初中物理演示实验教学刍议，本文主要内容关键词为：刍议论文,演示论文,实验教学论文,物理论文,初中论文，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。
目前，初中物理实验教学的基本方式为：演示实验，学生分组实验和课外实验等。由 于实验条件的限制和实验目的的不同，教学中选择的实验方式也不相同。现就演示实验 中的一些问题做一浅析。
演示实验通常是指在课堂上结合教学内容，由教师操作演示的实验，是学生对所研究 的物理问题获得必要的感性认识的基本途径。演示实验作为学生的一种特殊的认识过程 ，要受“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践”(列宁语)这一认识论的 一般规律所制约。学生理解和掌握书本知识的过程是一个从感性认识上升到理性认识的 过程，他们只有凭借自己的生活经验和感性认识，才能将这些知识“内化”为自己的精 神财富。因此，通过演示实验，可以指导学生观察和分析物理现象，获得生动的感性知 识，从而更好地理解和掌握物理概念、定律。还可以通过演示实验来培养学生的观察能 力、分析与综合能力、逻辑思维能力，有助于学生认识客观规律，发展认知能力。演示 实验可以使教学过程生动活泼，学生注意力集中，使学生对物理现象获得直观、生动、 形象而且十分深刻的印象。好的演示实验能引起学生浓厚的学习兴趣，使学生终身难忘 。另外，教师的演示对于学生实验能力的培养往往具有示范性，它对培养学生的动手能 力、实践能力，发展学生的探索性思维和创造性思维能力起着极为重要的作用。
演示实验在课堂教学过程的不同阶段所起的作用是不同的，在新课引入、知识巩固、 阐述概念或导出规律时应安排不同类型的演示实验。为使课堂演示实验在教学中起到应 有的作用，应该注意以下几个方面的问题。
一、确保成功
人们所以能对客观事物迅速地获得清晰的感知，是由感觉的基本规律和知觉的基本特 性决定的。演示实验的效果也是通过人的感官而产生的。为使学生获得正确、完整、全 面的感知，必须保证演示实验的成功。决定一个演示实验成功与否的因素是多方面的。
首先，教师必须根据实验目的和实验原理设计实验。目的和原理也是进而改进实验的 依据。只有明确了目的、掌握了原理，才能准确地抓住关键，成功地进行演示。例如有 些教师(特别是教学经验不足的年轻教师)在演示“电荷的相互作用”实验时，往往不能 成功，便根据“做不成功”的经验将做演示实验变为讲演示实验，人为地给学生设置了 理解障碍，其实这一演示实验难以成功的关键在于“难悬、量少”。现行的初中物理教 材(人教版，非课改教材)中，对这一演示实验的介绍是将摩擦后的玻璃棒或橡胶棒悬挂 ，再用另一摩擦后的玻璃棒或橡胶棒靠近去验证“同排异吸”的现象和结论，如图1所 示。但这一演示实验有两点不足，一方面用细线悬挂的棒难以很快静止，另一方面由于 摩擦后的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷量少，“漏”就“完”，很难保证实验成功。但只 要将此演示实验进行如下的改进：用悬挂法找出玻璃棒或橡胶棒的重心，并在重心处钻 孔，深约6～8mm(视棒重心处直径而定，以大于半径为宜)，并将其上的污垢洗净后干燥 备用，实验时从干燥箱(烘箱)内将棒取出(或用电吹风烘吹)，摩擦后用小磁针支架支撑 于重心处，再用摩擦后的另一棒去靠近，如图2所示。改进后的演示效果十分明显，极 易成功。
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其次，要注意实验的环境条件。有部分演示实验的成功与否与环境条件有密切的关系 。如果教室中刚使用过酒精灯或是化学课刚做完制取二氧化碳的实验等，接着做上述的 静电演示实验就很难成功。因此，实验前，教师要充分估计到环境因素的影响。
第三，为了确保演示成功，教师在课前必须做好充分的准备，包括熟悉仪器的性能， 材料的检查和试做。试做时，不仅要把实验做成功，还要考虑到实际可能的教学效果， 数据的恰当控制以及临时可能出现的不利因素等。麻痹大意，轻易对待，往往会导致课 堂演示的意外失败。
第四，还应向学生指出，任何实验误差都是难免的，尤其是目前农村中学演示实验所 用的器材一般都是较简单的，有的甚至是代用品或自制品，所以在进行实验时应该严肃 认真。一方面要严格按照实验规范操作进行演示，另一方面也不能避谈误差，更不能为 了达到实验所需的准确数据(如研究电流与电压、电阻的关系)而弄虚做假，应向学生说 明存在的误差以及造成误差的因素，这样有利于培养学生实事求是的科学态度。
二、简易方便
简易方便是演示实验的重要原则之一，演示实验所要求的简易方便，既包括仪器结构 和实验装置的简单明了、操作方便、各量易测、计算简单，也包括由实验现象导出结论 时叙述或推理的简单。简单方便的演示实验，可以使学生对学习更有兴趣，知识也掌握 得更牢固。例如：在讲解“物态变化”第四节“蒸发”内容时，为了帮助说明“蒸发吸 热”和“影响蒸发快慢因素”两个方面的知识，可设计如图3所示的演示实验(教材中没 有安排实验)：用两支完全相同的演示用温度计，其中一支的玻璃泡用棉花包着，如图3 甲所示；或用两个完全相同的烧瓶，烧瓶口用带玻璃弯管的橡皮塞塞住(弯管内有一段 有色水柱)，其中一个烧瓶用折叠的纱布覆盖，如图3乙所示。实验时，用滴管向棉花( 或纱布)上滴几滴酒精，让学生观察水银柱或有色水柱的移动快慢；然后再把棉花(或纱 布)摊开些，又让学生观察水银柱或有色水柱的移动快慢；最后再用扇子对棉花(纱布) 扇风，让学生观察水银柱或有色水柱的移动快慢。整个演示实验简易方便，可操作性强 ，极易成功，学生很容易理解和接受。而且通过对比，学生很容易得出“蒸发要吸收热 量”和“影响蒸发快慢的因素有液体表面积的大小和空气流动的速度”的结论，这个简 单的演示实验也是对教材实验内容很好的补充。
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三、现象明显
实验现象要清楚明显，也是课堂演示的重要原则。反映论的观点认为：人的学习就是 形成中枢神经系统(脑)对某种刺激以及刺激情境的反映，人在学习过程中所反映的刺激 包含了那些直接作用于人脑的事物的特性，如颜色、形状、声音、变化等，这些刺激的 强度越深，人脑中刺激情境的反映就越强烈。因此，演示实验必须做到现象明显。为使 演示的现象清楚、明显，选用的仪器尺寸要足够大，务使全班学生都能看清楚。如果有 些仪器不宜做得太大(如验电器的金属箔大了就会影响其灵敏度)，一般可采用光、电或 机械等多种放大手段来增强演示效果。为了把不太明显的现象显现出来，常常采用背景 衬托或染色或光、电放大等措施。如演示“焦耳定律”中电流产生热量的情况时，为了 观察煤油在玻璃管里的上升情况，可以把煤油染成红色并在烧瓶后用画有横线的白屏来 衬托；在演示“磁场的方向”和“磁感应线”时，可以把实验器材放在投影仪上，投影 仪将整个实验过程放大投影到屏幕上，清晰直观，效果十分明显。为了让全班学生都能 看清楚实验，演示的仪器、器材要置于适当高度，演示的平面图像应尽量使之竖直起来 。如在演示“奥斯特实验”时，将通电导线横拉于投影仪上方，小磁针置于投影仪上的 导线下方，就可避免因磁针在水平面内的偏转而导致学生观察不清楚的弊端；在演示串 、并联电路的连接时，可以把各电路元件固定在示教板上，把电路装接在竖直平面内， 以便让学生看清楚线路的连接情况。
四、讲解指导
要达到演示实验的预期效果，演示时应将观察与讲解相结合，以讲解来指导观察、引 导思维，以观察来推动思维的发展。讲解应详略得当，总结要简明扼要，并与演示实验 的观察、分析紧密结合。引导学生把各种感知转化为积极的思维活动，使学生明确实验 目的和观察方法，抓住实验的主要对象。并能根据演示实验现象进行有目的的观察和分 析，认识现象的本质属性和现象之间的因果关系，从而逻辑地导出结论。教师的讲解和 指导要符合学生的认知规律，重点突出，思路清楚，语言准确，以利于学生掌握知识和 领会研究问题的方法，并使学生有独立思考和活动的余地。应当引起教师注意的是：有 时演示实验之所以未能很好地发挥作用，未能达到预期的效果，往往不是实验本身失败 了，而是教师未能配合恰当的讲解和指导。教师的讲解指导应包含两个方面：一是本演 示实验的目的意义和观察要求，二是揭示现象的本质属性和现象之间的因果关系。教师 应指导学生学会对个别的(或为数不多的)典型事例进行分析，从而使学生掌握会分析事 物的本质或必然联系的方法。
根据个别的(为数不多的)事例逻辑地导出结论的科学归纳法是以认识事物的因果联系 为基础的。物理演示实验中确定现象因果联系的常用方法主要有求同法、求异法和共变 法三种。例如，在讲“分子和分子的运动”时，我们对“二氧化氮和空气的扩散”“硫 酸铜在清水中的扩散”和“酒精在空气中的扩散”等几个演示实验进行比较分析，可以 发现它们的共同现象只有一个，即“不同物质互相接触时，都发生了彼此进入对方”的 现象，从而引出“扩散”的定义来说明“一切物体里的分子都在永不停息地做无规则的 运动”的结论。这种推理方法在形式逻辑中叫做求同法。演示实验中为增强说服力，有 时采用相反的或不同的现象做对比，以得出结论，这就是求异法。在演示“浮力的应用 ”时，把剪掉底部的废牙膏皮分别卷成一团和空心筒状放入同一杯水中，观察到同一牙 膏皮既可下沉又能漂浮在水面(如图4)。说明在重力不变的情况下，体积增大，排水量 增多，受到的浮力增大，这就是利用求异法。有时，在演示实验时往往不只是要求学生 观察某一现象的有无，还要注意观察这一现象随条件而变的渐变过程，这时常常采用共 变法。例如在演示“晶体的熔化”实验时，不仅要观察晶体熔化这一现象，更要观察晶 体状态随温度变化的情况，从而说明晶体有一定的熔化温度即熔点，这就要利用共变法 。
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在演示实验中应用上述三种归因方法，要根据不同的实验目的、实验内容来确定。这 并不是教师要将这三种方法教给学生，而是教师在备课时要根据学生的年龄特点和认知 水平进行方法的选择或组合。上课时指导学生分析，将各种归因的逻辑思维方式传授给 学生，充分发挥学生的主体作用，使学生能根据教师的演示进行正确地分析并导出正确 结论。
演示实验除了要达到上述的基本要求外，还应与其他的直观教学手段相配合，包括板 书、板画、挂图、模型以及投影、录像等现代化手段，并辅以形象的语言和生动的手势 等。
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