高中物理課堂教學(xué)演示實驗探究(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 高中物理課堂教學(xué)演示實驗探究 導(dǎo)讀：本文對高中物理課堂教學(xué)演示實驗進行了認(rèn)真地探究，帶你了解新課程背景下的高中物理課堂教學(xué)演示實驗探究。 新課程背景下的高中物理課堂教學(xué)演示實驗探究 河北省邯鄲市教育科學(xué)研究所劉青華 摘要：本文對高中物理課堂教學(xué)演示實驗進行了認(rèn)真地探究，在強調(diào)物理課堂演示實驗重要性的同時，指出了目前物理實驗教學(xué)中存在的不足。 通過對課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗提出了一些改進意見：如改進比較最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小的實驗，加強實驗便利性;改進定性探究影響電荷間相互作用大小的因素的實驗，提高實驗的穩(wěn)定性;在重心概念課上增加小球“上坡”實驗，提

2、高趣味性;改進雞蛋從高處下落不破碎實驗，提高學(xué)生的環(huán)保意識;改進課堂實驗演示方式，提高學(xué)生的參與意識和探究能力等。 本文對演示實驗教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題也提出了自己的見解。 The Demonstration Experimental Inquiry of the High School Physics Classroom Teaching under the New Course Background Liu Qing-hua (Handan institute of education sciences, Handan Hebei ,China) Abstract：In this arti

3、cle, the author has explored high school physics classroom demonstration experiments. While stressing the importance of physical classroom demonstration experiments, the author points out the shortcomings in physics teaching. The author has put forward some suggestions for improvements through learn

4、ing the curriculum standards, combining with her teaching experience. To strengthen the convenience, we can improve the comparison of the size of maximum static friction and sliding friction experiment. To improve the stability, the author shows how to improve the electric charge interaction experim

5、ent. To improve the interests of physics class, the author suggests that we can increase the small ball “uphill” experiment in the center of gravity concept class. To improve the students environment awareness, the essay tells us how to improve the experiment that eggs are not broken from a high dro

6、p. To enhance students participation and research ability, the author states some ways of improving classroom experiments. At last, the author puts forward her own views on the issues during the process of demonstration experiment teaching. Key words：New courses; High School Physics; Demonstrative e

7、xperiment; Improve 1. 導(dǎo)言 物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗探究對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力、全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，形成科學(xué)的世界觀和價值觀至關(guān)重要。 課程標(biāo)準(zhǔn)中，內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)共分三大部分：一是科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ?二是共同必修模塊;三是選修模塊。 把物理實驗?zāi)芰σ笞鳛閮?nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的一個獨立的主題，物理實驗在課程標(biāo)準(zhǔn)中的地位是顯而易見的。 物理實驗對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣，進而提高學(xué)生物理成績把學(xué)生培養(yǎng)成有較高科學(xué)素養(yǎng)的人，有著不可替代的作用。 所以，科學(xué)高效地開展物理實驗教學(xué)就成為當(dāng)務(wù)之急。 如何開展物理實驗教學(xué)是一個涉及教師、學(xué)生、器材、制度等課程要素的復(fù)雜工程，

8、本文主要就如何開展演示實驗教學(xué)進行探究。 為此，我們首先要明確新課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)生實驗和演示實驗。 人教版的高中物理新課程教材中，根據(jù)不同實驗在物理學(xué)中和物理教學(xué)中的地位、難易程度、用時長短、學(xué)校的器材條件，分成了學(xué)生實驗、演示實驗、課堂實驗和做一做四類。 現(xiàn)將理科傾向的學(xué)生所學(xué)習(xí)的物理1、物理2以及選修3系列的實驗要求進行統(tǒng)計，可以得到下表數(shù)據(jù)： 學(xué)生實驗演示實驗課堂實驗做一做 物理 物理23418 選修3 選修321178 選修33477 選修3 選修35123 總計 從以上統(tǒng)計中可以看出，有55項就是我們必須做好的演示實驗。 我們還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上精心選擇具有本地本校特色的演示實驗，盡最大努

9、力提高學(xué)生的科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰Α?2. 教材中一些物理演示實驗教學(xué)的改進 在新課程背景下，學(xué)生學(xué)業(yè)能力考查對其科學(xué)探究和物理實驗?zāi)芰μ岢隽诵碌囊螅葹橹匾氖?，學(xué)生本人將來的專業(yè)成長和現(xiàn)代社會的科技創(chuàng)新都需要他們具備較高的科學(xué)探究和物理實驗?zāi)芰Α?因此，加強和改進演示實驗教學(xué)，正確培養(yǎng)學(xué)生使其具備一定的實驗?zāi)芰统蔀楫?dāng)今物理課堂教學(xué)的首要任務(wù)。 為使演示實驗在課堂教學(xué)中發(fā)揮到最大的效果，教師除了應(yīng)精心選擇有較強科學(xué)性和代表性的實驗進行演示外，有時為加強演示實驗的可觀性、便利性、趣味性等而需要采取一些改進措施。 改進物理演示實驗教學(xué)的意義 有利于提高課堂教與學(xué)的效率。 課堂演示實驗改進的目

10、的之一是克服原有實驗的操作的復(fù)雜性，讓它在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)發(fā)揮最大的作用。 演示實驗設(shè)計要與學(xué)生的認(rèn)知過程相一致、其操作程序要進行科學(xué)合理的簡化、要使用實驗現(xiàn)象明顯的實驗儀器等。 這些改進后的有趣、明顯的實驗現(xiàn)象和精巧的設(shè)計等都會給學(xué)生留下深刻的印象，且大大的提高學(xué)生對概念、規(guī)律等知識的理解，從而提高課堂上教與學(xué)的效率。 2. 有利于提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。 課堂演示實驗的改進有時能提供一些與學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)論相違背的新奇現(xiàn)象，或者學(xué)生能親自參與設(shè)計操作實驗的環(huán)境，這將大大激起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 同時，教師可以有目的地與學(xué)生共同完成設(shè)計和改進高中物理課堂演示實驗的過程，從而幫

11、助學(xué)生提高分析和解決問題的能力。 2.1.3. 有利于促進探究式教學(xué)和新課程教學(xué)改革的實施。 新課程背景下，物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，高中學(xué)生應(yīng)該在科學(xué)探究和物理實驗中達到提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作七個科學(xué)探究要素。 物理改進課堂演示實驗?zāi)転樘骄啃詫W(xué)習(xí)提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。 在和學(xué)生共同改進實驗的過程中，學(xué)生與學(xué)生的探究以及教師與學(xué)生之間的探究都可以很自然的融入其中，這樣整個活動都會充分體現(xiàn)“合作探究”教學(xué)模式，符合新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而高效有序地進行新課程教學(xué)改革。 2.2. 物理演示實驗教學(xué)改進應(yīng)遵循的規(guī)律 我們進行實驗改進的

12、目的是增強實驗的趣味性、凸顯原有實驗的現(xiàn)象、突出實驗操作的主要程序，甚至修正原有實驗的缺陷，讓實驗盡可能的發(fā)揮它的作用，而這種改進要遵循一定的規(guī)律。2.2.1. 應(yīng)有利于加強演示實驗的便利性。 實驗裝置應(yīng)力求簡單，以便排除復(fù)雜的實驗裝置對觀察和思考主要問題的干擾即排除分散注意力的干擾，這是突出重點的需要。 如：新課程人教版物理1中第58頁上微小形變的演示實驗(如圖1所示)中，兩次利用光的反射定律“放大”了光線的微小變動，這個方法滲透的很好，但調(diào)整裝置很費時。 若將氦氖激光器放在桌面上，使它的光直接射向較遠(yuǎn)的屏幕(或教室后面的墻壁)上，向桌面施加壓力時會觀察到光點移動。 使得該演示實驗簡捷高效，

13、現(xiàn)象直觀清晰，會很大程度地提高課堂效率。 又如：新課程人教版物理1中第56頁上的演示實驗(如圖2所示)，觀察最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小關(guān)系，當(dāng)手拉彈簧稱，逐漸增大拉力，使得木塊從靜止開始移動后，很難控制木塊勻速運動，于是彈簧秤的讀數(shù)不斷變化，很難感性地形成正確的概念。 若加以改進，將彈簧秤拉木塊整個裝置置于一個長薄板上，保持木塊靜止不動，逐漸加力反向拉動木塊下的薄板直至勻速拉動(如圖3所示)，觀察彈簧秤的讀數(shù)變化，這樣更容易操作。 圖1 圖2 圖3 應(yīng)有利于提高演示實驗的可觀性。 明顯的實驗現(xiàn)象和可觀性較強的實驗都有利于教學(xué)內(nèi)容的傳授和學(xué)習(xí)。 可觀性差、實驗現(xiàn)象不明顯的實驗容易引起學(xué)生對所

14、講內(nèi)容的不信任，不利于學(xué)生的知識掌握。 如：新課程人教版物理選修3-1中第6頁的演示實驗“探究影響電荷間相互作用力的因素”(如圖4所示)，一般靜電實驗很難演示成功，由于孤立物體和懸掛小球一般帶電量很少，若加上空氣潮濕的影響，放電較快，物體和小球之間的庫侖力很小，絲線的偏角很小，很難觀察到三個偏角的大小的不同，所以此演示實驗成功率很低。 而若將實驗改進為(如圖5所示)，O為帶絕緣柄的金屬球，絲線上的小球用聚苯乙烯發(fā)泡材料(或其他輕質(zhì)材料)做小球p1. p2. p3，在小球外面涂上石墨導(dǎo)電層(或外面包上導(dǎo)電的鋁箔)，利用感應(yīng)起電機使A和三個小球同時帶上正(負(fù))電，起電機的起電效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于摩擦起電，

15、因此鋁箔小球產(chǎn)生了明顯的偏離，很容易比較出它們之間的距離越大偏角越小;若加快起電機的搖動速度，O和三個小球的帶電量增加，絲線的偏角增大，說明它們之間的庫侖力變大了;減慢搖動速度，則帶電量減少，角度變小則庫侖力變小。 由此得出結(jié)論：電量越多，庫侖力越大。 這樣改進以后實驗現(xiàn)象明顯了，提高了可觀性，有利于學(xué)生對庫侖定律的感性的了解。 圖4 圖5 應(yīng)有利于增加演示實驗的趣味性。 在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對所學(xué)知識感興趣是極為重要的，興趣是學(xué)習(xí)的直接動力，物理實驗的現(xiàn)象和結(jié)果往往能激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)習(xí)處于一種積極主動的狀態(tài)中，所以應(yīng)適時設(shè)置有趣的演示實驗以達到激趣的目的。 如：學(xué)習(xí)重心的概念時，可以增加這

16、樣一個小的演示實驗：用橡皮筋將兩支鉛筆的一端扎緊，另一端拉開適當(dāng)?shù)木嚯x后擱在第三支鉛筆上，構(gòu)成一個木支架，寬端略高于窄端(如圖6所示)。 將小球放在木支架的窄端，可見小球朝高端滾去。 這個實驗很有趣，看似小球自動上坡，實質(zhì)上是小球重心下降，一部分重力勢能轉(zhuǎn)變成了動能。 但也應(yīng)注意避免出現(xiàn)為增加趣味性而忽視了安全性，如有的老師在學(xué)習(xí)“機械能守恒”一節(jié)時，進行“鉛球碰鼻”實驗(如圖7所示)，3公斤重的鉛球自某學(xué)生鼻尖無初速度釋放再擺回，看學(xué)生怕不怕鐵球碰傷鼻子，驚險刺激，但應(yīng)防止被試驗的同學(xué)站立時會出現(xiàn)輕微晃動而造成傷害。 圖6 圖7 應(yīng)有利于提高演示實驗的環(huán)保性。 在課堂演示實驗中還應(yīng)注意安全環(huán)

17、保等問題，如：在舊人教版物理第二冊(必修加選修)的P4演示雞蛋從一米多高的地方落到一塊泡沫塑料墊上，觀察雞蛋會不會被打破(如圖8所示)。 這個實驗的演示結(jié)果往往會使雞蛋在泡沫墊上彈跳幾次后滾落在地板上破碎，既不美觀也不環(huán)保。 若在透明的大大的玻璃器皿內(nèi)的底部鋪一層厚厚的細(xì)沙，再將雞蛋從一米多高處下落(如圖9所示)，雞蛋會穩(wěn)穩(wěn)停落在鋪有沙子的器皿中，既不會再次彈跳又完好無損，大大增強了實驗的直觀性及環(huán)保性。 圖8 圖 9 3. 發(fā)揮演示實驗在物理課堂教學(xué)中的重要作用 物理課堂演示實驗具有形象、有趣的特點，能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前營造出真實生動的物理情境，容易被學(xué)生接受。 3. 1演

18、示實驗可以幫助學(xué)生直觀、形象地觀察物理現(xiàn)象及其變化規(guī)律，形成物理概念。 作為物理教師要盡一切可能，在課堂上為學(xué)生展現(xiàn)出真實豐富的物理現(xiàn)象和生動有趣的物理情景。 3. 2演示實驗可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，引導(dǎo)學(xué)生積極進行思維活動。 興趣是一種內(nèi)驅(qū)力，它能刺激學(xué)生為追求探索未知事物而獲得相應(yīng)的學(xué)習(xí)動機，而課堂上的演示實驗往往能起到這樣的效果。 教師在演示實驗中還要注意培養(yǎng)學(xué)生觀察力，讓學(xué)生善于觀察出事物和現(xiàn)象中重要的屬性和特性。 3. 3演示實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)實驗操作的重要途徑。 教師演示實驗的態(tài)度和效果，對學(xué)生的科學(xué)觀有著至關(guān)重要的影響。 教師必須認(rèn)真做好示范操作，每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)合

19、理規(guī)范。 這樣，教師嫻熟的操作技能、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和顯著的實驗效果能幫助學(xué)生培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和規(guī)范的操作步驟。 4. 在物理課堂教學(xué)中演示實驗的原則 演示實驗是教師在課堂上為配合相關(guān)知識的教學(xué)而進行的教學(xué)實驗。 在中學(xué)物理教學(xué)中課時有限，所以我們在進行演示實驗教學(xué)時要精心選擇有較強科學(xué)性和代表性的實驗進行演示。 一般而言，應(yīng)堅持以下原則來選擇實驗。 4. 1演示主題突出、取材操作方便。 演示實驗應(yīng)當(dāng)使相關(guān)的物理信息以盡可能短的途徑傳遞給學(xué)生，物理現(xiàn)象顯示得越直接越有效。 為了突出主題，演示實驗的裝置應(yīng)當(dāng)盡可能地采用“開放式”，不必為了過分追求精準(zhǔn)度而把實驗裝置弄得復(fù)雜化，往往復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會干

20、擾學(xué)生的視線，分散學(xué)生的注意，從而難辨實驗的主題。 另外，演示實驗中，學(xué)生越熟悉、越接近生活的器材，越能使他們對實驗產(chǎn)生真實感，越容易讓學(xué)生接受。 4. 2演示效果明顯、現(xiàn)象新奇直觀。 演示實驗應(yīng)有明顯的效果，否則將無法發(fā)揮應(yīng)有的作用，使整堂課的教學(xué)效果受到影響。 為使所有學(xué)生都能看到實驗現(xiàn)象，有時應(yīng)當(dāng)將實驗器材放在較高的位置上或?qū)x器固定在示教板上豎起來，增加可見度。 演示實驗若能顯示一些與學(xué)生原有觀念相矛盾的現(xiàn)象，通?？梢允盏胶芎玫慕虒W(xué)效果。 4. 3演示操作規(guī)范、確保準(zhǔn)確成功。 演示實驗不僅是課堂教學(xué)中觀察與分析問題的重要環(huán)節(jié)，更是學(xué)生模仿規(guī)范操作的樣板，因此教師做實驗時務(wù)必要做到操作程

21、序和數(shù)據(jù)讀取的規(guī)范。 演示實驗是為提高教學(xué)效果而進行的，教師在課前應(yīng)當(dāng)充分作好準(zhǔn)備，保證較高的實驗成功率。 5. 演示實驗教學(xué)過程中應(yīng)注意避免的問題 如果演示過程中操作不當(dāng)，不僅不能幫助學(xué)生理解物理現(xiàn)象的變化規(guī)律，甚至還會干擾學(xué)生正確物理概念的形成，起到相反的作用。 5. 1避免操作不規(guī)范、準(zhǔn)備不充分。 實驗演示過程常是學(xué)生對有關(guān)物理知識的一次印象深刻的感知過程，往往也是實驗的示范過程，教師的操作態(tài)度及操作方法、程序?qū)W(xué)生今后動手實驗產(chǎn)生很大的影響。 如果教師在思想上不重視或缺乏系統(tǒng)的操作訓(xùn)練，會對學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生很大的負(fù)面作用。 如：使用萬用表歐姆擋測電阻，需要換擋時，不重新調(diào)零;測量過程，手

22、碰表筆的金屬桿;探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，在小桶內(nèi)添減砝碼時， 用手拿砝碼;滑動變阻器連接在電路里，電壓由高向低調(diào);接電路時導(dǎo)線橫七豎八;操作混亂，講臺上儀器擺放雜亂無序等。 這些對培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的操作態(tài)度及科學(xué)的實驗方法都是不利的，因此教師要高度重視實驗，在上課前對實驗儀器要檢查，要試做，做好充分準(zhǔn)備，以確保實驗成功。 5. 2避免演示不講解、操作不分析。 演示實驗是做給學(xué)生看的，教師不能只專心于實驗操作而忽視了學(xué)生的情緒和觀察效果。 在課堂演示實驗當(dāng)中，教師要用講解配合演示操作。 演示實驗是要通過演示來揭示物理規(guī)律和形成物理概念的，這就要求教師在演示之前，一定要先向?qū)W生介紹儀器，說明觀

23、察研究的對象和重點，并提出問題讓學(xué)生思考， 以使學(xué)生的思維能和教師的演示同步，讓學(xué)生清楚要學(xué)習(xí)研究的知識，并從實驗得到的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生分析、思考、研究，得出結(jié)論。 當(dāng)然，我們更要避免講解不演示、分析不操作。 有的教師認(rèn)為準(zhǔn)備實驗浪費時間，在課堂上做演示實驗影響課容量等一些原因，把做實驗變成了講實驗，畫實驗，用電腦多媒體模擬實驗，使本來生動具體的物理課堂變得空洞、無趣，這種現(xiàn)象應(yīng)該堅決杜絕。 5. 3避免演示不準(zhǔn)確、現(xiàn)象不清晰。 演示要注意增加實驗的可見度，做演示實驗要讓全班同學(xué)都能看清楚，因此要求教師所使用的實驗儀器要直觀、明顯，實驗現(xiàn)象應(yīng)清晰、準(zhǔn)確。 必要時可以采取一些具體的技術(shù)手段

24、突出實驗現(xiàn)象和擴展它的可見度，如：利用實驗中的光強與周圍環(huán)境光的光差來突出實驗現(xiàn)象;利用投影儀將實驗現(xiàn)象投影到大屏幕上;墊高實驗裝置等。 為了使實驗現(xiàn)象明顯可見，還需注意觀察部位的色調(diào)對比，需觀察儀器擺放高度和主次儀器的相對位置以及教師操作時的身體位置等。 6. 豐富物理演示實驗的教學(xué)方式 演示實驗的授課形式不應(yīng)僅僅是單一的“老師演，學(xué)生看”，還可以是“教師導(dǎo)，學(xué)生演”，即學(xué)生積極參與演示實驗。 通過趣味新奇的物理實驗演示，自己切身的參與，激發(fā)學(xué)生的好奇心理，從而激發(fā)他們思索的欲望。 6. 1. “樣板式”演示實驗教學(xué)。 演示實驗是教師利用課堂時間為學(xué)生演示，在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行觀

25、察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。 在這種常規(guī)的演示實驗教學(xué)中，應(yīng)注意積極引導(dǎo)學(xué)生思考、猜想、觀察、分析、論證、評估，讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。 引導(dǎo)學(xué)生從課堂演示實驗現(xiàn)象的觀察和實驗的研究分析中歸納出結(jié)論，是培養(yǎng)高中學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)歸納思維方法的有效途徑。 6. 2. “參與式”演示實驗教學(xué)。 在演示實驗的操作中， 要關(guān)注學(xué)生的參與、體驗和理解。 教師只是創(chuàng)設(shè)情景，做一些簡明、嫻熟的示范點撥。 引導(dǎo)學(xué)生在對物理概念的形成階段，像科學(xué)家那樣地思維，主動思索實驗方案，控制實驗條件，排除干擾因素，在實驗中測量數(shù)據(jù)，獲取信息，交流信息，處理信息，在信息中尋找和發(fā)現(xiàn)規(guī)律。 若教師能為學(xué)生提供參與某些科學(xué)探究過程的機會，讓學(xué)生根據(jù)已有的背景知識和可靠的物理事實，通過推理和想象來提出問題， 并形成猜測，然后提出實驗方案，并進一步通過分析數(shù)據(jù)來反饋假設(shè)，最后形成正確的實驗探究結(jié)果，這將會幫助學(xué)生形成較高的科學(xué)素養(yǎng)。 讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下參與演示實驗，不僅能提高學(xué)生實驗技能，又能加深他們對物理概念和規(guī)律理解和掌握，同時也能加強對學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)。 “合作式”演示實驗教學(xué)。 有選擇地改變一些物理演示實驗的常規(guī)程序，以探究小組豐富物理實驗的組織形式。 比如為培養(yǎng)學(xué)生主動