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2 中学物理演示实验教学的改进
在新课程背景下，学生学业能力考查对其科学探究和物理实验能力提出了新的要
求，尤为重要的是，学生本人将来的专业成长和现代社会的科技创新都需要他们具备较高的科学探究和物理实验能力。因此，加强和改进演示实验教学，正确培养学生使其具备一定的实验能力就成为当今物理课堂教学的首要任务。为使演示实验在课堂教学中发挥到最大的效果，教师除了应精心选择有较强科学性和代表性的实验进行演示外，有时为加强演示实验的可观性、便利性、趣味性等而需要采取一些改进措施。
2．1 改进物理演示实验教学的意义
2．1．1 有利于提高课堂教与学的效率。课堂演示实验改进的目的之一是克
服原有实验的操作的复杂性，让它在有限的课堂教学时间内发挥最大的作用。演示实验设计要与学生的认知过程相一致、其操作程序要进行科学合理的简化、要使用实验现象明显的实验仪器等。这些改进后的有趣、明显的实验现象和精巧的设计等都会给学生留下深刻的印象，且大大的提高学生对概念、规律等知识的理解，从而提高课堂上教与学的效率。
2．1．2 有利于提高学生对物理的学习兴趣和学习能力。课堂演示实验的
改进有时能提供一些与学生原有的认知结论相违背的新奇现象，或者学生能亲自参与设计操作实验的环境，这将大大激起学生学习物理的兴趣。同时，教师可以有目的地与学生共同完成设计和改进高中物理课堂演示实验的过程，从而帮助学生提高分析和解决问题的能力。
2．1．3 有利于促进探究式教学和新课程教学改革的实施。新课程背景下，
《物理课程标准》明确指出，高中学生应该在科学探究和物理实验中达到提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个科学探究要素。物理改进课堂演示实验能为探究性学习提供相应的学习环境。在和学生共同改进实验的过程中，学生与学生的探究以及教师与学生之间的探究都可以很自然的融入其中，这样整个活动都会充分体现“合作探究”教学模式，符合新的物理课程标准的要求，从而高效有序地进行新课程教学改革。
2．2 物理演示实验教学改进应遵循的规律
我们进行实验改进的目的是增强实验的趣味性、凸显原有实验的现象、突出实验操
作的主要程序，甚至修正原有实验的缺陷，让实验尽可能的发挥它的作用，而这种改进要遵循一定的规律。
2．2．1 应有利于加强演示实验的便利性。实验装置应力求简单，以便排除
复杂的实验装置对观察和思考主要问题的干扰即排除分散注意力的干扰，这是突出重点的需要。如：新课程人教版物理1中第58页上微小形变的演示实验（如图1所示）中，两次利用光的反射定律“放大”了光线的微小变动，这个方法渗透的很好，但调整装置很费时。若将氦氖激光器放在桌面上，使它的光直接射向较远的屏幕（或教室后面的墙壁）上，向桌面施加压力时会观察到光点移动。使得该演示实验简捷高效，现象直观清晰，
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会很大程度地提高课堂效率。又如：新课程人教版物理1中第56页上的演示实验（如图2所示），观察最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小关系，当手拉弹簧称，逐渐增大拉力，使得木块从静止开始移动后，很难控制木块匀速运动，于是弹簧秤的读数不断变化，很难感性地形成正确的概念。若加以改进，将弹簧秤拉木块整个装置置于一个长薄板上，保持木块静止不动，逐渐加力反向拉动木块下的薄板直至匀速拉动（如图3所示），观察弹簧秤的读数变化，这样更容易操作。
图1 图2
图3
2．2．2 应有利于提高演示实验的可观性。明显的实验现象和可观性较强的实验
都有利于教学内容的传授和学习。可观性差、实验现象不明显的实验容易引起学生对所讲内容的不信任，不利于学生的知识掌握。如：新课程人教版物理选修3-1中第6页的演示实验“探究影响电荷间相互作用力的因素”（如图4所示），一般静电实验很难演示成功，由于孤立物体和悬挂小球一般带电量很少，若加上空气潮湿的影响，放电较快，物体和小球之间的库仑力很小，丝线的偏角很小，很难观察到三个偏角的大小的不同，所以此演示实验成功率很低。而若将实验改进为（如图5所示），O为带绝缘柄的金属球，丝线上的小球用聚苯乙烯发泡材料（或其他轻质材料）做小球p1． p2． p3，在小球外面涂上石墨导电层（或外面包上导电的铝箔），利用感应起电机使A和三个小球同时带上正（负）电，起电机的起电效果远远强于摩擦起电，因此铝箔小球产生了明显的偏离，很容易比较出它们之间的距离越大偏角越小；若加快起电机的摇动速度，O和三个小球的带电量增加，丝线的偏角增大，说明它们之间的库仑力变大了；减慢摇动速度，则带电量减少，角度变小则库仑力变小。由此得出结论：电量越多，库仑力越大。这样改进以后实验现象明显了，提高了可观性，有利于学生对库仑定律的感性的了解。
图4 图5
2．2．3 应有利于增加演示实验的趣味性。在学习过程中，学生对所学知识感
兴趣是极为重要的，兴趣是学习的直接动力，物理实验的现象和结果往往能激发学生的兴趣，使学习处于一种积极主动的状态中，所以应适时设置有趣的演示实验以达到激趣的目的。如：学习重心的概念时，可以增加这样一个小的演示实验：用橡皮筋将两支铅
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笔的一端扎紧，另一端拉开适当的距离后搁在第三支铅笔上，构成一个木支架，宽端略高于窄端（如图6所示）。将小球放在木支架的窄端，可见小球朝高端滚去。这个实验很有趣，看似小球自动上坡，实质上是小球重心下降，一部分重力势能转变成了动能。但也应注意避免出现为增加趣味性而忽视了安全性，如有的老师在学习“机械能守恒”一节时，进行“铅球碰鼻”实验（如图7所示），3公斤重的铅球自某学生鼻尖无初速度释放再摆回，看学生怕不怕铁球碰伤鼻子，惊险刺激，但应防止被试验的同学站立时会出现轻微晃动而造成伤害。
图6 图7
2．2．4 应有利于提高演示实验的环保性。在课堂演示实验中还应注意安全环保
等问题，如：在旧人教版物理第二册（必修加选修）的P4演示鸡蛋从一米多高的地方落到一块泡沫塑料垫上，观察鸡蛋会不会被打破（如图8所示）。这个实验的演示结果往往会使鸡蛋在泡沫垫上弹跳几次后滚落在地板上破碎，既不美观也不环保。若在透明的大大的玻璃器皿内的底部铺一层厚厚的细沙，再将鸡蛋从一米多高处下落（如图9所示），鸡蛋会稳稳停落在铺有沙子的器皿中，既不会再次弹跳又完好无损，大大增强了实验的直观性及环保性。
图8 图9
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3 演示实验在物理课堂教学中的重要作用
物理实验物理是一门以实验为基础的学科，尤其是课堂演示实验在物理教学中发挥着极其重要的作用，它作为一种理论联系实际的实践活动，能使学生处于教学的主要地位。因此，我们每一位物理教师都应特别重视课堂演示实验。现就课堂演示实验所起的作用及如何发挥这些作用，谈一点肤浅的认识。
3. 1 通过演示实验 , 可以激发学生的学习兴趣
兴趣对于学生的学习有着不可估量的作用 , 爱因斯但曾经说过，“兴趣是最好的老师”。与一切有目的的行为一样 , 良好的开端 对学生的课堂学习具有十分重要的意义，而有趣的物理实验 和实验现象是激发学生对物理产生兴趣的有效手段。在导入阶段，教师就可以通过创设实验情境，提供新颖、奇特、惊险、多变的实验现象，配合自己生动的语言、抑扬顿挫的语调及运用对比鲜明的教学媒体，很好地唤起学生的无意注意，激发学生的直觉兴趣。例如：在“磁生电”一节的教学过程中，教师可以用检流计和螺线管连成一个闭合回路，请学生讨论：“当条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间，检流计指针是否会偏转？”同学们各抒己见，有的说检流计指针会偏转，有的说检流计指针不会偏转。经老师演示实验验证：当条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间，检流计指针突然偏转一下，而且插入和拔出的过程，检流计指针偏转方向正好相反。
3. 2 演示实验是学生获得感性认识的有力手段
演示实验具有形象、真实、生动、有趣的特点，可以帮助学生积累感性材料，是学生形成概念、理解规律的基础。演示实验能营造活生生的情景，让学生身临其境，获得经验。如在《研究凸透镜成像》一课中，把新授和实验揉合在一堂课上，有计划地指导学生观察实验，采用提向的方式让学生通过实验总结出成像特点，学生对凸透镜成像特点和变化规律理解更准确、记忆更牢固、应用更熟练更灵活，这比教师枯燥地讲解、学生硬性地记忆好得多。
3. 3 通过演示实验，可以把物理概念、规律转化为现象，使之具体化、简单化
从记忆的角度来看，结合演示实验讲解的物理规律远比用单纯的语言讲解给学生留下的印象要深刻得多。物理教育家朱正元曾经说过：“对于物理概念、物理规律等一些理论的东西，往往是千百万语说不清，一看实验便分明。”从而画龙点睛地道出了实验在物理教学中的作用。例如：讲解凸透镜成像规律时，若没有凸透镜做演示实验，仅凭教师语言描述，学生无论如何也不能很好地理解：诸如 U＞ 2f 时，成倒立缩小的实像，f ＜ u ＜ 2f 时，成倒立放大的实像等规律。即使强迫学生记住了，也感到单调、枯燥，甚至不肯相信。如果通过演示实验，让学生观察，以不可辩驳的事实，给学生留下深刻的印象。
3. 4 通过演示实验 , 可以培养学生的实验技能和思维能力
重视实验基本功的训练，培养学生实验基本操作能力，是提高学生实验能力的基础。教师不仅自身应重视演示实验，而且还要认真做好课本的每一个演示实验。教师认真的
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实验态度、标准规范的实验动作将给学生良好的、潜移默化的影响。教师还可以对课本的演示实验进行改进或根据需要另外设计演示实验，尽可能使学生运用眼、耳、鼻、手等多种感官去感知，要紧密配合教学，适时、适量进行演示实验，以其形象、生动的特点激发学生解决问题的动机，启发引导学生边看、边听、边思考、边议论，以获取?佳的教学效果。实验需要通过学生自己的观察获取信息 , 作为思维加工和评价的基础， 实验中蕴藏着极其活跃的因素，会出现许多意想不到的问题，对活化知识和训练思维大有益处。如观察水沸腾实验时，必须认真观察加热初期、中期和沸腾时汽泡变化和水温的变化。这样培养了学生进行有目的、仔细观察的好习惯，纠正了他们只看热闹不看\门道\的错误。然而演示实验具有很强的示范性，教师的一举一动都将成为学生独立操作时的依据，演示实验是学生使用仪器、实验操作的典范，它教给学生正确的实验方法，如：如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图、分析和推理，得出正确结论等。通过大量的演示实验，学生可以在长年累月中耳闻目睹、潜移默化地学到实验技能。演示实验又是形成物理概念、导出物理规律的主要方法，它是思维探索的第一感性材料。感性材料越丰富，学生学习兴趣就越大，主动探索的情感就越强。如通过演示伽利略斜面实验总结出\牛顿第一定律\，不仅为探索\力和运动\提供丰富的感性材料，而且易于激发学生对\力和运动\问题的主动探索。
这样，通过演示实验，引导学生的思维活动向深度和广度进行。学生在生活中或者在物理学习中会遇到一些不解的问题和陌生的现象，教师可以通过设计演示实验来帮助他们分析、解决。
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