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中学物理演示实验是最受中学生欢迎的教学形式之一。
演示实验是中学物理教学中最重要的组成部分,也是实验教学的主要部分。通过演示实验教学,可以指导学生观察和分析物理现象,获得生动的感性认识,从而更好地掌握物理概念和定律。还可以培养学生观察和分析能力,逻辑思维能力和探索动手能力。
演示实验是保证教学质量的重要环节,重视和研究演示实验教学,可以提高中学物理教学水平。
一、引入课题的演示
教学目的:使学生对即将研究的问题产生兴趣,以便引入正题。
教学要点:引人入胜,发人深思。
当学生初次建立某些物理概念之前,应该让学生有一定的感性认识为最好。这一类引入课题的演示,以建立感性认识为主,至于其中一些物理现象的解释,可以留待在后面的教学中去完成。
例如,高中物理中讲解“动量”这一章,为了使学生对即将研究的碰撞与冲击一类的问题产生兴趣,可以先做一个“鸡蛋高处下落”的演示实验,用透明胶粘一根棉线在生鸡蛋上,在鸡蛋的下方垫一两块泡沫塑料,利用物理支架将鸡蛋缓缓升高。随着鸡蛋的升高,学生的紧张心情加剧,唯恐鸡蛋掉了下来。鸡蛋升至最高点后,突然松手,鸡蛋凌空落下。随着学生惊讶的“啊”声,鸡蛋落在泡沫垫上并未摔碎,而是反弹向上。教师在鸡蛋反弹向上时立即用手接着鸡蛋。为了说明鸡蛋并不是假的,把这鸡蛋用手拿着在距桌面十几厘米处放手,鸡蛋落在桌上立即碰破,用手一掰,鲜蛋汁流入玻璃杯中。提问:“为什么鸡蛋从1米多高处下落未摔破,而仅在十几厘米高处下落却会摔破呢?”当然,这个问题可以在后面讲过有关内容后再回答。
在讲解“摩擦力”之前,不妨先来活跃一下课堂的气氛。拿来一支玻璃棒,选一名男生与一名女生上讲台,让他们各持玻璃棒一端来比赛,看谁把棒拉过去。第一次交锋结果很可能是男生取得“胜利”。接着进行第二次表演,把男生手持的那端玻璃棒擦上一层机油。第二次再赛的结果,毫无疑问将是女生获“胜”。讲解滑动摩擦力公式f=μN时,可以说明:第一次二人滑动摩擦系数基本相同时,男生手持玻璃棒的正压力N大,故摩擦力f大,因而男生取胜。第二次二人各自的正压力不变,虽然男生还略大一点,但男生手持端涂了油之后,使得滑动摩擦系数μ大为减小。所以第二次女生这一边的摩擦力相对要大一些,故女生获胜。
二、形成概念,寻找规律的演示
教学目的:提供感性材料,形成概念,导出规律。
教学要点:实验条件明确,观察对象突出演示层次分明。
例如在介绍“浸润与不浸润”的概念时,准备好水银、清水、玻璃片、干抹布。用抹布把玻璃片擦干净,然后先把玻璃片插入水银中取出来,仔细看看玻璃片,上面未沾有水银。再把玻璃片插入水中取出来,看看玻璃片,上面已沾有水。
说明:前者——不浸润现象。后者——浸润现象
这里,实验条件很明确,观察对象是玻璃片,观察的层次是先插入水银,后插入清水。(如果要先插入清水也可以,但一定要在插入水银前将玻璃片擦干)。
阿基米德定律演示实验,也是这种类型演示实验的典范。如图2-4所示。实验条件是利用弹簧秤来测定物体浸入液体后所受浮力大小。观察对象是弹簧秤读数在不同情况下的变化。演示层次是:
(1)先在空气中称出悬挂重物的重量;
(2)把重物浸入液体中(此前装满水,直至刚好要溢出时为止),将溢出的水用小桶接住;
(3)称小桶及水的重量,再倒出水,擦干桶,称空桶的重量(前面水与桶的总重量减去桶的总重量,即是溢出水的重量)。
这一类演示实验的演示层次一定要分明。尽管我们演示实验教学可以有多种方法,还可以改变实验步骤的先后顺序。但是根据学生的思维特点、根据实验现象揭示过程的物理规律,都必须条理清晰、道理明白。毫无疑问,手忙脚乱的演示,颠三倒四的现象与过程,要想让学生形成牢固的概念是绝对不可能的。
这一类演示实验在中学物理实验教学中所占比例最大。
三、深化巩固所学知识的演示实验
教学目的:加深理解、强化记忆。
教学要点:部分变换实验条件,以利于拓宽和深一层次的研究。
随着知识的深化,有时我们部分改变实验条件,使学生所学的知识更加巩固。
在高中物理教学中,讲解“简谐振动”这一章时,在建立了简谐振动的基本概念之后,再深化所学知识,说明“做简谐振动的物体,其运动情况,可以用图象直观地表示出来”。这里可以用一个演示实验来形象地说明:把一盛砂漏斗作单摆,单摆下放一薄木板,木板中央画上一直线作横坐标。当单摆摆动时,匀速拖动木板,漏砂将在木板上留下一条曲线,这曲线即是漏斗的简谐振动图象。
阿基米德定律不仅适用于液体,也适用于气体,不妨做一只热气球来进行演示说明。
诸如此类的演示实验还有:演示“桶裂”实验,说明“液体对容器底部与侧壁产生的压力远大于液体自身的重量”;演示“浮沉子”实验,巩固“物体的浮沉条件”等等。
四、应用物理知识的演示
教学目的:运用所学知识解释物理现象,举一反三,培养学生“学以致用”的能力。
教学要点:讲述基本原理求简明,演示现象求效果。
这一类演示实验也很多,例如本书后面介绍的教具制作部分。在讲解静电的应用时,可以演示“静电除尘”,“静电植绒”,还可以演示“静电复印”。
演示实验是中学物理教学中最重要的组成部分,也是实验教学的主要部分。通过演示实验教学,可以指导学生观察和分析物理现象,获得生动的感性认识,从而更好地掌握物理概念和定律。还可以培养学生观察和分析能力,逻辑思维能力和探索动手能力。
演示实验是保证教学质量的重要环节,重视和研究演示实验教学,可以提高中学物理教学水平。
一、引入课题的演示
教学目的:使学生对即将研究的问题产生兴趣,以便引入正题。
教学要点:引人入胜,发人深思。
当学生初次建立某些物理概念之前,应该让学生有一定的感性认识为最好。这一类引入课题的演示,以建立感性认识为主,至于其中一些物理现象的解释,可以留待在后面的教学中去完成。
例如,高中物理中讲解“动量”这一章,为了使学生对即将研究的碰撞与冲击一类的问题产生兴趣,可以先做一个“鸡蛋高处下落”的演示实验,用透明胶粘一根棉线在生鸡蛋上,在鸡蛋的下方垫一两块泡沫塑料,利用物理支架将鸡蛋缓缓升高。随着鸡蛋的升高,学生的紧张心情加剧,唯恐鸡蛋掉了下来。鸡蛋升至最高点后,突然松手,鸡蛋凌空落下。随着学生惊讶的“啊”声,鸡蛋落在泡沫垫上并未摔碎,而是反弹向上。教师在鸡蛋反弹向上时立即用手接着鸡蛋。为了说明鸡蛋并不是假的,把这鸡蛋用手拿着在距桌面十几厘米处放手,鸡蛋落在桌上立即碰破,用手一掰,鲜蛋汁流入玻璃杯中。提问:“为什么鸡蛋从1米多高处下落未摔破,而仅在十几厘米高处下落却会摔破呢?”当然,这个问题可以在后面讲过有关内容后再回答。
在讲解“摩擦力”之前,不妨先来活跃一下课堂的气氛。拿来一支玻璃棒,选一名男生与一名女生上讲台,让他们各持玻璃棒一端来比赛,看谁把棒拉过去。第一次交锋结果很可能是男生取得“胜利”。接着进行第二次表演,把男生手持的那端玻璃棒擦上一层机油。第二次再赛的结果,毫无疑问将是女生获“胜”。讲解滑动摩擦力公式f=μN时,可以说明:第一次二人滑动摩擦系数基本相同时,男生手持玻璃棒的正压力N大,故摩擦力f大,因而男生取胜。第二次二人各自的正压力不变,虽然男生还略大一点,但男生手持端涂了油之后,使得滑动摩擦系数μ大为减小。所以第二次女生这一边的摩擦力相对要大一些,故女生获胜。
二、形成概念,寻找规律的演示
教学目的:提供感性材料,形成概念,导出规律。
教学要点:实验条件明确,观察对象突出演示层次分明。
例如在介绍“浸润与不浸润”的概念时,准备好水银、清水、玻璃片、干抹布。用抹布把玻璃片擦干净,然后先把玻璃片插入水银中取出来,仔细看看玻璃片,上面未沾有水银。再把玻璃片插入水中取出来,看看玻璃片,上面已沾有水。
说明:前者——不浸润现象。后者——浸润现象
这里,实验条件很明确,观察对象是玻璃片,观察的层次是先插入水银,后插入清水。(如果要先插入清水也可以,但一定要在插入水银前将玻璃片擦干)。
阿基米德定律演示实验,也是这种类型演示实验的典范。如图2-4所示。实验条件是利用弹簧秤来测定物体浸入液体后所受浮力大小。观察对象是弹簧秤读数在不同情况下的变化。演示层次是:
(1)先在空气中称出悬挂重物的重量;
(2)把重物浸入液体中(此前装满水,直至刚好要溢出时为止),将溢出的水用小桶接住;
(3)称小桶及水的重量,再倒出水,擦干桶,称空桶的重量(前面水与桶的总重量减去桶的总重量,即是溢出水的重量)。
这一类演示实验的演示层次一定要分明。尽管我们演示实验教学可以有多种方法,还可以改变实验步骤的先后顺序。但是根据学生的思维特点、根据实验现象揭示过程的物理规律,都必须条理清晰、道理明白。毫无疑问,手忙脚乱的演示,颠三倒四的现象与过程,要想让学生形成牢固的概念是绝对不可能的。
这一类演示实验在中学物理实验教学中所占比例最大。
三、深化巩固所学知识的演示实验
教学目的:加深理解、强化记忆。
教学要点:部分变换实验条件,以利于拓宽和深一层次的研究。
随着知识的深化,有时我们部分改变实验条件,使学生所学的知识更加巩固。
在高中物理教学中,讲解“简谐振动”这一章时,在建立了简谐振动的基本概念之后,再深化所学知识,说明“做简谐振动的物体,其运动情况,可以用图象直观地表示出来”。这里可以用一个演示实验来形象地说明:把一盛砂漏斗作单摆,单摆下放一薄木板,木板中央画上一直线作横坐标。当单摆摆动时,匀速拖动木板,漏砂将在木板上留下一条曲线,这曲线即是漏斗的简谐振动图象。
阿基米德定律不仅适用于液体,也适用于气体,不妨做一只热气球来进行演示说明。
诸如此类的演示实验还有:演示“桶裂”实验,说明“液体对容器底部与侧壁产生的压力远大于液体自身的重量”;演示“浮沉子”实验,巩固“物体的浮沉条件”等等。
四、应用物理知识的演示
教学目的:运用所学知识解释物理现象,举一反三,培养学生“学以致用”的能力。
教学要点:讲述基本原理求简明,演示现象求效果。
这一类演示实验也很多,例如本书后面介绍的教具制作部分。在讲解静电的应用时,可以演示“静电除尘”,“静电植绒”,还可以演示“静电复印”。