1、物理演示實驗及改進的幾點嘗試云南省個舊市第三中學 管秀梅物理知識來源于實踐，特別是來源于觀察和實驗，物理是一門以實驗為基礎的學科。每個概念的建立，每個定律發現，無一不以堅實的實驗結論為基礎。離開了實驗就談不上物理學的發展。例如：經典力學奠基人伽利略研究自由落體運動就采用了間接實驗方法；居里夫人經過艱苦的實驗，發現了放射性元素釙和鐳，從而打開了人類進入原子核世界的大門。實驗能給學生正確的物質觀認識論，能培養學生崇尚科學重視實踐追求真理的世界觀，實驗在培養學生全面發展中有著不可缺少的作用。演示實驗是物理教學方法的一個重要組成部分，是使教學直觀化、形象化的重要手段，是“就物說理”的具體表現，也是培養

2、學生思維能力、建立物理概念的重要措施。它不僅可以幫助教師對教材內容進行具體生動的講解，還可以啟發學生的思維，發揮他們學習的積極性和自覺性，促進他們對所學知識的理解和記憶。“演示實驗可以使課堂教學過程生動有趣，注意力集中，對物理現象獲得深刻的印象”，是教學的各個環節中不可缺少不可替代的一個重要環節。我們必須十分重視，要做到目的明確，既明顯直觀又充滿啟發性，結果正確且顯著，使學生觀察后能較快、較準確地了解物理現象，建立物理概念，得出初步結論。同時我們應在教學實踐中不斷探索改進，創新實驗內容，提高實驗教學的質量，保證教學任務順利完成。（一）演示實驗基本內容及要求1.演示實驗目的要明確“認識物理現象，

3、建立物理概念，掌握物理定律和規律，解決物理問題或習題的學習過程中都需要演示實驗。”演示實驗具有直觀、生動、新奇、效果明顯的特點，一些好的演示實驗給學生感官以強烈刺激，可使其終身難忘。在開始學習認識電的知識時，我和學生一起把紙剪碎放在桌面上，然后用身上的毛線衣摩擦三角板，把三角板靠近碎紙，碎紙便會跳起來粘附在三角板上。這個實驗有趣又容易做到，學生一輩子都記得，對摩擦生電有了清晰而直觀的感性認識。演示實驗是用來配合教學的，我們應該根據不同的內容和要求，選擇最佳的實驗進行演示，以達到教學目的。能達到教學目的的實驗可能有好幾個，我們不必一一演示，只要精心選擇一個或幾個足以達到目的即可，但無論什么樣的選

4、擇，都必須具有明確的目的，防止喧賓奪主，反而達不到預期的教學效果。2.演示實驗要明顯直觀演示實驗是我們教師在課堂上結合教學內容進行親手操作表演的實驗，是展現物理這一自然科學最具魅力的有效手段，既然是做給學生看的，每個實驗就應做到明顯直觀，過程清楚，結果顯著。首先，明顯直觀。就要求演示的器材尺寸要大些，刻度線條要粗些，使教室最后一排的學生看得清，還可借助投影、機械放大等手段增強其明顯直觀性。例：用活動底片放在投影儀上拉動底片，演示機械波的形成，在銀幕上看得非常清楚；再用一根白色長細繩一端栓在教室的門把手上，一端栓在筷子的一頭，手拿著筷子的另一頭抖動形成一列機械波效果也非常明顯。另外，一些細節也應

5、考慮，比如：儀器放置的位置及方向，背景的色調、照明的光線等。其次，過程清楚。整個實驗分幾步、先做什么、后做什么教師要講清楚，學生要能看清楚，最后得出什么結果，要一目了然，給學生感官一個強刺激。要通過現象看到本質，沒有必要選擇精密復雜的實驗裝置。例如，在玻璃瓶中裝紅色水，塞子中插一細玻璃管讓管中紅色水面升到一定高度，只要一捏玻璃瓶，很明顯看到管中的水面立即上升一定的高度，這充分地說明了物體受力后發生的微小形變。3.要有啟發性演示實驗能夠提供豐富的感性材料，化抽象為具體。但它不是雜技魔術表演，它最終目的是要讓學生通過觀察啟發思維，經過分析歸納得到物理概念和規律，并培養興趣，發展能力。因此從設計編制

6、程序、選材到每一個過程以及得出什么結果都必須在啟發性上下功夫。實驗中的啟發性，首先在于以趣激疑，當生動的物理現象出乎學生的意料之外時，認知的矛盾將上升為思維的動力。例如，在做大氣壓托住水杯中的水的實驗時，我是這樣改進的：先提出問題：裝水的杯子倒過來水會流下來嗎？學生都說會，然后把裝水的杯子倒過來，水當真流下了。馬上問水為什么會流下來嗎？說明這是因為水受到重力的作用。接著問如果在杯口蓋一紙片，倒過來水會流下嗎？有的說會，有的說不會，有的不出聲。接著壓住紙片把水杯倒過來，當手離開蓋著杯口的紙片而水并沒有流下時，同學們都同時發出一片“哇”的驚嘆聲，學生的問題必將由然而生，這時需要及時給予引導，提出一

7、系列問題：為什么會有這種現象？是什么原因引起的？是紙托住了杯內的水，那么是什么托住了紙片？然后釋疑得理，由實驗引發的問題經學生思考，教師講解，便逐步了解物理知識，掌握了物理規律，這一過程體現了由實踐上升成理論的認知規律。4.要有顯著正確的結果一個演示實驗要么能引出一個物理概念和規律，要么驗證一個物理概念和規律，因此，每個演示實驗一定要確保有顯著正確的結果。歷史上著名的“泊松亮斑”極生動地說明了這個問題。光的微粒說支持者法國數學家物理學家泊松為檢驗菲涅耳的波動理論，在應用菲涅耳對光波繞障礙物衍射的數學方程時，泊松證明：如果這些方程的確描述了光的性質，那么當一個小小的不透光的圓盤置于光束中時，放在

8、圓盤后面的屏上應當在陰影的中央出現一個亮斑。這在當時的物理學家的頭腦中是不可想象的，是荒謬的。泊松十分指望這個荒謬的預言會導致推翻波動說，因而他要求菲涅耳做實驗。菲涅耳接受了這個挑戰，他安排了一個實驗裝置來證實這個預言，果然實驗的確證實了在陰影的中央有一亮斑。在教學中我是這樣做的：把一不透明的小圓形紙片（直徑大約0.3厘米）貼在一塊小玻璃板上，形成一不透光的圓盤，然后用調成平行光的手電筒光照射這個小黑點，調整光源、玻璃、光屏之間的距離，果然在光屏上得到明暗相間的同心圓環，在正中心出現一亮斑。學生看后感到出乎預料和驚訝，這時馬上對學生加以解釋，說明這是光的衍射，進一步說明光具有波動性。此實驗的關

9、鍵是小圓形紙片的大小，過大或太小效果都不太好，要讓結果顯著而正確，就必須先做多次對比實驗。（二）演示實驗中還會存在的問題1.課前的充分準備演示實驗作為一種教學手段，是教師備課的重要內容，需要我們認真研究和準備，要準備到每一個細節。如果輕視課前演示實驗的準備工作，往往造成演示失敗或出現意想不到的情況，以致在課堂上手忙腳亂，勉強讓學生接受了結論，教學效果也不會理想。造成這種情況的原因，有的是認識存在問題，對實驗教學不重視；有的是疏忽大意，以為實驗內容簡單，以前做過或曾看見別人做過；還有的是怕麻煩，這些都是演示實驗教學的大忌。課前做好充分的準備，可以提高演示的成功率，但不能保證課堂上一定不出問題。出

10、了問題怎么辦？一是要鎮定，切忌手忙腳亂，應認真思考和分析，盡可能及時找出原因，迅速排除故障；二是要實事求是，萬一失敗不可簡單地用“儀器不行”來搪塞，更不能編造數據，弄虛作假。應當向學生如實說明實驗失敗的原因，申明下次再做。這種負責的精神和科學的態度，才能培養學生實事求是的科學作風，對學生產生良好的影響。2.操作規范性操作規范是指教師一定要認真按照操作程序進行，包括“儀器的放置、裝接方法、操作、數據觀察和記錄等”，動作要準確、大方。教師的一舉一動都是示范給學生看的，會給學生留下深刻的印象，起到潛移默化的作用。教師的規范操作，不僅是實驗成功的前提，而且是學生模仿的范本，能使學生養成嚴謹求實的良好實

11、驗習慣。如果不規范，草草了事，僅以能顯示實驗現象為滿足，急急表演，匆匆收場，這樣的實驗必不能給學生留下深刻的印象，而且忽視了學生由感性到理性的上升過程，忽視了學生能力的培養，不能達到實驗的目的。3.演示實驗要清楚演示實驗不僅要現象清楚，而且還要面向全體學生。教師要想方設法增大演示實驗的可見度。投影放大、機械放大、自制可見度大的儀器進行演示等都是常用的方法。演示實驗模糊不清，學生看不到清晰的實驗過程和明顯的實驗結果，搞不清實驗所演示的規律、原理，無助于物理教學，做了也是白做，不但浪費時間，還會引起學生逆反心理。（三）演示實驗改進的幾點嘗試1.慣性演示實驗的改進物理教材中已編入了大量的演示實驗，但

12、有的章節和知識點還沒有演示實驗或數量還不夠，有些實驗因為自身設計或實際教學條件的局限，效果還不夠理想。演示實驗的有無在教學的效果上有很大區別，為達到“事半功倍”的效果，根據教學的實際情況，適時加入演示實驗很有必要。即使教材已列出演示實驗，也還有必要補充適當的演示實驗，通過加強和反復刺激，讓學生所學習的知識得到強化和鞏固。九年級“物體的慣性”的教學，在牛頓第一定律的學習之后，學生已初步認識到“一切物體在沒有受到外力的時候，總保持靜止狀態或者說勻速直線運動狀態”。但還不牢固，還殘留著“力是維持運動狀態的原因”的錯誤物理觀念。如有的同學認為滾動的足球是受到“前沖力”的作用，為改變這一認識，教學時還可

13、加入演示實驗，請學生復述牛頓第一定律之后，用一端開口，一端封閉的玻璃管，內放入一小鋼珠，用紙封住開口端，手拿玻璃管在水平方向甩動，當手突然停止時小鋼珠繼續向前沖破紙片而飛出。進而歸納出運動物體本身有保持運動狀態不變的特性。2.音調高低與振動頻率之間的關系演示實驗的改進現行教材有很多精彩的演示實驗，教師教學時，由于種種原因，教材給出的一部分演示實驗效果不盡如人意，需要我們大膽地改進，重新設計。八年級上冊物理“音調”中的“紙片劃過木梳”“橡皮筋振動”的實驗，目的是通過演示實驗讓學生感受音調高低并研究音調高低與振動頻率之間的關系，而上述兩實驗響度較小，能夠聽到的學生少。我準備一片長約15cm30cm

14、的鋼鋸片，并布置學生也準備這樣一片鋼鋸片（這是很容易找到的），一端用手按于桌面上，另一端伸出桌面，改變伸出桌面的長度，撥動鋼鋸片的自由端會發出不同音調的聲音。自由端長些振動頻率低些，因而音調低；自由端短些，振動頻率高些，因而音調高。每個同學都可同時做，效果既明顯，又能調動學生的興趣，做得好的同學甚至可以彈出簡單的旋律來！3.用水果制成電池的演示實驗例如:在講“電源是把其它形式的能轉化為電能的裝置”這一知識時，我用一新鮮蘋果，兩頭分別插上銅片和鋁片（或鋅片），把發光二極管用導線連接在銅片和鋁片（或鋅片）上，發光二極管即能發光。學生看到后“簡直不敢相信自己的眼睛”。接著引導學生進行思考，然后加以說明這是化學能轉化為電能，在蘋果、銅片、鋁片、導線、二極管構成的回路中，因有電流通過從而使二極管發光，并把電能轉化成了光能。感興趣的學生自己回家又重做這個實驗，從中得到了很多啟示，也得到了很大的樂趣。如果由于條件的限制，找不到功率很小的發光二極管，則可以用學生萬用表的電流、電壓檔來顯示電流和電壓，效果同樣很明顯，只是沒有電能轉化成光能這一點了。多年的教學實踐使我深深體會到：第一、重視演示實驗是提高物理教學質量的