淺談高中物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的幾個(gè)策略

1、淺談高中物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的幾個(gè)策略內(nèi)容摘要：本文闡述了高中物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的重耍性，結(jié)合筆者豐富的實(shí)驗(yàn)改 進(jìn)教學(xué)實(shí)踐，就演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的策略進(jìn)行了深入的研究和總結(jié)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)J屮物理；演不實(shí)驗(yàn)；策略高中物理演示實(shí)驗(yàn)是指在高中物理課堂教學(xué)中，以物理教師為主耍操作者的 示范性實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)是物理課堂教學(xué)中的一個(gè)重要部分，是教學(xué)直觀化、形彖 化的重要手段，又是“就物說(shuō)理”的具體表現(xiàn)。運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生 學(xué)習(xí)積極性和探究欲望；有利丁建立物理模型和概念進(jìn)而探究物理規(guī)律；有利于 正確理解定律和公式的物理意義；有利于開(kāi)拓學(xué)生的思路，發(fā)展他們的想彖力。 可見(jiàn)，課堂教學(xué)小如何運(yùn)用好演示實(shí)驗(yàn)有著非常重要的實(shí)

2、際意義。但是事實(shí)上， 教材中很多演示實(shí)驗(yàn)在取材、原理、可視度、可信度等方面存在著很多不足和缺 陷，所以必須在實(shí)際教學(xué)中加以改進(jìn)。本文結(jié)合筆者個(gè)人的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)踐，就演 示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的幾個(gè)策略進(jìn)行了一些探討，以期拋磚引玉。一、“變廢為寶”策略-實(shí)驗(yàn)來(lái)自生活物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該來(lái)源于牛活，?；钪泻芏鄰U棄物（如易拉罐、塑料瓶、乒乓球、 氣球、各種兒童玩具等）都能成為物理實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的原材料，所謂“瓶瓶罐罐當(dāng)儀 器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”。比如關(guān)于易拉罐的運(yùn)用，在教材靜電場(chǎng)章節(jié)里面，“研究靜電平衡導(dǎo)體 內(nèi)部的電荷”的演示實(shí)驗(yàn)，用到器材法拉第圓筒，而一般學(xué)校沒(méi)有，所以教師必 須口己進(jìn)行改進(jìn)。我的做法是，把易拉罐外部的油漆刮掉

3、，倒著粘貼在驗(yàn)電器上, 組成簡(jiǎn)易法拉第圓筒，教學(xué)效果也非常明顯。還比如，用氣球演示反沖實(shí)驗(yàn)，用 一次性注射器做拋體實(shí)驗(yàn)，本人還用易拉罐、吸管和鋁圈等做過(guò)楞次定律的實(shí)驗(yàn)。可見(jiàn)，我們?cè)谘芯垦菔緦?shí)驗(yàn)改進(jìn)時(shí)，應(yīng)該注重因陋就簡(jiǎn)、就地取材、變廢為 寶。這不僅為學(xué)校節(jié)約了開(kāi)支，而h取材為學(xué)生所熟悉，更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興 趣，提高教學(xué)效率。還能提高學(xué)牛的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)牛的環(huán)保意識(shí)。二、“化繁為簡(jiǎn)”策略一-小實(shí)驗(yàn)，大問(wèn)題麥克斯韋曾經(jīng)指出“一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，使用的索材越簡(jiǎn)單，學(xué)生越熟悉，就越 想透徹地獲得所要驗(yàn)證的結(jié)果”，可見(jiàn)演示實(shí)驗(yàn)宜簡(jiǎn)不宜繁。過(guò)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝 置還會(huì)分散學(xué)生的注意力，不易抓住事物的本質(zhì)，也不易鼓

4、勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí) 驗(yàn)。有時(shí)候，我們需要利用一些簡(jiǎn)單易懂的實(shí)驗(yàn)來(lái)替代過(guò)于復(fù)雜難懂的實(shí)驗(yàn)。比如教材中利用圓錐擺實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證向心力的表達(dá)式，取材簡(jiǎn)單，而且可以分 組實(shí)驗(yàn)。用它代替原來(lái)比較復(fù)雜的向心力演示儀，本人多次實(shí)踐證明其測(cè)量結(jié)果 相當(dāng)準(zhǔn)確。再比如，在演示光的反射折射實(shí)驗(yàn)里，用激光筆代替原來(lái)的激光演示儀。不 僅節(jié)約便宜，而且簡(jiǎn)單方便。用激光筆的激光對(duì)準(zhǔn)圓珠筆頭的小口，射到教室后 面的墻壁上，還能形成良好的衍射現(xiàn)象，學(xué)生也可以拿白紙檔住激光，就近觀察 光的衍射現(xiàn)象，效果非常不錯(cuò)。這樣就用簡(jiǎn)單、便宜、實(shí)用的激光筆，把復(fù)朵、 昂貴、易損的激光演示儀取代掉，這種方法和經(jīng)驗(yàn)很有推廣價(jià)值。比如自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)

5、小，利用牛頓管做自由落體運(yùn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)，教 師將牛頓管倒轉(zhuǎn)過(guò)程中，分散了部分學(xué)生的注意力，不利于學(xué)生觀察。我們上課 前可以做以下改進(jìn)：先把電磁線圈安裝在鐵架臺(tái)的上方，然后接通電源，再把抽 為真空的牛頓管水平放置，使鐵片、紙片吸在管的頂部。緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)牛頓管并把它 固定在豎直方向上，最后再切斷電源，學(xué)生便能清楚地看到鐵片和紙片同時(shí)開(kāi)始 下落并且同時(shí)落地。這樣不僅避免分散學(xué)生注意力，同時(shí)更好的達(dá)到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的 效果。三、“微小放大”策略-一提高實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度“微小放大”是物理學(xué)重要的思想方法之一。如庫(kù)侖定律、鈕稱實(shí)驗(yàn)、微小 形變等實(shí)驗(yàn)都滲透了“微小放大”的思想。所以，演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具冇一定的可見(jiàn)度, 在課堂演

6、示實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)往往因后面的學(xué)生看不清而深感遺憾，有些不得不 讓學(xué)生課后逐個(gè)觀看而消耗了許多精力?！拔⑿》糯蟆狈椒ㄔ诟咤锢韺?shí)驗(yàn)屮應(yīng)用廣泛。比如用“細(xì)管插瓶”演示微 小形變；用激光演示光的衍射實(shí)驗(yàn)，就把衍射圖樣對(duì)準(zhǔn)教室后面的墻壁，讓學(xué)生 拿白紙就近擋住激光觀察；自感現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)中，燈泡延遲亮的現(xiàn)象并不明顯, 本人對(duì)原電路進(jìn)行改裝，用電容器的充放電功能實(shí)現(xiàn)延遲，效果也很顯著；用乒 乓球輕輕靠近振動(dòng)的音叉，發(fā)現(xiàn)乒乓球被快速?gòu)楅_(kāi)，這不也是-種間接的微小放 大嗎？不管是老教材人教版高二物理（必修），還是新課程人教版選修3-1,對(duì)安 培力的測(cè)量（如圖1、圖2）只能定性的研究，沒(méi)有定量的測(cè)量。原因當(dāng)然

7、是安培力太小了，大約是10弋?dāng)?shù)量級(jí)，所以測(cè)量難度太大，而傳感器也不是一般學(xué)校 都有。所以我就設(shè)計(jì)了一個(gè)“電流天平”實(shí)驗(yàn)裝置（如圖3）,把線圈豎直綁在 一個(gè)感量0.02g的天平一邊，磁場(chǎng)水平，安培力豎直向下，這樣就測(cè)出安培力的 大小了，并可以用它探究磁感應(yīng)強(qiáng)度b的定義式，實(shí)踐效果非常好。這里正是利四、“無(wú)中生有”策略-開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)常無(wú)法滿足實(shí)際教學(xué)的需要。課本上還冇許多內(nèi)容沒(méi)冇現(xiàn) 成的儀器配備，若不做，則學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，很難對(duì)學(xué)生講清楚，口內(nèi)容顯得 枯燥乏味。真所謂“千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不清，一看實(shí)驗(yàn)便分明”，為此我們“無(wú)屮生有” 一些新的實(shí)驗(yàn)。比如在講自感時(shí)，為了加深對(duì)門感現(xiàn)象應(yīng)用的認(rèn)識(shí)

8、，我設(shè)置了一個(gè)稱為“千 人震”的趣味物理小實(shí)驗(yàn)（如圖4）,所用器材是-節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1. 5v的新干電池、 兒根導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和一個(gè)用于fi光燈上的鎮(zhèn)流器，兒位同學(xué)手拉手連成一排，首、 尾兩位同學(xué)兩只空著的手和裸露的導(dǎo)線相連，閉合開(kāi) 關(guān)，學(xué)生沒(méi)冇感覺(jué)，正當(dāng)學(xué)生彼此相瑕吋，我把迅速 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，這時(shí)學(xué)生相互拉住的手突然彈開(kāi)，在實(shí)驗(yàn) 屮對(duì)觸電產(chǎn)生強(qiáng)烈的感覺(jué)。學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)，深刻的理 解了鎮(zhèn)流器的作用和自感的原理。比如，在講電源電動(dòng)勢(shì)時(shí)，我在一個(gè)蘋果兩頭分別插上銅片和鋁片（或 鋅片），把發(fā)光二極管用導(dǎo)線連接在銅片和鋁片上，發(fā)光二極管即能發(fā)光。學(xué)生 驚呼。接著引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。感興趣的學(xué)生自c冋家又重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，

9、從中得 到了很多啟示，也得到了很大的樂(lè)趣。再比如，在學(xué)習(xí)“沖量定理” 一節(jié)吋，可 設(shè)計(jì)一個(gè)“高空落雞蛋”的對(duì)比演示實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)“機(jī)械能守恒” 一節(jié)時(shí)，可采取 “鐵球碰鼻”實(shí)驗(yàn)（鐵球自鼻尖無(wú)初速度釋放再擺冋，看學(xué)生怕不怕鐵球碰傷鼻 子），驚險(xiǎn)刺激而不乏趣味性，印象深刻。五、“差異對(duì)比”策略增加趣味，引發(fā)認(rèn)知沖突皮亞杰研究表明：當(dāng)感性輸入與現(xiàn)有認(rèn)知結(jié)構(gòu)存在中等程度的不相符時(shí)，學(xué) 習(xí)興趣最犬。差異對(duì)比策略就是通過(guò)新奇的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，提 高他們主動(dòng)探究知識(shí)的興趣與欲望，以達(dá)到課堂教學(xué)目的。比如在研究輕重物體下落快慢時(shí)，先演示從相同高度處同時(shí)釋放一個(gè)小鐵球 和一張紙片，結(jié)果小球下落得快，學(xué)

10、生容易得出重物下落快，然后把紙揉成紙團(tuán) 再重做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)下落一樣快。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到阻力對(duì)物體下落快 慢的影響。再比如電動(dòng)勢(shì)的新課教學(xué)，在引入新課時(shí)，可以先后把充好點(diǎn)的電容器 和一節(jié)干電池分別與音樂(lè)賀卡連接，學(xué)生發(fā)現(xiàn)電容器連接的賀卡很快就不響了。 通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出，電源是能提供持續(xù)的電壓和電能的元件。再比如在閉合電路歐姆定律新課教學(xué)中，用導(dǎo)線將小燈珠、開(kāi)關(guān)、一節(jié) 新干電池構(gòu)成回路。教師直接演示當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合吋小燈珠發(fā)亮。然后用導(dǎo)線將小燈 珠、開(kāi)關(guān)、兩節(jié)舊的干電池構(gòu)成回路（事先不要告訴學(xué)生兩次使用的干電池的新 iii情況）。教師提問(wèn)'當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，相比于剛才的小燈珠，這次小燈珠的亮喑 程度會(huì)怎樣？ ”很多學(xué)生馬上回答：“小燈珠會(huì)發(fā)光而且更亮！”教師演示實(shí)驗(yàn)， 結(jié)果與兩節(jié)干電池連接的小燈珠兒乎不亮。這一現(xiàn)象