第２８卷总第３９１期 ２０１０年第９期（上半月） 理教学探讨 Ｖｏ１．２８ ＮＯ．３９１ （Ｓ） ９．２０１０ ．４１． ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ 中学物理演示实验教学与研究 俞翠华 ，方巨丰。 １、浙江省金华第一中学， 浙江省金华市３２１０１５ ２、浙江师范大学附属中学，浙江省金华市３２１００４ 摘 要：中学物理教学，无论内容或方法都面临着较大的改革。在教学改革中又离不开实验教学的改革，中学物理 演示实验教学与研究是中学物理教学改革的一个重要课题 本文通过理论与实例分析来说明如何应用演示实验进行整 节课的教学，即通过演示实验导入新课，再通过演示实验得出规律。最后用演示实验来进行习题课的教学。 关键词：演示实验；教学设计；教学策略 中图分类号：Ｇ６３３．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—６１４８（２０１０）９（Ｓ）一００４１—３ 课堂演示实验与学生实验在教学要求方面 相差不大，但演示实验还有一些特别的要求。课 堂演示实验虽然以教师为主进行操作，但教学活 动的主体仍然是学生。为了使学生在实验活动中 能真正居于主体地位，除了使学生掌握整个实验 的思路，对实验的整体设计和具体过程都有所了 解之外，在实验演示的过程中教师还必须充分运 用自己的教学艺术，巧妙地把学生组织到整个教 学活动中来。这种组织的实质是从心理上引起学 现在两极间电压就高达上万伏。哪位勇敢的同学 能上来体验一下？ （ｉｋ学生站在蜡块上，一手抓住起电机的一 极，教师摇动起电机。） 师：你有什么感觉？你带电了吗？ 生：没有。 师：他究竟有没有带电，可以通过验电器来 检验一下。 （让学生手摸验电器，发现验电器张角变得 很大） 生的注意力和激发学生的求知欲望，使学生能够 轻松愉快地、充满兴趣地寻求新知识，把被动的 “苦学”变为积极的“乐学”。根据演示实验在课 堂教学过程中的不同作用，可将其按功能分为以 下几种基本类型。 １ 用演示实验导入新课 １．１ 悬念性情境演示实验 结果出乎意料，学生们产生了好奇心。接着 随着学习的深入，他们慢慢领悟到其中的道理。 悬念的诱发和解决使学生不知不觉地以愉快轻 松的心情掌握知识。此时，教师不失时机，进行深 入探究。 师：看来，这位同学带电了，那么他的周围就 一教学中，在学生已有的认知基础上，提出新 定具有电场，大家“看见”了吗？ 生：没有。 问题，产生新矛盾，巧设悬念，引起学生的认知冲 突，从而激发他们那种探求新知的欲望。学生在 主动、轻松的心态下进入探求新知的状态，创设 师：那好，我们给他带上一顶特别的帽子（给 学生带上粘有验电羽的帽子）；先给他整理一下 头发；（再次摇动起电机后）这位同学的“头发” 都竖起来了——好像怒发冲冠的样子！ 师：“头发”为什么会竖起来？ 生：带电的头发受到电场力的作用。 情境使枯燥无味的教学内容将变得妙趣横生、活 泼生动。 案例ｌ“电场线”课录 师：现在，我们面对的是电场，电场也是看不 见摸不着的。但我们坚信：它既然是一种客观存 在的物质，那它的规律就能被我们认识。下面，让 我们先来做一个有趣的实验。 演示：静电起电机高压放电。 师：这就是我们熟悉的静电起电机。（边做边 师：对，同时我们还可以观察到“头发”竖得 很有规律——间接地反映出电场的分布也是具 有一定规律的。既然这样，电场是否也可以像磁 场那样，用一组曲线来形象直观地描述它的分布 规律——这就是我们今天要研究的“电场线”。 （板书课题：“电场线”） １．２ 生活性情境演示实验 讲）看到这个情景，同学们可能会联想到电闪雷 鸣。要击穿空气发生火花放电，需要很高的电压， Ｖｏ１．２８ ＮＯ．３９１ 物理教学探讨 第２８卷总第３９１期 ２０１０年第９期（上半月） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ 心理学指出：青少年有渴望知道周围世界的 好奇心。学生对周围事物感知的深度和广度十分 有限，对绚丽多彩的世界总想知道为什么。让生 活走进课堂，让学生了解事物发生的“真相”，认 识事物发展的必然结果，课堂就会变得充实而开 阔了。 案例２“电势、电势差” 笔者在“电势、电势差”的教学中，发现本节 内容较抽象、深奥，一个演示实验也没有，便增加 了如图１所示的实验：先转动起电机使起电机带 上电，再将测电笔的一端接地（或用手拿住），使 另一端分别移近起电机上的其中一个金属球，并 保持不接触。实验时发现测电笔的氖泡放出红 光，这说明氖管两端存在着电势差，而测电笔的接 地端电势为零，这就表明了电势在带电体周围是 客观存在着的。此时，通过演示实验把很抽象、难 懂的电势加以具体化，使学生能更加容易理解。 图 １ 中学物理教学过程的基础是重视观察和实 验。加强实验、审慎地选择实验和实例，使学生获 得必要的感性认识，是形成概念，掌握规律的基 础。有的教师对此不甚了解，在教学中习惯于“口 述加粉笔”的教学，对教学中的物理实验（包括 演示实验和学生实验）不重视。在学生对所学习 的物理问题尚未获得必要的感性认识情况下，就 向学生讲解有关的物理概念。这种教学，学生理 解和掌握知识是很困难的。巴普洛夫曾说过：“鸟 的翅膀无论多么完善，如果不依靠空气的支持， 就不能使鸟上升。事实就是科学家的空气，没有 事实，你们永远不能腾飞起来，没有事实，你们的 “理论”也是枉费心机。”这句话说明感性认识的 重要性。 当然，我们不能为了加强实验而增设实验， 只有充分发挥每个实验的探究功能，才能使实验 真正成为发展学生科学素质的有效手段。 ２ 用演示实验帮助学生形成及理解物理概念 形成概念是中学物理教学过程的重要部分。 目前许多学生认为物理难学，部分教师感到物理 难教。究其原因，主要还是教师对物理概念的来 龙去脉（内涵及外延）交待不清，导致学生缺乏 足够的感性材料、演示实验及学生实验。死记硬 背、硬套的机械训练和题海战术，只有模糊的概 念，不能活跃物理思维活动，更不可能进一步完 成从理性到实践的第二次“飞跃”。因而，在物理 教学中，教师需要提供足够多的感性认识，有效 地诱导和启发，通过分析比较、归纳和概括，让学 生掌握物理现象和过程中的本质联系，排除各种 非本质的联系，才能形成正确的概念。 案例３“电容器的电容”的充、放电现象 电容器对石英钟的充、放电：准备一只石英 钟（不接人干电池），两节干电池，一只电容器（电 容量大些，如３３００ｔ，Ｆ），按图２接好线路。当电键 Ｋ闭合时，电容器充电，石英钟就开始走动，电容 器充足后，石英钟就停走（为什么？）。电容器充足 后，按图３连接（注意石英钟的正负极），电容器放 电，钟开始走动，放电结束时钟停走。由于石英钟 耗电量很少，充、放电后均能走动好长一段时间。 图 ２ 图 ３ 以上实验既直观清楚又完整真实地展示了 电容器工作的物理过程，这真是“千言万语道不 足，一看实验就分明”。由此可见，作为演示实验， 重在突出物理思想，让物理过程完整、真实。 ３ 通过演示实验让学生掌握物理规律 中学物理的教学宗旨是让学生掌握物理规 律。在这个抽象的教学过程中，增设学生演示实 验，将会带来非凡的效果。 案例４“电功和电功率” 《电功和电功率》这一节内容教学中，对于 纯电阻电路，电功和电热的关系及有关计算，学 生是容易掌握的；而对于非纯电阻电路“电功比 电热大得多，电流做功消耗的电能大部分转化为 机械能，小部分转化为内能”，即电功和电热的关 系，学生总是疑惑不解。如果设计一个演示实验， 效果会大大提高。 找一个直流电动玩具车，在它的电路上串联 第２８卷总第３９１期 ２Ｏ１０年第９期（上半月） 一物理教学探讨 Ｖ０１．２８ Ｎｏ．３９１ ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ （Ｓ） ９．２Ｏ１Ｏ ．４３． 个演示用的直流电流表，两节１．５伏的干电池 部”的启辉器氖泡闪闪发光，说明人受到雷击时 作电源，组成非纯电阻电路。动手实验前首先应 让学生了解它的电路。 演示： 合上开关，让轮子正常转动（即电动机正常 工作），电流表的读数约０．６安（如图４）。然后，人 为地制动电动机（如图５），使四个轮子停止转 动，此时电流表读数迅速增大超过３安。当让电 动机（轮子）中心转动时，电流表读数又恢复到 原来的数值。 一，一 图 ４ 图 ５ 通过实验，可以将知识化抽象为具体，化复杂 为简单，使学生感性地认识电功和电热的关系。 ４ 用演示实验模拟物理的奇观异景 有很多物理现象很抽象、很危险或很难实 现，尤其是静电实验，单靠课本的图解及教师的 讲解，学生只能硬性地记住，记得很辛苦但很快 就忘掉了。从主观认识方面来看，人的认识是对 客观事物的能动反映。根据认识的主观片面性和 中学生学习物理的认知持点，教师可以模拟虚拟 情境的演示实验，使物理现象生动逼真，趣味性 强以便提高学生学习的兴趣和效率。 案例５“模拟演示闪电现象及避雷针” 实验过程： ①将蘸有８Ｏ一９Ｏ％酒精的脱脂棉团，弄成 锥状放置在模拟地面上。 ②将模拟雷雨云、模拟地面的接线柱分别 与静电高压感应圈的两极相连。 ③打开感应圈电源开关，模拟雷雨云铁片 与酒精棉团之间将不断发生火花放电，片刻燃烧 起来，就好象雷击燃建筑物一样。 ④关闭电源开关，将避雷针向上竖起，在模 拟地面上再次放好锥形酒精脱脂棉团（图６）。打 开电源开关，模拟雷雨云与避雷针之间会不断产 生尖端放电，酒精棉团安然无恙，这便充分证实 了避雷针的避雷原理。 ⑤关闭电源开关，按下避雷针，将模拟雷雨 云移至更高位置并固定好，将模拟人置于模拟地 面上并用胶带粘结稳固（图７）。打开电源开关， “云”与“人”之间产生火花放电，作为“人体腹 有强大的电流通过人体。 脱 团 在教学过程中，使学生形成概念、掌握规律． 一般情况下，必须从感觉和经验开始，但是这种 认识反映的只是事物的现象的片面表面联系。要 揭示事物的本质，必须经过科学抽象，上升到理 性认识的高度，这才是形成概念、掌握规律的关 键。由感性认识上升到理性认识，认识运动并没 有完结，还需要回到实践中去才能得到检验和发 展，所以还要使学生运用所学知识去分析和解决 实际问题，以加强对概念的理解。 ５ 教学反思 根据以上分析，笔者关于物理教学提出以下 拙见，供大家探讨。增加演示实验数量，提高演示 实验的教学质量。中学生的思维特点和情感特征 使得他们还不适应由理论到理论的思维方 ．通 过实验可以提高学生兴趣，给学生提供更多的信 息，同时实验得出的结论对于他们更具有说服 力。特别是现行高中物理课本，给出了一个系统 而严密的理论体系，表达简明准确，具有较强的 概括性和抽象性。如同压缩饼干，虽营养丰富却 难以下咽，许多学生脑子里的物理就是远离生活 的一些枯燥的概念、规律和难解的习题。物理来 源于生产、生活，且广泛应用于生产、生活的各个 领域，鉴于中学生的思维特点及认知规律，教师 不妨将课本概括性极强的物理理论广泛地与生 活、生产实际相结合，用演示实验进行课堂教学， 让学生感到物理就在身边，从而让他们以更大的 兴趣走进物理的殿堂。（栏目编辑 罗琬华）