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课堂演示实验是一种教师采用演示的方式,结合物理课堂教学进行的实验教学.在演示实验教学过程中,我们通过实验教学的方式,将物理现象、概念、性质渗透在演示实验操作过程中.在新课改背景下,要想改善物理实验教学效率,我们必须正确使用演示实验,为学生们营造良好的学习氛围,促使学生主动学习物理知识,帮助学生们在观察思考过程中掌握实验操作及物理知识.本文将从中学物理演示实验教学的实践角度出发,对强化演示实验教学的途径进行探究.
1 演示实验教学现状
中学物理实验研究的对象主要是声、光、电、热、能量等,并在其中渗透一些物理概念、性质的教学.在中学物理教材中,几乎在每一章节的内容后都会安排演示实验的教学,其主要目的就是为了帮助学生掌握物理知识,提高实验操作技能.但是,我们教师在很多时候并没有用好这一点,对演示实验教学缺乏足够的重视程度.首先,受到实验资源条件的限制,很多学校缺乏足够的物理演示实验器材,所以对演示实验教学采用睁一只眼闭一只眼的策略.同时,演示实验的主要目的是调动学生积极性,帮助学生认识物理概念及性质,通过板演面授的方式也可以初步满足学生需求.然后,中学物理教师对演示实验教学缺乏有效的针对性手段.在传统的演示实验教学中,教师往往单人操作,满堂灌输,忽略了演示实验教学的策略性.最后就是我们教师的认识态度问题,很多教师对演示实验抱着无所谓的态度,自然也就难以实现实验教学的有效性.
2 演示实验强化途径
2.1 精挑细选,趣味性演示实验
演示实验的首要目的是激发学生物理实验学习兴趣,帮助学生在最短时间内融入课堂教学之中.初中生正值身心成长的关键时期,极易受到好奇心的驱使,对趣味性实验的兴趣十分浓厚.对此,在演示实验的选取上,我们必须遵循趣味性原则,精心挑选趣味性的实验内容.
在浮力章节的演示实验教学中,教材中采用弹簧测力计的对照演示实验,通过清水、盐水与空气中实测得到的铁块重力进行演示实验.这样的演示实验具有很强的针对性,是贴合教材与考纲要求的一类实验,但是趣味性因素显然不够.对此,笔者从家里带来鸡蛋、实验,利用实验室里的烧杯设计了如下的演示实验.首先,在烧杯中导入适量的蒸馏水;然后,将鸡蛋放入其中,可以发现鸡蛋逐渐下沉.此时,我们再继续向其中注入食盐,随着食盐注入量的不断增加,发现鸡蛋逐渐有上浮的现象.当盐水达到一定浓度后,鸡蛋呈现漂浮状态.学生们在演示实验的观察过程中,不断发出一阵阵惊叹,有效的调动了学生物理学习的积极性.同时,通过该演示实验,我们也可以实现对浮力影响因素的探究活动.在食盐添加的过程中,学生们发现随着溶液浓度的增加,鸡蛋的浮力不断增强.于是,他们可以得到溶液密度是影响物体浮力的因素之一.
2.2 精心设计,形象化演示实验
演示实验不仅仅可以用于具体的实验中,也可以用于抽象性实验.通过精心的设计,我们可以将电学、光学、分子间作用力等微观物理现象转化成形象的演示实验.在中学物理教材中,演示实验有120多个,而探究性实验只有20多个,演示实验作为中学物理实验的重要组成,唯有精心设计,才可以达到意想不到的教学效果.
在分子间相互作用力的演示实验教学中,笔者设计了乒乓球与弹簧测力计的形象化演示实验.首先,在两只乒乓球之间夹上一段弹簧,并在两只乒乓球的外侧套上约束用橡皮圈.然后,引导学生进行演示实验的类比观察.若不施加外力,可以发现两只小球都处于平衡状态,弹簧弹力等于橡皮圈约束力;若是小球发生相对离开的趋势,即增大球距时,橡皮圈的约束力大于弹簧弹力,即是引力大于斥力;若小球发生靠拢的趋势时,即减小球距时,橡皮圈的约束力小于弹簧弹力,即是引力小于斥力的情况.如此一来,通过乒乓球的演示实验,我们将分子间相互作用力的原理教授给学生们,帮助学生形象直观的认识了分子间作用力的性质与特点.与传统的纯粹式讲述相比,演示实验不仅增强了物理课堂的趣味性,也帮助学生们深刻形象地认识了物理规律.
2.3 转变思维,合作式演示实验
在演示实验教学中,教师固然是实验教学的主导,但学生们的主体性也不可忽视.传统的演示实验常常是教师做、学生看,受到场地和视角的影响,很多学生难以观察到对应的实验现象,影响演示实验的教学效果.对此,我们必须转变传统的演示实验教学思维,采取师生合作式教学模式,促进师生互动,拉近师生距离.
在欧姆定律的演示实验教学中,为了验证欧姆定律,我们往往是事先按照教材中的电路图连接实物图.首先,笔者在黑板上绘制出演示实验的电路图,然后按照电路图连接实物图,并结合电路图讲解欧姆定律的测量与验证实验.但是,这样的教学缺乏互动性,难以帮助学生产生深刻的印象.对此,在该演示实验上,笔者采用了互动式教学.首先,在电路图的设计上,测电阻时采用内接法还是外接法,各自的优缺点是什么?通过笔者的引导,学生们得出:内接法测得的电流是准确值,电压值偏大;外接法测得的电压值准确,电流值偏大.在实验实施上,比较后选用内接法绘制电路图.在实验仪器连接上,笔者首先为学生们进行了示范,然后再将电路拆开,要求学生重新连接.在学生们连接过程中,对导线摆设、正负极设置、滑动变阻器连接、开关状态等步骤进行教学.待准备工作完成后,要求学生尝试进行电流表、电压表的读数工作,并进行记录.最后,再对该实验进行误差分析和实验总结,进行欧姆定律的验证工作.通过这样的合作互动式实验教学,学生们充分参与到演示实验中,对实验现象、实验结论都产生了深刻的印象.
2.4 结合课堂,现代化演示实验
随着科学技术的发展,中学课堂发生了翻天覆地的变化,多媒体技术、网络信息技术等现代元素不断被课堂教学所采用.在中学物理演示实验的教学中,我们必须充分利用课堂资源,使用多媒体技术、网络课堂等新模式,实现现代化演示实验教学.通过现代技术,原本一些抽象、复杂及难以在课堂中开展的物理演示实验都得以实施,有效的丰富了物理教学手段.
在LC电磁振荡现象的演示实验教学中,我们利用计算机模拟演示振荡过程,通过计算机技术的可控性,帮助学生充分认识电磁振荡现象的每一个环节.随着演示电容的充放电,LC振荡回路中的磁场能与电场能互相转换,并与电容充放电呈现周期性关系.同时,在多媒体动画演示的过程中,整个振荡电路的电流方向及大小变化都得以清晰的呈现,给学生们留下了直观的印象.在整个演示实验过程中,学生们始终对投影仪保持高度注意力,在视觉、听觉的双重作用下,他们必然会对该章节的电磁振荡现象产生深刻的理解.在中学物理演示实验中,还有很多类似的抽象性、演示难度高的实验,例如水波的干涉衍射实验、电子衍射实验、分子间相互作用力实验等.在水波干涉实验中,我们可以借助投影仪,将水波发射水槽进行放大化演示,通过人为制造的水波叠加现象,帮助学生掌握干涉原理.对此,我们都可以利用多媒体技术,实施现代化的演示实验教学.
3 完善演示实验评价
演示实验评价过程是我们自我反省与总结的过程,是对教学目标完成情况的科学评估.只有对现行教学做出合理评价,掌握既定目标完成程度,才可以更有效的准备下一阶段的演示实验.在传统的演示实验评价过程中,我们常常单一注重对训练检查成绩的评定.若是学生们有效掌握了考纲考点,教师也就不再注重学生的演示实验掌握效率.笔者认为,对于演示实验的教学评价必须从学生表现、实验过程和知识掌握三方面出发.首先,针对学生在演示实验实施过程的参与度、提问发言情况、分析质疑等角度,评价学生表现.有效的演示实验必然是满足全员参与、师生互动、发言踊跃的条件,唯有学生主动参与的演示实验才会给他们留下深刻的印象.然后,在实验过程中,我们的实验操作技巧、教学和学生的演示操作也很重要.新课改背景下的演示实验不光是传授物理知识,更要培养学生的实验技能.最后才是考试考核评价,针对物理教材中的知识点,学生们是否在演示实验教学中透彻理解,一考便知.只有带着问题听课,演示实验才不会是无聊的教学游戏.
总之,演示实验教学是中学物理教学必不可少的环节之一,是实现对学生综合素养教学的关键.演示实验是一种直观的教学手段,帮助学生理解实验内容,掌握课堂知识,有效的提高了物理教学效率.作为教师,我们必须作好榜样,明确实验教学重要性,充分发挥学生的主体作用.
1 演示实验教学现状
中学物理实验研究的对象主要是声、光、电、热、能量等,并在其中渗透一些物理概念、性质的教学.在中学物理教材中,几乎在每一章节的内容后都会安排演示实验的教学,其主要目的就是为了帮助学生掌握物理知识,提高实验操作技能.但是,我们教师在很多时候并没有用好这一点,对演示实验教学缺乏足够的重视程度.首先,受到实验资源条件的限制,很多学校缺乏足够的物理演示实验器材,所以对演示实验教学采用睁一只眼闭一只眼的策略.同时,演示实验的主要目的是调动学生积极性,帮助学生认识物理概念及性质,通过板演面授的方式也可以初步满足学生需求.然后,中学物理教师对演示实验教学缺乏有效的针对性手段.在传统的演示实验教学中,教师往往单人操作,满堂灌输,忽略了演示实验教学的策略性.最后就是我们教师的认识态度问题,很多教师对演示实验抱着无所谓的态度,自然也就难以实现实验教学的有效性.
2 演示实验强化途径
2.1 精挑细选,趣味性演示实验
演示实验的首要目的是激发学生物理实验学习兴趣,帮助学生在最短时间内融入课堂教学之中.初中生正值身心成长的关键时期,极易受到好奇心的驱使,对趣味性实验的兴趣十分浓厚.对此,在演示实验的选取上,我们必须遵循趣味性原则,精心挑选趣味性的实验内容.
在浮力章节的演示实验教学中,教材中采用弹簧测力计的对照演示实验,通过清水、盐水与空气中实测得到的铁块重力进行演示实验.这样的演示实验具有很强的针对性,是贴合教材与考纲要求的一类实验,但是趣味性因素显然不够.对此,笔者从家里带来鸡蛋、实验,利用实验室里的烧杯设计了如下的演示实验.首先,在烧杯中导入适量的蒸馏水;然后,将鸡蛋放入其中,可以发现鸡蛋逐渐下沉.此时,我们再继续向其中注入食盐,随着食盐注入量的不断增加,发现鸡蛋逐渐有上浮的现象.当盐水达到一定浓度后,鸡蛋呈现漂浮状态.学生们在演示实验的观察过程中,不断发出一阵阵惊叹,有效的调动了学生物理学习的积极性.同时,通过该演示实验,我们也可以实现对浮力影响因素的探究活动.在食盐添加的过程中,学生们发现随着溶液浓度的增加,鸡蛋的浮力不断增强.于是,他们可以得到溶液密度是影响物体浮力的因素之一.
2.2 精心设计,形象化演示实验
演示实验不仅仅可以用于具体的实验中,也可以用于抽象性实验.通过精心的设计,我们可以将电学、光学、分子间作用力等微观物理现象转化成形象的演示实验.在中学物理教材中,演示实验有120多个,而探究性实验只有20多个,演示实验作为中学物理实验的重要组成,唯有精心设计,才可以达到意想不到的教学效果.
在分子间相互作用力的演示实验教学中,笔者设计了乒乓球与弹簧测力计的形象化演示实验.首先,在两只乒乓球之间夹上一段弹簧,并在两只乒乓球的外侧套上约束用橡皮圈.然后,引导学生进行演示实验的类比观察.若不施加外力,可以发现两只小球都处于平衡状态,弹簧弹力等于橡皮圈约束力;若是小球发生相对离开的趋势,即增大球距时,橡皮圈的约束力大于弹簧弹力,即是引力大于斥力;若小球发生靠拢的趋势时,即减小球距时,橡皮圈的约束力小于弹簧弹力,即是引力小于斥力的情况.如此一来,通过乒乓球的演示实验,我们将分子间相互作用力的原理教授给学生们,帮助学生形象直观的认识了分子间作用力的性质与特点.与传统的纯粹式讲述相比,演示实验不仅增强了物理课堂的趣味性,也帮助学生们深刻形象地认识了物理规律.
2.3 转变思维,合作式演示实验
在演示实验教学中,教师固然是实验教学的主导,但学生们的主体性也不可忽视.传统的演示实验常常是教师做、学生看,受到场地和视角的影响,很多学生难以观察到对应的实验现象,影响演示实验的教学效果.对此,我们必须转变传统的演示实验教学思维,采取师生合作式教学模式,促进师生互动,拉近师生距离.
在欧姆定律的演示实验教学中,为了验证欧姆定律,我们往往是事先按照教材中的电路图连接实物图.首先,笔者在黑板上绘制出演示实验的电路图,然后按照电路图连接实物图,并结合电路图讲解欧姆定律的测量与验证实验.但是,这样的教学缺乏互动性,难以帮助学生产生深刻的印象.对此,在该演示实验上,笔者采用了互动式教学.首先,在电路图的设计上,测电阻时采用内接法还是外接法,各自的优缺点是什么?通过笔者的引导,学生们得出:内接法测得的电流是准确值,电压值偏大;外接法测得的电压值准确,电流值偏大.在实验实施上,比较后选用内接法绘制电路图.在实验仪器连接上,笔者首先为学生们进行了示范,然后再将电路拆开,要求学生重新连接.在学生们连接过程中,对导线摆设、正负极设置、滑动变阻器连接、开关状态等步骤进行教学.待准备工作完成后,要求学生尝试进行电流表、电压表的读数工作,并进行记录.最后,再对该实验进行误差分析和实验总结,进行欧姆定律的验证工作.通过这样的合作互动式实验教学,学生们充分参与到演示实验中,对实验现象、实验结论都产生了深刻的印象.
2.4 结合课堂,现代化演示实验
随着科学技术的发展,中学课堂发生了翻天覆地的变化,多媒体技术、网络信息技术等现代元素不断被课堂教学所采用.在中学物理演示实验的教学中,我们必须充分利用课堂资源,使用多媒体技术、网络课堂等新模式,实现现代化演示实验教学.通过现代技术,原本一些抽象、复杂及难以在课堂中开展的物理演示实验都得以实施,有效的丰富了物理教学手段.
在LC电磁振荡现象的演示实验教学中,我们利用计算机模拟演示振荡过程,通过计算机技术的可控性,帮助学生充分认识电磁振荡现象的每一个环节.随着演示电容的充放电,LC振荡回路中的磁场能与电场能互相转换,并与电容充放电呈现周期性关系.同时,在多媒体动画演示的过程中,整个振荡电路的电流方向及大小变化都得以清晰的呈现,给学生们留下了直观的印象.在整个演示实验过程中,学生们始终对投影仪保持高度注意力,在视觉、听觉的双重作用下,他们必然会对该章节的电磁振荡现象产生深刻的理解.在中学物理演示实验中,还有很多类似的抽象性、演示难度高的实验,例如水波的干涉衍射实验、电子衍射实验、分子间相互作用力实验等.在水波干涉实验中,我们可以借助投影仪,将水波发射水槽进行放大化演示,通过人为制造的水波叠加现象,帮助学生掌握干涉原理.对此,我们都可以利用多媒体技术,实施现代化的演示实验教学.
3 完善演示实验评价
演示实验评价过程是我们自我反省与总结的过程,是对教学目标完成情况的科学评估.只有对现行教学做出合理评价,掌握既定目标完成程度,才可以更有效的准备下一阶段的演示实验.在传统的演示实验评价过程中,我们常常单一注重对训练检查成绩的评定.若是学生们有效掌握了考纲考点,教师也就不再注重学生的演示实验掌握效率.笔者认为,对于演示实验的教学评价必须从学生表现、实验过程和知识掌握三方面出发.首先,针对学生在演示实验实施过程的参与度、提问发言情况、分析质疑等角度,评价学生表现.有效的演示实验必然是满足全员参与、师生互动、发言踊跃的条件,唯有学生主动参与的演示实验才会给他们留下深刻的印象.然后,在实验过程中,我们的实验操作技巧、教学和学生的演示操作也很重要.新课改背景下的演示实验不光是传授物理知识,更要培养学生的实验技能.最后才是考试考核评价,针对物理教材中的知识点,学生们是否在演示实验教学中透彻理解,一考便知.只有带着问题听课,演示实验才不会是无聊的教学游戏.
总之,演示实验教学是中学物理教学必不可少的环节之一,是实现对学生综合素养教学的关键.演示实验是一种直观的教学手段,帮助学生理解实验内容,掌握课堂知识,有效的提高了物理教学效率.作为教师,我们必须作好榜样,明确实验教学重要性,充分发挥学生的主体作用.