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浅谈初中物理演示实验的教学方法与策略
【摘要】物理是一门以实验为基础的学科，物理实验则是物理学的灵魂。任何一个假设、猜想、结论、定律，都是通过实验来证明或在实验的基础上加以推理而得的结果。演示实验是教师为配合教学内容，在课堂上对学生所做的表演示范实验。它的目的是将所要研究的物理现象展现在学生眼前，从而引导学生进行观察，并通过分析思考，总结归纳获取新知识。有目的、有计划地选择和安排演示实验，是学生进行观察和获取感性知识的重要源泉，是学生学习和理解物理概念和规律的基础，也是培养学生观察、分析和综合能力的重要途径。成功的演示实验可以通过刺激学生的感官，最大限度地调动学生的学习积极性，创设活跃的课堂气氛，从而获得良好的教学效果。
一、做好演示实验，提高课堂教学效果
1、演示实验能增强直观教学效果。演示实验在直观教学中的效果最好。有实验材料证明，使人识别仪事物，用语言描述需2.8s，用模型、挂图需1.5s，直接看实物需0.7s。因此，我们在做好教材安排的演示实验之外，应积极创造条件，有目的地增加演示实验。
例如，讲解重力方向时，可创设牛顿发现引力的情景，用绳子提起一个苹果，然后剪短绳子，观察苹果运动的方向。讲解大气压强时，可以增加用打针筒抽水，针筒口封闭下面可以挂重物，然后针筒口开启，则重物向下运动。讲解火线与零线辨别时，在正确使用测电笔辨别出火线、零线后让学生大胆用手触摸一下“零线”，体验一下“有电但安全”的认识。为走出“100W的灯泡一定比40W的灯泡亮”的生活误区，可以增加一个100W灯泡与40W灯泡串联的电路实验来演示。
2、演示实验能培养学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”。演示实验能活跃学生的思维，引起学生的无意注意，减轻疲劳，培养学生的学习兴趣，从根本上提高课堂教学效果。例如，演示大气压存在让小试管沿大试管上升的实验。用一根较细的试管放在一根粗细适当的装满水的试管内，将试管翻过来，口向下，学生意外地看到：水向下流，小试管不是落下而是上升了。这个现象出乎学生意料，使课堂气氛顿时活跃起来，不用教师多讲，他们就立即产生强烈的求知欲。
3、演示实验能培养学生的观察能力。观察是意识知觉的高级形式，也是学习科学的最基本方法之一。在初中物理的教学中，培养学生的观察能力是其中的重要任务。因此，在课堂教学中，通过演示实验能培养学生的观察能力，使学生大脑获取更多的形象信息形成表象，从而促进学生思维的发展。有研究表明，人脑中贮存形象信息和语言信息的比例是1000：1。所以成功的演示实验，能起到千言万语说不清，一看实验就分明的作用。
4、演示实验能增强学生的记忆能力。记忆力对学生学习效果的积累起决定作用，演示实验具有直观形象、鲜明的特点，它能吸引学生的注意力，激发动机，产生兴趣，形成最佳的心理状态，有利于知识的记忆。例如，两边各用1N的力拉弹簧，弹簧读数是多少？学生往往会回答是2N，若用一根弹簧水平放置通过两力平衡演示的木板，两端各挂上1N的钩码去演示，让多数学生观察弹簧秤的示数，教师并及时加以分析和纠正，相信许多学生会留下较深刻的印象。
5、演示实验有利于发挥学生的主体作用。初中学生有较强的表现欲，有些演示实验让学生来完成效果更好。这样满足了学生的好奇心理，又锻炼了学生的操作能力，有利于集中学生的注意力，有利于营造和谐、愉快的课堂气氛和发挥学生的主体作用。
二、演示实验课的必要操作
1、实验的可视性好，是取得较好的实验教学效果的根本保证。要充分发挥演示实验在物理教学中的作用，必须做到可视性好，看到的现象明显。教师在演示实验时，要保证全班学生都能看清实验时发生的现象。为此要做到以下几点。
（1）实验时用的仪器要大一些，演示桌的高度要适当，保证全班学生都能看清楚；教师在演示时身体不要遮住仪器，或挡住一部分人的视线，仪器之间也不要互相遮挡。
（2）演示桌上的仪器布局要合理。主要的仪器或发生主要现象的仪器应放在突出的位置，辅助仪器放在次要位置，不用的仪器放在桌下，以免分散学生的注意力。如果仪器太小或现象不够明显，那么可用实物投影的方法演示放大。
（3）实验时，要处理好对象和背景的关系，使对象尽量突出。例如，在仪器的关键部位涂上鲜明的颜色；在实验装置后面配上适当的衬板，把被观察的实验现象衬托出来；在水或其它无色液体中加入适量的染料，以提高其可见度；用烟雾箱来演示光的直线传播、透镜成像等实验，使光路清晰地显现出来。
2、通过创设实验情景，取得较好的实验教学效果。创设实验情景与实验教学效果具有密切的相关性。教学实践证明，一旦学生被教师设计的实验情景所感染，或者说学生思维进入预定的情景之中时，便会激发出强烈的好奇心和求知欲，并急于弄懂这是为什么？实验教学就会取得事半功倍的效果。当然，我们还可以通过“问题”设计实验情景，在演示实验前后以及过程中，教师要有意识的制造矛盾，提出疑问，引起学生的主动联想，促使学生的思维从疑问开始，在联想和想象中活跃，在获得正确答案中发展，最后在具体实验验证过程及结果中得到强化。例如，在浮力教学中，很多学生根据自己的生活经验错误地认为浮力大小与物体的质量、密度有关，跟物体没入液体中的深度有关，沉入水底的物体不受浮力等。为了使学生有正确的认识，我们在实验教学中可设计这样的问题情境实验：
（1）用弹簧测力计分别挂起同体积的铁块和铝块，没入水中，要求学生观察弹簧测力计的示数变化，并提问说明什么？
（2）用弹簧测力计挂铁块慢慢浸入水中，让学生观察弹簧测力计示数的变化，待铁块全部浸入，再置于不同深度，提问学生观察到什么？
（3）换用酒精重做上面的实验，提问液体密度不同弹簧测力计示数有什么不同？
总之，创设实验情景能大大提高学生的学习兴趣，激发学生思维，获得满意的实验教学效果。
3、注意演示的方法，技巧，取得最佳的实验教学效果。例如，课本上的有些演示实验，如果按照课本简单重复，学生会索然无味。如果教师稍加改变，推陈出新，就往往会起到意想不到的效果。例如，我们在演示同种电荷互相排斥实验前，先演示这样一个实验，将下端散开的塑料捆扎绳，用清洁干燥的手自上而下捋几次，结果非但不合拢，反而更散开。通过演示学生会感到很奇怪，从而激发他们的求知欲，然后再演示同种电荷互相排斥实验。这样，教学效果就肯定要好得多。在课堂演示实验教学中，如果教师用心设计一些好的演示方法与技巧，演示效果就会大大地加强。
4、除实验前的准备和实验中的操作外，还必须做到在试验后进行反思和总结。引导学生进行反思，对进一步理解实验、深化实验、完善实验有着重要的作用。通过反思可总结实验规律，优化实验方案，创新实验设计，揭示实验本质，增强实验效果。因此，在学生实验时，教师应该积极引导学生进行全方位、多角度反思。同时，教师也应对演示实验的成和败做反思，以不断完善演示实验，提高演示实验的有效性。
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三、做演示实验时，需要注意的问题
1、要目的明确，忌随心所欲。为实验而实验，没有目的性或者只做而不作合理分析，只会使学生浮于实验过程与表面现象，不知道教师为什么做实验，不知道实验演示了什么规律，更谈不上自己去返现和探究规律了。
2、要明显直观，忌模糊不清。即应尽可能地利用学生生活中的物品，来自制简单易接受的实验器材，实验现象应尽可能地增加可见度。例如，利用鸡蛋做实验，鸡蛋很容易找到，若引导学生做实验，既可说明物理道理，又可提高学生的学习兴趣。做压强的实验，将鸡蛋握在手中，使劲握也难以破碎，但手拿鸡蛋在碗边轻轻一敲即破。这说明，鸡蛋握在手中时，受力面积大，压强小；而在碗边轻敲时，受力面积小，压强大。可见，压力的作用效果不仅跟压力的大小有关，还跟受力面积有关。做大气压实验，将浸湿酒精的棉花放在广口瓶内，点燃棉花，并让它燃烧一会儿，然后将一只剥了壳的熟鸡蛋（稍大于瓶口）置于瓶口上，熟鸡蛋在内外压强差的作用下，被压入了瓶里。做物理沉浮实验，将一只鸡蛋放入浓盐水中，然后缓缓倒入清水稀释、搅拌，随着盐水的不断稀释，鸡蛋排开液体的体积随着增大，由漂浮状态慢慢变成悬浮状态，最后沉入杯底。这说明，浸在液体中的物体的上浮和下沉，决定于它所受的浮力和重力的大小关系。做有关能量的实验，拿一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋，用同样的力度，让它们同时在桌面上旋转，结果生鸡蛋会先停下来，这是因为生鸡蛋内蛋液和蛋壳摩擦，会损失鸡蛋旋转的能量，所以生鸡蛋会先停下来。
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，就不仅会贻误时间，而且会引起对所得结论的怀疑。因此，教师对演示实验必须认真准备，确保成功。
但是，演示实验成功与否有时会受环境条件的影响，如静电实验。因此，即使课前准备充分，但仍不能保证课堂上一定不会出问题，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，尽可能地及时找出原因，迅速拍出故障。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，并申明下次再做。这种负责对的精神和科学的态度，将会培养学生实事求是的科学作风，对学生今后的学习和工作产生很好的指导作用。
4、要有启发性，忌难易不分。演示中的启发性，在于以趣激疑。当生动对的演示现象处于学生的意料之外时，已知的矛盾将上升为思维的动力。如演示一道白光经过三棱镜折射后，形成七色彩带，使学生感到意外，从而促进思维的发展。
四、改革演示实验教学
（1）演示实验可在学生“引导”下由教师去做
在做实验时，不是总是由教师按照自己的思路或按照教科书中的步骤去操作，这样会很大程度地束缚学生的思维，同时也抹灭了学生的一些好的想法和建议，不利于对学生能力的培养。要多给学生一些广阔的思维空间去“引导”教师操作实验。
例如：在“研究杠杆平衡的实验”中，教师把杠杆放在铁架台上后，学生自然会想到天平的使用，马上会说：“调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆水平平衡”，这时教师可指出质疑“为什么要使杠杆水平平衡？”，学生稍加思索会回答“便于读取力臂”；紧接着学生根据日常生活中的平衡知识会准确地说出左边什么位置应挂几个钩码，右边什么位置应挂几个钩码，教师一一照做；最后学生根据自己的思维，得到了合理的实验结果，这样教师在学生的“引导”下完成了实验。这种方法对教师而言，可免去口干舌燥对学生讲的体力劳动，又发挥了学生的想象力，体现了学生的潜质。同时由于是学生自己设计并操作的，因此他们对实验的过程和结论会记得更加牢固，也会灵和去运用，起到了事半功倍、一举两得的效果。
（2）演示实验可变教师演示为学生演示
初中学生都活泼好动，有自己独特的思维方式和思想，有着强烈的好奇心，对于一些事物只有身临其境才能满足。于是他们对于光看教师来做演示实验，会觉得不过瘾，总想上来试一试。这时教师可抓住学生这一好奇心、求知欲，把一些危害系数小、操作简单、现象明显的演示实验交给学生去做。
例如：在“摩擦起电”实验中，完全可以由学生独立完成实验。首先，学生通过看书后，自然会用两根丝绸摩擦过的玻璃棒靠近，结果是互相排斥。再用两根毛皮摩擦过的橡胶棒相靠近，结果仍明显排斥。然后又用一根丝绸摩擦过的玻璃棒，跟一根毛皮摩擦过的橡胶棒靠近，结果是相互吸引。由此学生可以根据现象得到毛皮摩擦过的所带的电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒不同，以及同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的结论。
（3）变演示实验为学生自主探究实验
为了充分发挥物理实验的多种功能和作用，教师要敢于并善于突破教材上规定的实验框框，想新点子，找新路子，大胆改革和创新；提倡学生自行设计实验方案，自主选择实验器材；不限定实验原理，不死搬实验步骤。这样就给了学生充分自主探究的实验空间。
演示实验一般可采取如下措施：提出问题，通过实验建立初步表象；再做实验，对提出的问题进行探讨，找出规律；应用规律来解释问题，并用实验来验证。这一观察体现了实践——理论——实践的认识规律。当然提出的问题要有启发性，忌难以回答或过于片面。
总之，做好演示实验，不仅会提高课堂教学的效果，而且对学生今后继续深造都有非常重要的指导意义。
参考文献
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