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1、中学物理演示实验设计的优化 演示实验一般是由教师操作(有时由学生演示或请学生协助演示),利用一套实验仪器尽可能地满足全班学生的观察需要.在这种情况下,如何才能取得最佳演示效果?实验的设计很关键. 演示实验设计是一项创造性的劳动,也是物理教师的一项基本功.设计时需要尽可能地发挥现有仪器的演示效果,也可以改进,采用新的尝试,设计一些合理的、精彩的实验以求获得更好的教学效果. 我们应重视演示实验,改革演示实验教学,直观形象地为学生提供感性认识.在设计演示实验时,应充分调动他们的学习积极性,培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法.笔者在教学过程中根据自己的经验,针对新课改的要求对演示实
2、验谈以下几点体会. 一、设计演示实验应体现形象真实、生动有趣的特点 常言道: “兴趣是最好的老师.” 新课教学中教师应尽可能设计联系实际的演示实验,让学生有亲切感,并自觉地参与其中.这样才能激起他们学习物理的浓厚兴趣,促使其留心观察生活,活学活用,养成勤于思考的好习惯.演示实验的效益,主要看它是否能在学生大脑中建立起基础物理现象的鲜明表象,还要看它是否能促进学生理解物理知识,提高学习物理的兴趣.这就要求实验能建立生动的物理情景,触景生情,激起学生思维的浪花.要做到这一点,首先要使物理实验操作成功,而且现象明显,富有感染力. 例如,在演示静电能吸引轻小物体时,教师不妨改变传统的用玻璃棒吸引碎纸屑
3、的方法,改用玻璃棒去吸引学生手上的汗毛,让学生在直接的感受中增加学习兴趣. 二、设计演示实验应尽可能利用学生身边的器材进行创新设计 演示实验无论是在内容上,还是器材上都应贴近学生的生活,更直观明显,让学生有一种亲近感,从而更加乐意去思考和想象.鼓励学生用身边的废弃物做实验,让空矿泉水瓶、废纸、小蜡烛头都能废物利用,使学生感到物理并不神秘,具有浓郁的生活气息,学生会觉得物理课堂与自己的生活很近. 比如,利用鸡蛋能做很多既可说明物理道理,又可提高学生学习兴趣的演示实验.做压强的实验鸡蛋握在手中,使劲握也难以破碎,但手拿鸡蛋在碗边轻轻一敲即破.说明:鸡蛋紧握在手中时,受力面积大,压强小;而在碗边轻敲
4、时,受力面积小,压强大.可见,压力的作用效果不仅跟压力大小有关,还跟受力面积有关.做大气压实验将浸湿酒精的棉花放在广口瓶内,点燃棉花,并让它燃烧一会儿,然后将一只剥壳的熟鸡蛋置于瓶口上,熟鸡蛋在瓶内、外压强差作用下,被压入了瓶里.在演示“惯性”时,用一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋分别同时转动,让学生观察哪个鸡蛋先倒下?引导学生用惯性的知识来解释这个现象.做物体的浮沉实验将一只鸡蛋放入浓盐水中,然后缓缓倒入清水稀释、搅拌,随着盐水的不断稀释,鸡蛋排开液体的体积随着增大,由漂浮状态慢慢变成悬浮状态,最终沉入杯底.这说明:浸在液体中物体的上浮和下沉,与物体密度和液体密度的大小关系有关.上述举出的只是让演示实
5、验生活化的有限几个例子,作为中学物理教师,只要我们善于和乐于到生活中去发现,就能找到更多这方面的素材,使我们的演示实验更加成功. 三、设计演示实验应尽可能地让学生广泛地参与其中 演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式.传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后排的学生.不同程度地限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高.因此,在演示实验中,应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固
6、记忆.演示实验在教师指导下让学生参与,学生不仅有显示实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,养成科学态度和科学方法. 例如在验证“大气压的存在”的实验时,教师不妨在课堂上把演示实验交给学生完成.让每一个学生都准备一个空的矿泉水瓶,往里面倒一些热水,摇晃几下后,将热水倒出,并迅速盖好瓶盖,然后观察现象.这个实验可让学生亲身体验、观察、并激发他们思考,更加深刻地体会大气压的存在. 四、设计演示实验,应有意识地将验证性实验变为探究性实验,提高学生的创新实践能力 中学物理的演示实验大部分为验证性实验,学生对这些实验的结果心知肚明,往往观
7、察现象会变成看热闹,演示实验根本起不到启思、激疑的作用.而探究性实验对培养学生的思维能力、创新能力、自行分析和解决实际问题的能力都有独到之处.因此教学中应有意识地将一些验证性实验变为探究性实验. 如在探究“摩擦力与什么因素有关”的实验时,常规的方法是利用木块和木板进行实验,然后验证摩擦力与接触面的粗糙程度和压力有关.但教师如果将实验中的木块改为学生脚上的鞋子,并创设情境:设想我们现在要进行拔河比赛,当然希望鞋底与地面的摩擦力能更大一些,让你到鞋店购买比赛用鞋,可做哪些简易实验来挑出粗糙程度更大的鞋子?然后课堂讨论方案,引导学生利用自己脚上的鞋子和木板进行探究.探究结束之后,学生还可以利用实验数
8、据比较谁脚上的鞋子的粗糙程度更大(更适合拔河比赛),增加了探究结果的应用性,也加深了对“控制变量法”的理解. 五、合理运用多媒体,优化演示实验教学 利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分.在多媒体教学过程中运用系统科学的观察和方法,可以实现教学优化,使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力.如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻.例如对于“牛顿第一定律”的实验教学,我先通过课本实验引导学生得出:表面越光滑,小车受到的阻力越小,它前进得越远,再让学生猜想:若表面绝对光滑、受到的阻力为0,小车将怎样运动?这是无法用实验验证的,这时再引入伽利略推理,用CAI展示推理:小车以恒定不变的速度作匀速运动.这样形成一种虚拟的理想场景,使学生能更深刻地理解牛顿第一定律. 责任编辑 罗 峰