怎樣改革物理演示實(shí)驗教學(xué)
物理學(xué)是一門(mén)以觀(guān)察和實(shí)驗為基礎的科學(xué)。課堂演示實(shí)驗是中學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規律、理解和掌握物理知識不可缺少的環(huán)節，還能培養學(xué)生的觀(guān)察能力、思維能力、探索精神以及良好的學(xué)習方法。也是變應試教育為素質(zhì)教育，提高人才科學(xué)素質(zhì)的重要手段之一。那么，如何改革物理演示實(shí)驗教學(xué)以適應社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟對人才的需要。本文就此談?wù)劰P者的膚淺體會(huì )和做法，與同行們研討。一、重視演示實(shí)驗教學(xué)，加強能力培養
目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實(shí)驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們非常重視物理實(shí)驗教學(xué)和研究問(wèn)題的方法，如日本初中物理的課時(shí)數只有75課時(shí)，但安排的學(xué)生實(shí)驗卻有20個(gè)，演示實(shí)驗有130個(gè)，并且絕大多數都是研究性實(shí)驗，基本形成以實(shí)驗為中心的課堂體系�？梢�(jiàn)，他們的學(xué)生在實(shí)驗方面得到訓練和能力培養比我國的學(xué)生多得多，他們學(xué)生的實(shí)驗心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強。因此，在當前我國中學(xué)教育由應試教育向素質(zhì)教育轉變過(guò)程中，教師對物理實(shí)驗教學(xué)，必須引起高度的重視。為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結合教學(xué)實(shí)際，研究解決的方法，努力開(kāi)發(fā)一些直觀(guān)的演示，同時(shí)在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現代科學(xué)的新成就。例如：用激光演示光的干涉和衍射，用發(fā)光二極管演示電磁感應中機械能與電能的相互轉化等。在實(shí)驗教學(xué)中，可在規定的實(shí)驗中，適當增加相關(guān)演示項目，使教學(xué)內容更加豐富，使學(xué)生的眼界更加開(kāi)闊。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側套上橡皮筋，平衡時(shí)，引力等于斥力；增大球距時(shí)，引力大于斥力；縮小球距時(shí)，引力小于斥力。這樣不僅培養學(xué)生對物理的學(xué)習興趣，更多地拓寬學(xué)生視野，豐富他們的想象，而且能有效地提高了學(xué)生的觀(guān)察能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二、在演示實(shí)驗中增加學(xué)生的參與
演示實(shí)驗是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)又引導學(xué)生對實(shí)驗進(jìn)行觀(guān)察、思考和分析的一種物理實(shí)驗教學(xué)方式。傳統的課堂教學(xué)，演示實(shí)驗通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實(shí)驗學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實(shí)驗心理素質(zhì)的提高。
在演示實(shí)驗中，應積極引導學(xué)生觀(guān)察、猜想、分析、歸納總結，甚至在實(shí)驗操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實(shí)驗的內容，多次重復，加深印象，鞏固記憶。例如：在“楞次定律”一節的教學(xué)中，筆者變原來(lái)的課堂演示實(shí)驗為邊做邊講實(shí)驗，每?jì)晌粚W(xué)生發(fā)一套實(shí)驗器材（干電池、電流表、原線(xiàn)圈、條形磁鐵、導線(xiàn)），實(shí)驗中讓學(xué)生首先觀(guān)察電流方向與電流表指針偏轉方向的關(guān)系，再觀(guān)察原線(xiàn)圈的電流方向與磁鐵運動(dòng)方向的關(guān)系，把直觀(guān)的材料作為培養學(xué)生知覺(jué)、觀(guān)察力的材料，引導學(xué)生仔細、準確地進(jìn)行觀(guān)察，然后引導學(xué)生討論、研究、對比、總結出感生電流所引起的磁場(chǎng)方向與磁鐵運動(dòng)方向的關(guān)系，最后訓練學(xué)生用科學(xué)的語(yǔ)言描述，并解釋所觀(guān)察到的現象，從而順理成章地寫(xiě)出楞次定律�？梢�(jiàn)，演示實(shí)驗在教師指導下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實(shí)驗技能的機會(huì )，又能得到科學(xué)方法的訓練及能力的培養，加深理解和掌握物理概念和規律，同時(shí)可領(lǐng)略物理學(xué)的思想，培養科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。 三、變驗證性實(shí)驗為探索性實(shí)驗
中學(xué)物理課堂演示實(shí)驗可分為驗證性實(shí)驗和探索性實(shí)驗，而大部分是驗證性實(shí)驗。驗證性實(shí)驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。但是，對學(xué)生在學(xué)習物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養學(xué)生主動(dòng)探索物理規律的能力，而探索性實(shí)驗對培養學(xué)生思維能力、創(chuàng )造能力、自學(xué)能力、觀(guān)察實(shí)驗能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力有獨到的作用。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)：“對真理的探索比占有更加寶貴”。因此，在教學(xué)中可把一些驗證性的實(shí)驗變?yōu)樘剿餍缘膶?shí)驗。在實(shí)驗教學(xué)中，要盡量再現實(shí)驗的設計過(guò)程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。例如在“牛頓第二定律”一節的教學(xué)中，筆者將這個(gè)驗證性實(shí)驗變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗。其研究方法：①邊學(xué)邊做實(shí)驗：首先讓學(xué)生按照自己設計好的實(shí)驗方案做實(shí)驗，使學(xué)生從實(shí)驗中初步認識物體的加速度a與物體的質(zhì)量m及它所受外力F有關(guān)。然后，筆者再演示課本上的實(shí)驗，規范操作，這樣，不僅使學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗方法，而且讓學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗過(guò)程，注意發(fā)現研究對象引起變化的原因和條件以及在實(shí)驗中出現的現象，使學(xué)生對a和F、m的關(guān)系獲得感知。②探索知識：指導學(xué)生對問(wèn)題進(jìn)行具體研究，處理實(shí)驗數據、列表、畫(huà)出a－F、a－1／m的圖像。③歸納總結：師生共同分析、歸納、總結出牛頓第二定律。這樣，讓學(xué)生用實(shí)驗探索和理論探研兩種方法自我進(jìn)行推證，在推證過(guò)程中學(xué)生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃?dòng)探索自然規律，對知識學(xué)得更扎實(shí)、更牢固，同時(shí)使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。 總之，物理課堂演示實(shí)驗要與學(xué)生的分組實(shí)驗有機地結合起來(lái)，努力培養學(xué)生下面幾個(gè)方面的基本實(shí)驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數據處理的知識，其中特別是圖線(xiàn)處理數據中，區分已知規律與未知規律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發(fā)理解實(shí)驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數據的記錄與處理；四是驗證性實(shí)驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結論與實(shí)驗結論比較的思想。
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