例说演示实验的自行设计

例说演示实验的自行设计徐洁 武汉市第十二中学 摘要：结合课堂教学实例，阐述高中物理演示实验的设计与实施，就演示实验对提高课堂效率的作用进行了较深入的研究。关键词：演示实验 惊奇 对比 设计 求知欲演示实验是配合教学内容由教师操作示范的实验，是深受学生欢迎的实验形式，是教师施展教学艺术的独特方法，它能化抽象为具体，化枯燥为生动，提高课堂效率，达到“事半功倍”的效果。创造性地设计演示实验，是值得每一个物理教师思考的课题。笔者在这方面做了一些尝试，收到了较好的教学效果。1.现象惊奇，激发求知欲惊奇的演示实验不但能高度吸引学生注意力，而且能促使学生深思，最大限度的激起学生的学习兴趣和求知欲。比如在讲自感时，为了加深对自感现象的认识，我设置了一个“有惊无险”的我自己称为“千人震”的趣味物理实验。实验器材：一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关、一个可拆变压器实验装置：如图所示，几位同学手拉手连成一排，首、尾两位同学两只空着的手和裸露的导线相连，“串联”在电路中。操作说明：（1）闭合开关前，要求学生谈体验（没感觉）（2）闭合开关后，要求学生谈体验（没感觉）（3）断开开关后，同学们迅速收回双手有电击的感觉，课堂气氛活跃。优点：（1）学生体验深刻，能很好激起学生的探究欲望，学生参与面较广，师生互动。（2）器材简单易得，改装方便，具有普适性。一节干电池何以能使这么多同学同时受到电击？学生对此引发的思维疑问和惊奇而提出问题，从而引入本节课研究的课题自感现象。再如在学习“冲量定理”一节时，可设计一个“高空落鸡蛋”的对比演示实验；学习“超重失重”一节时，可做一个侧壁有小孔的矿泉水瓶下落实验，自由下落时水不从小孔流出；学习“机械能守恒”一节时，可采取“铁球碰鼻”实验（铁球自鼻尖无初速释放再摆回，看学生怕不怕铁球碰伤鼻子）等等。上面这些演示实验惊险刺激而不乏趣味性，令学生印象深刻。2.差异对比，引发认知冲突通过鲜明的对比实验，引发学生的认知冲突，打破原有的认知平衡，提高他们主动探究知识的兴趣与欲望，以达到课堂教学目的。比如在讲自由落体运动时，我通过不断的对比演示实验，层层剥离，自然而然地使学生认识到影响物体下落快慢的因素是空气阻力，最终明白自由落体运动的概念。培养了学生严密的逻辑思维能力 , 突破了教学难点 。过程如下：（一）通过实验，消除学生的错误观念【演示】同一高度同时释放：a石子与树叶，谁先落地？b等面积的纸片和金属片，谁先落地？结论：物体越重，下落越快错误结论【互动演示】物体越重一定下落越快吗？出示两张相同的纸，要求学生用简单易行的小实验，推翻上述结论。可行方案a：其中一张撕去一部分然后揉成团，再同时下落轻的纸团下落快可行方案b：其中一张揉成团，再同时下落等重的纸团和纸片下落快慢不同结论：重的物体不一定下落得快【介绍】伽利略在1638年写的两种科学的对话中给出的巧妙推理。【思考】影响物体下落快慢的因素是什么呢？空气阻力！如果没有空气阻力，轻重不同的物体，下落快慢如何呢？（二）通过实验，引导学生建立正确观念【演示】牛顿管实验（实验步骤倒置亦可）步骤a：不抽气，不同物体下落快慢不同步骤b：抽去部分空气，不同物体下落快慢比较接近步骤c：抽成接近真空，不同物体下落快慢相同结论：轻重不同的物体，只受重力时，下落快慢相同正确结论通过以上过程，再引入什么是“自由落体运动”，水到渠成。【趣味演示】我还自制了测反应时间的教具在一长一短两只普通刻度尺反面标上相应的反应时间，课堂上请一名体态较胖行动较缓的学生去抓长尺，请另一名精灵调皮的学生去抓短尺，结果胖的抓住了，瘦的没抓住（短尺过短，普通人的反应时间之内都是抓不住的）。对比实验效果显著，学生在欢笑中明白了其中的道理。再比如电动势的新课教学，在引入新课时，可以先后把充好电的电容器和一节干电池分别与音乐贺卡连接，学生发现电容器连接的贺卡很快就不响了。通过对比实验得出，电源是能提供持续的电压和电能的元件。3.合理运用多媒体，优化演示实验教学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。例如在讲水波的干涉、衍射现象时，用发波水槽借助投影仪演示，既起放大作用，又使其有动感，使学生看到清晰的干涉条纹，对学生脑子里形成正确概念有极大的帮助。但是还有部分同学对波的叠加原理难以理解，又缺乏想象力，为此我又用计算机自己设计模拟制作了多媒体课件，展示一条直线上两传播方向相反的两列波的叠加，可十分形象直观地表现波的叠加，学生也容易理解，并取得了良好的教学效果。演示实验是物理课堂教学的重要阵地，好的演示实验能大大提高课堂效率。此外，教师对待演示实验的创新精神、严谨作风和科学态度也会对学生的实验能力培养起到潜移默化的作用。 在演示实验的改进、设计和拓展方面，笔者作为一名一线教师将不断探索下去，也期待与同行共同研讨。全文总字数：2148作者姓名：徐洁 xujie通讯地址：湖北省武汉市江汉区航空小路13号 武汉市第十二中学 物理教研组 邮编：430030 电话：13971063690 邮箱：baobeizai 参考文献高中物理新课标教师教学用书 选修3-2浅谈高中物理演示实验改进的几个策略作者简介徐洁（ 1977年10月）女 籍贯江苏 武汉市第十二中学 中学高级教师 理学学士学位 4