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演示实验在新课程的理念下的作用
演示实验在新课程的理念下的作用
常州市 前黄初中 陈军
实验是物理学的基础，是检验物理理论的标准。在学生建立完整的物理概念和导出正确物理规律的课堂教学中，实验是最活跃最具生命力的部分。演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验。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，变枯燥为生动，把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前。能引导学生观察和思考，激发他们的求知和探索物理规律的欲望，配合教师的生动、形象的讲授使学生认识物理概念和规律，达到"事半功倍"的效果。
演示实验的内容选择、构思设计、演示过程等对学生观察、理解、掌握课本知识、培养思维能力和学习科学方法有重要意义。要使演示实验真正达到演示目的，必须做到以下几点：
1. 要目的明确，忌随心所欲
物理教学中，演示实验是新课导入的重要方法之一。实验具有生动、直观、新奇的特点，容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性，就能创造出生动的情景，使学生思维活跃。演示实验是用来配合教学的，应根据不同教学内容和要求，选择用合适的实验，合理地进行实验，以便让学生清楚地认清物理概念和规律。
例如，在讲授"平抛运动"这一节的内容时，我们可以选择的演示实验比较多。如抛出的粉笔头、桌上滚落的玻璃球、水流的喷射、平抛运动演示仪、闪光照相等。其目的就是让学生认识"平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。"这一规律。我们利用演示实验都应清楚地显示出演示内容的本质特征。当然实验时要增强实验的趣味性，更好地调动学生的思维积极性。
再比如，讲"摩擦力"这一节，我们可以用引导提示法指出我们要实验的问题和目的。如"摩擦力的大小与哪些因素有关系呢？"，为了研究这个问题，我们调整吊盘上的重物的重量，使木块在桌面上作匀速直线运动，这时绳子对木块的拉力就等于木块与桌面间的滑动摩檫力。然后在木块上加一个重物，增大木块与桌面间的压力，这时发现，必须增加吊盘上的重物，使拉力增大，木块才能做匀速运动。可见增大木块与桌面之间的压力，木块与桌面之间的滑动摩檫力也增大。学生就很自然地得出"两个物体间的滑动摩檫力f的大小跟这两个物体之间的压力N大小成正比"的结论，即f=μN。然后进一步得出动摩擦因素与两接触物体的材料和它们接触面的粗糙程度有关。整个实验目的性明确，环环紧扣，步步深入，学生必定会有很强的感性认识，很清楚的认知思路，从而轻松地掌握这节的内容。
演示实验切忌毫无目的，随心所欲。演示实验的最终目的是为教学服务的，为的是在实验中发现规律，理解规律，从而掌握规律。为实验而实验，没有目的性，只会使学生浮于实验过程与表面现象，不知道老师为什么做实验，不知道实验演示了什么规律，更谈不上自己去发现与探讨规律了。对老师而言，这样的实验是"吃力不讨好"的事。
2.要明显直观，忌模糊不清
演示实验应具有一定的可见度，在课堂演示实验时，有些实验往往因后面的学生看不清而深感遗憾，有些不得不让学生课后逐个观看而消耗了许多精力。故可见度是衡量演示实验质量的重要标志之一。
可以说演示实验的一切功能都不能离开观察，观察者只能在演示者所给现象的基础上进行观察。因此，演示实验的直观是最起码的要求，教师在设计演示实验时应注意以下几点：
首先，物理过程的变化要显著。为了使现象明显，仪器的尺寸要比较大，尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗，要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度虽有所降低，但可以用感受效果来弥补。必要时可以借助投影、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性，提高观察效果。另外，仪器摆放的位置，被观察主体与背景的色调对比等也会影响观察的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生烟、衬托背景、照明等方法来增强观察效果。
其次，仪器简单，过程明了。演示之所以要直观，就是为了能从实验中直接观察到物理过程，认识物理现象的本质，而不需要过多地拐弯抹角，受其它无关因素的干扰。特别是一些为建立、巩固物理概念的定性演示中，没有必要选择精密复杂的实验装置。例如，我们用椭圆墨水瓶演示微小形变现象，效果就比用复杂的光杆系统装置要好。又如，用旋转电枢（或磁铁）的方法演示电动机的原理就比搬一个真的电动机来做实验更能突出物理原理。
第三，要多种感官并用。有资料表明"在接受知识方面，单靠听觉一般只能记住15%左右；单靠视觉，从图象获得知识，只能记住45%左右；如果两者结合起来，可记住65%"。因此，调动学生各部分感官的协调并用，比单一渠道要好。我们应该考虑学生的各种感官对信息的分辨能力，以强化有效刺激，促进学生对新知识、新规律的理解。例如，讲加速度时，学生视觉感受到加速度影响速度的变化可能不很明显，可以用多媒体课件来演示。演示时，速度的变化可以用音高变化来表示。使学生听觉、视觉共同作用可能比单纯用视觉更直接。因而对变化率的概念比较容易建立。
演示实验切忌模糊不清。学生看不到清晰的实验过程和明显的实验结果，搞不清实验所演示的规律、原理，无助于物理教学。与其浪费时间，不如不做。
3.要安全可靠，忌弄虚作假。
课堂上的教学时间是极其宝贵的，如果教师在演示中出现失误和差错，不仅会殆误时间，而且会引起对所得结论的怀疑。因此，教师在课堂上的演示实验必须确保成功。
成功的演示是由多方面的因素决定的。首要条件是掌握实验原理，它是设计和改进实验的依据。只有掌握了原理，才能准确的抓住关键，成功的进行演示。例如，静电实验我们一般认为比较难做，其实关键在于静电电压高而电量少。因其电压高，通常所说的绝缘体在高压下变成了导电体；因其电量少，电荷容易漏。从原理上进行分析，我们就可以找到改进静电演示实验的关键--解决绝缘问题。只要对仪器进行简单的改进就行了。
其次，要注意环境条件。有些实验的成败与环境等外界条件很有关系。例如，空气的湿度对静电实验很有影响，某些电学实验跟电源电压的稳定性还有关。因此，教师在课前要选择好所需的仪器和材料，仔细地进行检查，熟悉仪器的使用性能，了解实验的精确程度，估计实验的时间，观察教室里即将演示的环境等。
课前做好充分的准备，可以提高演示的成功率，但不能保证课堂上一定不出问题。出了问题怎么办？一是要镇定，切忌手忙脚乱，应认真思考和分析，尽可能及时找出原因，迅速排除故障；二是要实事求是，实验失败不可简单地用"仪器不行"来搪塞过去，更不能编造数据，弄虚作假。应当向学生如实说明实验失败的原因，申明下次再做。这种负责的精神和科学的态度，必将培养学生实事求是的科学作风，对学生产生良好的影响。
4.要有启发性，宜简不宜繁
“一项演示实验，使用的材料越简单，学生越熟悉，就越想透彻地获得所验证的结果”（麦克斯韦），演示实验宜简不宜繁。过于复杂的实验装置还会分散学生的注意力，不易抓住事物的本质，也不易鼓励学生自己动手做实验。我校原来使用氦氖激光仪做光学实验，现有些光学实验我们改用从文具店买来的激光指示器做实验，上课时即可代替教鞭，又可做物理实验，极为灵活方便。而且学生课后也能自己用激光指示器做实验，增加了动手能力。演示实验能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象。但它的最终目的是要通过观察启发思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。因此，在设计和编制演示程序时，必须在启发性上下功夫。
演示中的启发性，首先在于以趣激疑。当生动的演示现象出乎学生的意料之外时，认知的矛盾将上升为思维的动力。例如，静电植绒实验中，当启动手摇感应起电机时，下极板上的小纸屑不断地飞舞起来，粘附在涂有胶水的上极板上，形成了美丽的图案。而对这一美妙神气的现象，学生的许多疑问必将油然而生。
运用演示引发问题，只是启发思维的起点。虽然它是学生开展积极思维的突破口，但要推进学生思维的展开，仍需有教师不断地加以恰当的引导。例如，为什么会有这种现象？怎样才能产生？条件是什么?怎样才能做得更好？在学生不断的思索、探讨、研究中，逐步掌握物理知识，理解物理规律，这样的实验就成为了推进思维的向导。
演示实验一般情况可采用这样的几步：1.提出问题，通过实验建立初步表象；2.再做实验，又提出问题进行探讨，找出规律；3.应用规律来说明问题，并用实验来验证。这一过程体现了实践--理论--实践的认知规律。演示实验切忌难易不分，草草了事。有些新教师做实验，常常以能显示实验现象为满足，草草表演，匆匆收场。这样的实验必不能给学生留下深刻的印象，而且忽视了学生由感性到理性的上升过程，忽视了学生能力的培养，不可能达到实验所需的目的。
总之，演示实验在物理教学中有不可替代的作用。尤其在当今素质教育的大背景下，在物理教学中实施素质教育，实验教学能起到不可估量的作用。教师只有明确了演示实验的重要性，掌握了正确的方法，才能使学生的观察和思维活动紧密地结合起来，用观察来促进思维活动的展开，又用思维来指导观察活动的进行，逐步掌握物理概念和规律，培养学生的观察和思维能力，才能使我们的物理教学达到"事半功倍"的效果。此外，教师对待演示实验的严谨作风和科学态度也会对学生的实验素养起到潜移默化的作用。
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