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演示實(shí)驗(yàn)在中的不可替代性

時(shí)間: 戴建新0 分享

摘要:本文闡述了演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要性和不可替代的作用。說(shuō)明了演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)過(guò)程中的注意點(diǎn),對(duì)發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用,提高演示效率,促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),建立正確的學(xué)習(xí)方法等有一定的指導(dǎo)作用。

  關(guān)鍵詞:替代性,明確,直觀,可靠,啟發(fā)性

  實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),是檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)生建立完整的物理概念和導(dǎo)出正確物理規(guī)律的課堂教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)是最活躍最具生命力的部分。演示實(shí)驗(yàn)是指為配合教學(xué)內(nèi)容由教師操作表演示范的實(shí)驗(yàn)。是深受學(xué)生歡迎的實(shí)驗(yàn)形式,是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特方法。它能化抽象為具體,化枯燥為生動(dòng),把要研究的物理現(xiàn)象清楚地展示在學(xué)生面前。能引導(dǎo)學(xué)生觀察,并進(jìn)行思考,配合講授使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律,達(dá)到"事半功倍"的效果。
實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容選擇、構(gòu)思設(shè)計(jì)、演示過(guò)程等對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)、培養(yǎng)能力和學(xué)習(xí)科學(xué)方法有重要意義。要使演示實(shí)驗(yàn)真正達(dá)到演示目的,必須做到以下幾點(diǎn):

  1.要目的明確,忌隨心所欲
物理教學(xué)中,演示實(shí)驗(yàn)是新課導(dǎo)入的重要方法之一。實(shí)驗(yàn)具有生動(dòng)、直觀、新奇的特點(diǎn),容易激發(fā)學(xué)生的直覺(jué)興趣。如能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的趣味性、奇異性、多變性,就能創(chuàng)造出生動(dòng)的情景,使學(xué)生思維活躍。演示實(shí)驗(yàn)是用來(lái)配合教學(xué)的,應(yīng)根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容和要求,選擇用合適的實(shí)驗(yàn),合理地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以便讓學(xué)生清楚地認(rèn)清物理概念和規(guī)律。
例如,在講授"平拋運(yùn)動(dòng)"這一節(jié)的內(nèi)容時(shí),我們可以選擇的演示實(shí)驗(yàn)比較多。如拋出的粉筆頭、桌上滾落的玻璃球、水流的噴射、平拋運(yùn)動(dòng)演示儀、閃光照相等。其目的就是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)"平拋運(yùn)動(dòng)可以看作是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成。"這一規(guī)律。我們利用演示實(shí)驗(yàn)都應(yīng)清楚地顯示出演示內(nèi)容的本質(zhì)特征。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)時(shí)要增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性,更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維積極性。
再比如,講"摩擦力"這一節(jié),我們可以用引導(dǎo)提示法指出我們要實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題和目的。如"摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)系呢?",為了研究這個(gè)問(wèn)題,我們調(diào)整吊盤(pán)上的重物的重量,使木塊在桌面上作勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)繩子對(duì)木塊的拉力就等于木塊與桌面間的滑動(dòng)摩檫力。然后在木塊上加一個(gè)重物,增大木塊與桌面間的壓力,這時(shí)發(fā)現(xiàn),必須增加吊盤(pán)上的重物,使拉力增大,木塊才能做勻速運(yùn)動(dòng)。可見(jiàn)增大木塊與桌面之間的壓力,木塊與桌面之間的滑動(dòng)摩檫力也增大。學(xué)生就很自然地得出"兩個(gè)物體間的滑動(dòng)摩檫力f的大小跟這兩個(gè)物體之間的壓力N大小成正比"的結(jié)論,即f=μN。然后進(jìn)一步得出動(dòng)摩擦因素與兩接觸物體的材料和它們接觸面的粗糙程度有關(guān)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男悦鞔_,環(huán)環(huán)緊扣,步步深入,學(xué)生必定會(huì)有很強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí),很清楚的認(rèn)知思路,從而輕松地掌握這節(jié)的內(nèi)容。
演示實(shí)驗(yàn)切忌毫無(wú)目的,隨心所欲。演示實(shí)驗(yàn)的最終目的是為教學(xué)服務(wù)的,為的是在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,理解規(guī)律,從而掌握規(guī)律。為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn),沒(méi)有目的性,只會(huì)使學(xué)生浮于實(shí)驗(yàn)過(guò)程與表面現(xiàn)象,不知道老師為什么做實(shí)驗(yàn),不知道實(shí)驗(yàn)演示了什么規(guī)律,更談不上自己去發(fā)現(xiàn)與探討規(guī)律了。對(duì)老師而言,這樣的實(shí)驗(yàn)是"吃力不討好" 的事。

  2.要明顯直觀,忌模糊不清
可以說(shuō)演示實(shí)驗(yàn)的一切功能都不能離開(kāi)觀察,觀察者只能在演示者所給現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀察。因此,演示實(shí)驗(yàn)的直觀是最起碼的要求,教師在設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
首先,物理過(guò)程的變化要顯著。為了使現(xiàn)象明顯,儀器的尺寸要比較大,尤其是觀察部分的尺寸要大、刻度線條要粗,要使教室內(nèi)最遠(yuǎn)的同學(xué)也能看清。這樣做演示的精密度雖有所降低,但可以用感受效果來(lái)彌補(bǔ)。必要時(shí)可以借助投影、機(jī)械放大、光杠桿、放大電路等手段增強(qiáng)現(xiàn)象的明顯性,提高觀察效果。另外,儀器擺放的位置,被觀察主體與背景的色調(diào)對(duì)比等也會(huì)影響觀察的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生煙、襯托背景、照明等方法來(lái)增強(qiáng)觀察效果。
其次,儀器簡(jiǎn)單,過(guò)程明了。演示之所以要直觀,就是為了能從實(shí)驗(yàn)中直接觀察到物理過(guò)程,認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì),而不需要過(guò)多地拐彎抹角,受其它無(wú)關(guān)因素的干擾。特別是一些為建立、鞏固物理概念的定性演示中,沒(méi)有必要選擇精密復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置。例如,我們用橢圓墨水瓶演示微小形變現(xiàn)象,效果就比用復(fù)雜的光桿系統(tǒng)裝置要好。又如,用旋轉(zhuǎn)電樞(或磁鐵)的方法演示電動(dòng)機(jī)的原理就比搬一個(gè)真的電動(dòng)機(jī)來(lái)做實(shí)驗(yàn)更能突出物理原理。
第三,要多種感官并用。有資料表明"在接受知識(shí)方面,單靠聽(tīng)覺(jué)一般只能記住15%左右;單靠視覺(jué),從圖象獲得知識(shí),只能記住45%左右;如果兩者結(jié)合起來(lái),可記住65%"。因此,調(diào)動(dòng)學(xué)生各部分感官的協(xié)調(diào)并用,比單一渠道要好。我們應(yīng)該考慮學(xué)生的各種感官對(duì)信息的分辨能力,以強(qiáng)化有效刺激,促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新規(guī)律的理解。例如,講加速度時(shí),學(xué)生視覺(jué)感受到加速度影響速度的變化可能不很明顯,可以用多媒體課件來(lái)演示。演示時(shí),速度的變化可以用音高變化來(lái)表示。使學(xué)生聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)共同作用可能比單純用視覺(jué)更直接。因而對(duì)變化率的概念比較容易建立。
演示實(shí)驗(yàn)切忌模糊不清。學(xué)生看不到清晰的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和明顯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,搞不清實(shí)驗(yàn)所演示的規(guī)律、原理,無(wú)助于物理教學(xué)。與其浪費(fèi)時(shí)間,不如不做。

3.要安全可靠,忌弄虛作假。
課堂上的教學(xué)時(shí)間是極其寶貴的,如果教師在演示中出現(xiàn)失誤和差錯(cuò),不僅會(huì)殆誤時(shí)間,而且會(huì)引起對(duì)所得結(jié)論的懷疑。因此,教師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)必須確保成功。
成功的演示是由多方面的因素決定的。首要條件是掌握實(shí)驗(yàn)原理,它是設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。只有掌握了原理,才能準(zhǔn)確的抓住關(guān)鍵,成功的進(jìn)行演示。例如,靜電實(shí)驗(yàn)我們一般認(rèn)為比較難做,其實(shí)關(guān)鍵在于靜電電壓高而電量少。因其電壓高,通常所說(shuō)的絕緣體在高壓下變成了導(dǎo)電體;因其電量少,電荷容易漏。從原理上進(jìn)行分析,我們就可以找到改進(jìn)靜電演示實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵--解決絕緣問(wèn)題。只要對(duì)儀器進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)就行了。
其次,要注意環(huán)境條件。有些實(shí)驗(yàn)的成敗與環(huán)境等外界條件很有關(guān)系。例如,空氣的濕度對(duì)靜電實(shí)驗(yàn)很有影響,某些電學(xué)實(shí)驗(yàn)跟電源電壓的穩(wěn)定性有關(guān)。因此,教師在課前要選擇好所需的儀器和材料,仔細(xì)地進(jìn)行檢查,熟悉儀器的使用性能,了解實(shí)驗(yàn)的精確程度,估計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間,觀察教室里即將演示的環(huán)境等。
課前做好充分的準(zhǔn)備,可以提高演示的成功率,但不能保證課堂上一定不出問(wèn)題。出了問(wèn)題怎么辦?一是要鎮(zhèn)定,切忌手忙腳亂,應(yīng)認(rèn)真思考和分析,盡可能及時(shí)找出原因,迅速排除故障;二是要實(shí)事求是,實(shí)驗(yàn)失敗不可簡(jiǎn)單地用"儀器不行"來(lái)搪塞過(guò)去,更不能編造數(shù)據(jù),弄虛作假。應(yīng)當(dāng)向?qū)W生如實(shí)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)失敗的原因,申明下次再做。這種負(fù)責(zé)的精神和科學(xué)的態(tài)度,必將培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng),對(duì)學(xué)生產(chǎn)生良好的影響。

  4.要有啟發(fā)性,忌難易不分
演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料,變抽象為形象。但它的最終目的是要通過(guò)觀察啟發(fā)思維,使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律,發(fā)展能力,培養(yǎng)興趣。因此,在設(shè)計(jì)和編制演示程序時(shí),必須在啟發(fā)性上下功夫。
演示中的啟發(fā)性,首先在于以趣激疑。當(dāng)生動(dòng)的演示現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料之外時(shí),認(rèn)知的矛盾將上升為思維的動(dòng)力。例如,靜電植絨實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)啟動(dòng)手搖感應(yīng)起電機(jī)時(shí),下極板上的小紙屑不斷地飛舞,粘附在涂有膠水的上極板上,形成了美麗的圖案。而對(duì)這一美妙神氣的現(xiàn)象,學(xué)生的問(wèn)題必將油然而生。
運(yùn)用演示引發(fā)問(wèn)題,只是啟發(fā)思維的起點(diǎn),雖然它是學(xué)生開(kāi)展積極思維的突破口,但要推進(jìn)思維的展開(kāi),仍需有教師不斷的引導(dǎo)。例如,為什么會(huì)有這種現(xiàn)象?怎樣才能產(chǎn)生?怎樣才能做得更好?……在學(xué)生不斷的探討、思索中,逐步掌握物理知識(shí),了解物理規(guī)律,這樣的實(shí)驗(yàn)就成為了推進(jìn)思維的向?qū)А?br/>演示實(shí)驗(yàn)一般情況可采用這樣的幾步:提出問(wèn)題,通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立初步表象;再做實(shí)驗(yàn),又提出問(wèn)題進(jìn)行探討,找出規(guī)律;應(yīng)用規(guī)律來(lái)說(shuō)明問(wèn)題,并用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。這一過(guò)程體現(xiàn)了實(shí)踐--理論--實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律。演示實(shí)驗(yàn)切忌難易不分,草草了事。有些新教師做實(shí)驗(yàn),常常以能顯示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為滿足,急急表演,匆匆收?qǐng)?。這樣的實(shí)驗(yàn)必不能給學(xué)生留下深刻的印象,而且忽視了學(xué)生由感性到理性的上升過(guò)程,忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng),不可能達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的目的。
總之,演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有不可替代的作用。教師只有明確了演示實(shí)驗(yàn)的重要性,掌握了正確的方法,才能使學(xué)生的觀察和思維活動(dòng)緊密地結(jié)合起來(lái),用觀察促進(jìn)思維活動(dòng)的展開(kāi),又用思維指導(dǎo)觀察活動(dòng)的進(jìn)行,逐步掌握物理概念和規(guī)律,發(fā)展觀察和思維能力,才能使我們的物理教學(xué)達(dá)到"事半功倍"的效果。此外,教師對(duì)待演示實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度也會(huì)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)起到潛移默化的作用。

參考文獻(xiàn):
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《中學(xué)物理教學(xué)概論》 閻金鐸 田世昆 高等教育出版社
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