力的微小形变演示实验，可用光杠杆显示微小形变，也可用墨水瓶演示微小形变。前者用复杂的光杠杆系统装置，但是效果明显；后者装置简单，操作方便，但是墨水瓶上插的玻璃管较细，较远的学生看不清楚液面的变化。教师要有转化的思想，对前者进行简化，比如用舍去平面镜，让激光束直接投射到较远的墙壁，也能产生相同的效果；对后者要增大可见度，比如借用投影仪上的摄像头来放大实验现象，或者将器材交给坐在教室中间的学生来操作，使全班学生就近观察，效果就比较好。
有些物理现象是微观的、瞬间的或变化较快的，难以观察，教师要善于利用多媒体设备“化虚为实”“化动为静”。例如，牛顿管实验中，自由落体运动的时间非常短暂，难以看清金属片与羽毛是否同时下落。如果把实验过程拍成录像，逐帧播放，就能弥补常规实验仪器的不足。
四、明确实验目标，提高实验针对性
演示实验服务于课堂教学，教学的不同环节对实验有不同的要求，引课时要激发学生兴趣，概念和规律教学中要创设问题情境、提供感性认识或展示物理过程，要有助于学生理解概念和掌握规律。
例如，《全反射》一节的引入只需展示礼花灯即可，色彩斑斓的亮点能自然地吸引并引发学生探究的兴趣：为什么光能沿弯曲的细管传播？而全反射的发生是一个复杂的从量变到质变的物理过程，演示实验要逐步进行，采用观察与分析相结合的方法，用激光笔和半圆形玻璃砖演示激光从光密介质斜射向光疏介质的光路，然后不断增大入射角。实验的每一步都要让学生参与并分析、讨论，使其真正了解全反射发生的整个过程。
全反射的条件是本节课的重点，要让学生在应用中理解和掌握。将空的试管开口向上放入盛水的烧杯中，再插入一支铅笔（图2），从上向下观察比较水面上，下的试管外壁，让学生应用全反射条件来分析并作出光路，使学生认识到全反射发生在试管与管内空气的交界面上；再往试管中注入水，全反射现象消失。这样，通过全反射条件的创设与破坏，就能突出物理规律的条件性。
要不要演示，演示材料的选择，演示的手段，都必须从具体的教学目标出发。教师要根据教学目标，在学生认识模糊处、感性知识薄弱处，在错误前概念处设计恰当的演示实验，才能使学生轻松突破学习难点，提高实验的有效性。
五、创新实验设计，增强实验趣味性
兴趣是创造性思维的先导，教师在演示实验中要巧妙设疑，留下悬念，通过唤起学生好奇心来激发其学习动机，使学生情不自禁地投入到学习中来。
例如，在闭合电路欧姆定律的教学中，可用两节一号电池使小电珠发光，让学生猜测用三节电池对小灯泡供电时的现象。学生一致认为，小灯泡一定更亮。于是教师加上一节电池，学生看到小灯泡亮度增加，原有的知识被唤醒，被认可，情绪高涨。此时让学生再次猜测用四节电池时小灯泡亮度会怎样变化。这时有学生认为会更亮，也有学生说电流太大，灯丝会烧断。在学生的期待中，教师再增加一节电池，结果出乎学生意料，小灯泡没有变亮也没有烧毁，反而更暗了！学生所预期的结果与实验现象之间的差异，导致了强烈的认知冲突，激发了学生的求知欲。
出乎意料的实验现象能产生强烈的趣味性，使学生产生学习知识的心理需要，教师要针对教学内容和学生的认知水平创新实验设计，促使学生对此类意料之外的实验现象进行思考，激励学生的思想交锋[1]。
六、激发学生参与，增强实验体验性
知识的获取是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获得的参与者。因此，演示实验不只是“教师演，学生看”，还可以是“教师导，学生演，讲感受，同分析”。教师要鼓励学生参与和体验，使学生的思维活跃起来。
例如，摩擦力的演示实验（图3）如果让学生动手参与，就能更好地吸引学生的注意力。当学生手拉弹簧秤逐渐增大拉力，会发现很难控制木块做匀速运动，从而产生问题：如何改进实验来测量滑动摩擦力的大小？学生充分讨论后，教师要指导学生形成新的实验方案：因静止比匀速运动更易控制和测量，将整个实验装置置于一个长薄板上，逐渐用力反向拉动木块下的薄板，从木块相对木板静止不动至运动，观察弹簧秤的读数变化。通过学生参与实验的操作，设计，体验，有助于学生理解摩擦力的有关知识，还能使其感受到探索过程的艰难和乐趣。
只有充分激发学生学习的积极性，才能使学生能动性得到最大的发挥，才能提升学习的有效性。教师要为学生提供机会，让学生代替教师完成简易实验、协助教师完成复杂实验，获得从实验设计到操作的亲身体验，充分发挥学生的主体作用。
七、观察诱导得法，提高实验的实效性
演示实验离不开观察。但是，由于不同的学生持有不同的兴趣、观念、知识、思维方式等，常常会有不同的关注点[1]。教师要指导学生学会观察关键点，明确观察的方法，才能进行有效地观察。
例如，用图4的实验装置研究通电导线在磁场中的受力时，首先要使学生认识到影响电流受力方向的要素。借助于图5的电路，先接通电路，使导线在磁场中运动，唤起学生的记忆，认识到磁场对电流有作用力。在重复实验过程时，教师利用单刀双掷开关偷偷切换电源的正负极，使导线运动方向变化，让学生在对比中形成了关注点：为什么导线的运动方向变化了？两次操作有什么差异？于是在学生的要求下进行第三次实验，经过认真，仔细地观察，学生发现导线运动方向的改变是由于电流方向发生变化。在此基础上，进一步启发学生猜想其他要素，探究指导学生观察电流的方向、磁场的方向、受力的方向，并作出记录。
演示实验时学生要观察什么，注意什么变化，是看还是听、是描述还是记录，都需要教师来启发或指导。教师要充分调动学生的各种感官，启发学生认真思索，引领学生认识物理现象的关键特征，并且将之清晰地描述出来。
总之，教师要认真研究演示实验，掌握实验的原理和方法，熟悉实验过程的每一环节，在确保成功的基础上，将实验现象清晰而准确地呈现在学生面前；要充分考虑学生的心理特点和认知水平，优化实验设计，做好观察的指导，使学生在体验中得到深刻的印象，在思考中获得正确的认识。
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