论文部分内容阅读
当前的物理教学强调让学生在自主探究和切身实践中来构建认知，因此学生的自主实验得到充分重视，但是教师的实验演示却不能被彻底抛弃.笔者认为，演示实验在以下几个方面依然有着不可替代的作用.
1 有效提供示范性支架
严格规范的演示实验操作有助于学生形成良好的实验操作习惯和相关的实验技巧.虽然学生从初中就开始系统学习物理，对物理实验的基本操作也比较熟悉，但并不意味着高中物理课堂上的实验研究就可以轻描淡写的随意操作.如何选择实验器材、如何设计实验步骤并按部就班严谨操作、如何规范读数并进行数据记录、如何分析数据并进行结论归纳、如何进行误差分析以及实验改进等等，这些内容都需要教师提供示范性支架，充分激起学生的注意，让学生在对演示实验进行细致观察和细心体会的过程中，形成优秀的实验习惯.
有道是：习惯成自然.优秀的实验习惯不仅会帮助学生形成科学的物理探究思路，也能让物理学科的严谨性和规范性延伸到学生生活学习的每一个角落，有助于学生人格的良性发展.当然，这首先就要求我们教师在进行演示实验时，必须以规范的操作来完成.例如，电学实验的演示过程，教师就应该从细节着手，把握好规范和标准.有序连接电路；电路连接时开关必须断开；闭合开关时变阻器的滑片位置必须恰当；电表量程的选择必须理性；电路接通后如存在故障怎样合理检测等等，这些操作细节都是教师在演示过程中必须规范到位，某些操作要点更是要边说边做，甚至可以在演示间隙，以提问的方式，让学生进行后续步骤的补充和完善，教师再按照学生的答案进行操作.实验能力通俗一点就是动手能力，教师在此方面有意识地进行渗透，有助于培养学生在技术化工作中动手能力以及日常生活中的DIY能力.
2 有效强化学生探究动机
兴趣的有效激起是学生产生强大学习动机的重要前提，因此大家都普遍认为兴趣是学生最好的老师，学生的物理兴趣一旦被激起，他们会更加专注于物理探究活动，他们在执着追求探究结论的同时，也会更加专注于探究活动的过程，他们的学习内驱力也获得前所未有的强化.因此，教师对教学活动进行设计时，怎样激起学生兴趣，怎样强化学生探究动机都是必须细加斟酌的问题.演示实验能提供可控性较强而又鲜活生动的物理情境，教师结合这一情境巧妙设计悬念，并结合悬念来导入新课，能有效激起学生主动探索物理规律的兴趣和动机.而且演示实验也是教学过程中活力因素之一，它能将一系列直观新奇的实验现象直接呈现在学生面前，为学生提供丰富多样而又具有系统性的感性刺激，这些内容既是学生进行物理认知构建的基本素材，也能对学生的积极性和主动性进行调动，进而转化为学生的学习动力.
比如在新课导入环节，教师将演示实验呈现给学生，激起兴趣，并强化动机，能产生一般化复习导入所无法达到的效果.例如，引导学生认识带电导体的电荷分布特点时，就可以结合法拉第圆筒和验电器进行这样的实验演示：让法拉第圆筒带上电荷，用验电器对其内壁和外部进行检测，学生会发现圆筒的内壁不带电，而外表面却带电.教师可以让学生在对现象进行讨论中明确问题：为什么电荷是这样分布的？实验的成功演示，给学生创设了悬疑，教师以此为切入点，顺利激起学生的探究欲望，开始新课教学.
3 有效引导学生发展思维
物理学的发展源于人类对自然界的观察，我们的物理学习也同样需要观察.这里所谓的“观察”不是简单的“看一看”， 基于物理实验的观察，其实更是一种思维过程.当人带着研究性的目的对事物或现象进行观察时，会因为自身的知识基础、认知特点以及观察经验上的差别，而获得不同角度、不同层次的结果.演示实验的目的，就是教师通过演示的引导性作用，让学生形成科学的观察习惯，发展相应的思维能力.
教师依据教学目的来设计物理演示实验，并在课堂演示中引导学生对某些规律进行探索和验证.在整个实验的演示过程中，学生观察什么，怎样进行观察，都需要教师有指引性的引导.经常性地训练，学生将逐渐形成科学的观察能力，这不仅仅包括观察的方法和技巧，还包括观察过程中思考什么，怎样思考，以及结合思考的结论进一步优化观察的方法，最终在系统思维中形成对演示实验结论的总结.
高中物理课程中，很多实验的系统化演示一般会有这样基本流程：①提出问题以及设计相应的演示实验方案；②实验器材介绍和说明，并引导学生明确观察的对象；③将实验现象呈现给学生；④结合问题，进一步对实验现象进行思考，并进行相应规律的总结；⑤引导学生用所得规律对某些现象进行解释，以此验证相关结论的普遍性.上述流程遵循着由实验到理论，再由理论到实践的物理研究一般化顺序，这里面包含着抽象、概括、分析和总结等一系列思维活动，有助于学生物理思维能力的发展.
演示实验对学生思维的激发，需要教师尽可能将相关操作和实验现象以最为直观的形式呈现在学生面前，以提供更为强大的感性刺激，启发学生对物理现象的本质进行思考.因此将演示实验和启发式教学相融合，通过问题设置，启发学生进行思考，让学生学会观察的同时，也能顺利实现思维能力的提升.
4 有效引导学生探究物理规律
物理概念和规律的形成离不开基于物理实验的探究过程，此外相关理论的检验和完善，也离不开物理实验的支撑.虽然高中阶段的物理所学，都是较为成熟的知识体系，但是学生对相关内容的学习过程仍然要像科学家探索未知规律一样，经历一系列探究过程.教育理论界普遍认为，唯有让学生经历科学探究过程，让学生见证和体验知识的形成过程，学生才能更为清醒地把握知识的实质，同时才能有效提升学生的探究能力和学习能力.新课程倡导让学生在探究活动中建构认知，而物理课程的探究过程离不开实验，甚至可以讲探究过程也就是一种实验过程.然而，对高中教学而言，学生课业负担繁重，物理教学时间也相当有限，部分学校的办学条件也存在一定的局限性，因此演示实验在应对这些问题时，就存在很大的优势.它能有效整合资源，在有限的时间内，让学生结合实验观察来实现规律的探索和认知.
例如，引导学生认识“自由落体运动”时，教师要充分把握学生的前概念特点：一方面，生活经验中，羽毛是缓缓飘落，石块是重重落地，因此有感性结论——质量越大，落体运动越快；另一方面，科普阅读或初中所学告诉学生，物体的下落与质量无关.学生的相关认知是琐碎而离散的，甚至某些地方还是矛盾的，对此教师如果只是强行将相关运动规律灌输给学生，那就只是在他们模糊的认识表面再铺上一些貌似华丽的修饰，时间一长，知识又陷入混沌状态.因此教师要结合演示实验，引导学生对认知进行系统化构建，让学生在探究中发现规律.笔者是这样来组织教学的：①提出问题，物体的落体运动有什么规律？学生很快将上述两组想法暴露出来.②笔者没有直接评价这两个说法的正确性，而是将伽利略最经典的铁球实验进行了演示：在五层的楼房上，将质量不同的两个铁球同时释放，学生看到铁球同时着地.实验操作很简单，但是效果很震撼，笔者又将一个铁球和一团棉花从同一高度释放，铁球很快着地，而棉花在空中缓缓飘落，学生开始思考前后两种运动的差别.③教师再次让学生猜测落体运动的特点，并反思之前的两种结论和实验现象的对比.④学生猜想：落体运动与质量无关，现实中重物较快下落的原因很可能是空气阻力的影响.⑤教师再演示真空管中羽毛和铁片的下落，学生的想法很快被证实.在上述过程中，教师通过两组演示实验让学生在逐步探究中，对自我认知进行整理和完善，从而形成了正确的认识，同时也体验了科学探究过程.
毋容置疑，物理教学要尽量让学生自主探究中形成认知，发展能力.但是演示实验以其可控性强，灵活多样的特点能穿插在教学的每一个环节，发挥着重要作用，依然是当前教学不可或缺的组成部分.教师对演示实验进行精心设计，将其巧妙融入课堂教学，这也是优化教学的重要手段.
1 有效提供示范性支架
严格规范的演示实验操作有助于学生形成良好的实验操作习惯和相关的实验技巧.虽然学生从初中就开始系统学习物理，对物理实验的基本操作也比较熟悉，但并不意味着高中物理课堂上的实验研究就可以轻描淡写的随意操作.如何选择实验器材、如何设计实验步骤并按部就班严谨操作、如何规范读数并进行数据记录、如何分析数据并进行结论归纳、如何进行误差分析以及实验改进等等，这些内容都需要教师提供示范性支架，充分激起学生的注意，让学生在对演示实验进行细致观察和细心体会的过程中，形成优秀的实验习惯.
有道是：习惯成自然.优秀的实验习惯不仅会帮助学生形成科学的物理探究思路，也能让物理学科的严谨性和规范性延伸到学生生活学习的每一个角落，有助于学生人格的良性发展.当然，这首先就要求我们教师在进行演示实验时，必须以规范的操作来完成.例如，电学实验的演示过程，教师就应该从细节着手，把握好规范和标准.有序连接电路；电路连接时开关必须断开；闭合开关时变阻器的滑片位置必须恰当；电表量程的选择必须理性；电路接通后如存在故障怎样合理检测等等，这些操作细节都是教师在演示过程中必须规范到位，某些操作要点更是要边说边做，甚至可以在演示间隙，以提问的方式，让学生进行后续步骤的补充和完善，教师再按照学生的答案进行操作.实验能力通俗一点就是动手能力，教师在此方面有意识地进行渗透，有助于培养学生在技术化工作中动手能力以及日常生活中的DIY能力.
2 有效强化学生探究动机
兴趣的有效激起是学生产生强大学习动机的重要前提，因此大家都普遍认为兴趣是学生最好的老师，学生的物理兴趣一旦被激起，他们会更加专注于物理探究活动，他们在执着追求探究结论的同时，也会更加专注于探究活动的过程，他们的学习内驱力也获得前所未有的强化.因此，教师对教学活动进行设计时，怎样激起学生兴趣，怎样强化学生探究动机都是必须细加斟酌的问题.演示实验能提供可控性较强而又鲜活生动的物理情境，教师结合这一情境巧妙设计悬念，并结合悬念来导入新课，能有效激起学生主动探索物理规律的兴趣和动机.而且演示实验也是教学过程中活力因素之一，它能将一系列直观新奇的实验现象直接呈现在学生面前，为学生提供丰富多样而又具有系统性的感性刺激，这些内容既是学生进行物理认知构建的基本素材，也能对学生的积极性和主动性进行调动，进而转化为学生的学习动力.
比如在新课导入环节，教师将演示实验呈现给学生，激起兴趣，并强化动机，能产生一般化复习导入所无法达到的效果.例如，引导学生认识带电导体的电荷分布特点时，就可以结合法拉第圆筒和验电器进行这样的实验演示：让法拉第圆筒带上电荷，用验电器对其内壁和外部进行检测，学生会发现圆筒的内壁不带电，而外表面却带电.教师可以让学生在对现象进行讨论中明确问题：为什么电荷是这样分布的？实验的成功演示，给学生创设了悬疑，教师以此为切入点，顺利激起学生的探究欲望，开始新课教学.
3 有效引导学生发展思维
物理学的发展源于人类对自然界的观察，我们的物理学习也同样需要观察.这里所谓的“观察”不是简单的“看一看”， 基于物理实验的观察，其实更是一种思维过程.当人带着研究性的目的对事物或现象进行观察时，会因为自身的知识基础、认知特点以及观察经验上的差别，而获得不同角度、不同层次的结果.演示实验的目的，就是教师通过演示的引导性作用，让学生形成科学的观察习惯，发展相应的思维能力.
教师依据教学目的来设计物理演示实验，并在课堂演示中引导学生对某些规律进行探索和验证.在整个实验的演示过程中，学生观察什么，怎样进行观察，都需要教师有指引性的引导.经常性地训练，学生将逐渐形成科学的观察能力，这不仅仅包括观察的方法和技巧，还包括观察过程中思考什么，怎样思考，以及结合思考的结论进一步优化观察的方法，最终在系统思维中形成对演示实验结论的总结.
高中物理课程中，很多实验的系统化演示一般会有这样基本流程：①提出问题以及设计相应的演示实验方案；②实验器材介绍和说明，并引导学生明确观察的对象；③将实验现象呈现给学生；④结合问题，进一步对实验现象进行思考，并进行相应规律的总结；⑤引导学生用所得规律对某些现象进行解释，以此验证相关结论的普遍性.上述流程遵循着由实验到理论，再由理论到实践的物理研究一般化顺序，这里面包含着抽象、概括、分析和总结等一系列思维活动，有助于学生物理思维能力的发展.
演示实验对学生思维的激发，需要教师尽可能将相关操作和实验现象以最为直观的形式呈现在学生面前，以提供更为强大的感性刺激，启发学生对物理现象的本质进行思考.因此将演示实验和启发式教学相融合，通过问题设置，启发学生进行思考，让学生学会观察的同时，也能顺利实现思维能力的提升.
4 有效引导学生探究物理规律
物理概念和规律的形成离不开基于物理实验的探究过程，此外相关理论的检验和完善，也离不开物理实验的支撑.虽然高中阶段的物理所学，都是较为成熟的知识体系，但是学生对相关内容的学习过程仍然要像科学家探索未知规律一样，经历一系列探究过程.教育理论界普遍认为，唯有让学生经历科学探究过程，让学生见证和体验知识的形成过程，学生才能更为清醒地把握知识的实质，同时才能有效提升学生的探究能力和学习能力.新课程倡导让学生在探究活动中建构认知，而物理课程的探究过程离不开实验，甚至可以讲探究过程也就是一种实验过程.然而，对高中教学而言，学生课业负担繁重，物理教学时间也相当有限，部分学校的办学条件也存在一定的局限性，因此演示实验在应对这些问题时，就存在很大的优势.它能有效整合资源，在有限的时间内，让学生结合实验观察来实现规律的探索和认知.
例如，引导学生认识“自由落体运动”时，教师要充分把握学生的前概念特点：一方面，生活经验中，羽毛是缓缓飘落，石块是重重落地，因此有感性结论——质量越大，落体运动越快；另一方面，科普阅读或初中所学告诉学生，物体的下落与质量无关.学生的相关认知是琐碎而离散的，甚至某些地方还是矛盾的，对此教师如果只是强行将相关运动规律灌输给学生，那就只是在他们模糊的认识表面再铺上一些貌似华丽的修饰，时间一长，知识又陷入混沌状态.因此教师要结合演示实验，引导学生对认知进行系统化构建，让学生在探究中发现规律.笔者是这样来组织教学的：①提出问题，物体的落体运动有什么规律？学生很快将上述两组想法暴露出来.②笔者没有直接评价这两个说法的正确性，而是将伽利略最经典的铁球实验进行了演示：在五层的楼房上，将质量不同的两个铁球同时释放，学生看到铁球同时着地.实验操作很简单，但是效果很震撼，笔者又将一个铁球和一团棉花从同一高度释放，铁球很快着地，而棉花在空中缓缓飘落，学生开始思考前后两种运动的差别.③教师再次让学生猜测落体运动的特点，并反思之前的两种结论和实验现象的对比.④学生猜想：落体运动与质量无关，现实中重物较快下落的原因很可能是空气阻力的影响.⑤教师再演示真空管中羽毛和铁片的下落，学生的想法很快被证实.在上述过程中，教师通过两组演示实验让学生在逐步探究中，对自我认知进行整理和完善，从而形成了正确的认识，同时也体验了科学探究过程.
毋容置疑，物理教学要尽量让学生自主探究中形成认知，发展能力.但是演示实验以其可控性强，灵活多样的特点能穿插在教学的每一个环节，发挥着重要作用，依然是当前教学不可或缺的组成部分.教师对演示实验进行精心设计，将其巧妙融入课堂教学，这也是优化教学的重要手段.