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4 在物理课堂教学中演示实验的原则
4. 1 变验证性实验为开放性实验
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验，而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证，巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是，对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼，也不利于培养学生主动探索物理规律的能力，而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说：“对真理的探索比占有更加宝贵”。
因此，在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中，要尽量再现实验的设计过程，多让学生想想：“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启迪学生思路。例如在“牛顿第二定律”一节的教学中，笔者将这个验证性实验变为探索性实验。其研究方法：①边学边做实验：首先让学生按照自己设计好的实验方案做实验，使学生从实验中初步认识物体的加速度a与物体的质量m及它所受外力F有关。然后，笔者再演示课本上的实验，规范操作，这样，不仅使学生掌握科学的实验方法，而且让学生观察实验过程，注意发现研究对象引起变化的原因和条件以及在实验中出现的现象，使学生对a和F、m的关系获得感知。②探索知识：指导学生对问题进行具体研究，处理实验数据、列表、画出a－F、a－1／m的图象。③归纳总结：师生共同分析、归纳、总结出牛顿第二定律。这样，让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证，在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律，对知识学得更扎实更牢固，同时使学生受到科学方法的熏陶。
4. 2 课堂演示实验中尽量让学生参与
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学，演示实验通常教师演示，学生看，但是很多实验学生根本看不清，特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展，直接影响学生实验心理素质的提高。因此，在演示实验中，应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结。市教研室卓老师非常赞同这个观点：在实验操作上让学生积极参与，让学生充分了解实验的内容，多次重复，加深印象，巩固记忆。例如：在“楞次定律”一节的教学中，笔者变原来的课堂演示实验为边做边讲实验，每两位学生发一套实验器材（干电池、电流表、原线圈、条形磁铁、导线），实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系，再观察原线圈的电流方向与磁铁运动方向的关系，把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料，引导学生仔细、准确地进行观察，然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感生电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系，最后训练学生用科学的语言描述，并解释所观察到的现象，从而顺理成章地写出楞次定律。可见，演示实验在教师指导下让学生参与，不仅有显示学生实验技能的机会，又能得到科学方法的训练及能力的培养，加深理解和掌握物理概念和规律，同时可领略物理学的思想，培养科学态度和科学方法。
4. 3 合理运用多媒体，优化演示实验教学
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段，而利用多媒体教学，是教学现
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代化的重要标志，是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法，组织多媒体信息，形成合理的教学结构，以实现教学优化，使学生真正体会到物理学科的学习方法，提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程，从而突破时间以及空间的束缚，进行逼真的模拟，灵活地放大或缩小物理场景，将物理过程生动形象地展现于学生眼前，使学生认识加强，理解透彻。例如，对于“LC电磁振荡电路”的振荡过程分析，笔者应用电子计算机的动画功能，展现了随着电容充放电的进行，LC回路中的电场能和磁场能之间的周期性变化，振荡电路的大小和方向变化的全过程，安全逼真，激发学生学习兴趣，使学生在学习过程中保持精力高度集中，思维高度活跃，求知欲高度旺盛的状态。对于可见度小，不易观察，且只能水平演示、观察的内容，例如水波的干涉、衍射现象，用发波水槽借助投影仪演示，既起放大作用，又使其有动感，使学生看到清晰的干涉条纹，对学生脑子里形成正确概念有极大的帮助。但是还有部分同学对波的叠加原理难以理解，又缺乏想象力，为此笔者又用计算机模拟制作了一条直线上两传播方向相反的两列波的叠加，可十分形象直观地表现波的叠加，学生也容易理解，并取得了良好的效果。利用多媒体进行物理实验教学，不但为教和学增添了信息的传输和接收通道，而且为教学创设了良好的情境，师生们置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”认“物”，这对物理的各种题型的实验教学有着积极的意义，对提高物理课的素质教育教学有着广泛的前景。
总之物理课堂演示实验要与学生的分组实验有机地结合起来，努力培养学生的下面几个方面的基本实验要素：一是仪器使用的一般知识；二是测量误差与数据处理的知识，其中特别是图线处理数据中，区分已知规律与未知规律的不同方法；三是间接测量的基本知识，要从测量出发理解实验装置、原理、方法、条件保证、操作步骤以及数据的记录与处理；四是验证性实验的验证思想，特别是要懂得将理论结论与实验结论比较的思想。同时加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练，多角度、全方面地让中学物理实验教学提高到一个新的水平。
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5 演示实验教学过程中应注意避免的问题
5. 1 演示实验的准备要充分、到位
成功的演示实验是教学正常进行的保证，要确保实验成功，课前必须做好充分的准备。首先，要把握演示实验在本节教材中的作用，明确实验设计思路，弄清演示实验成功的因素；其次，课前要针对演示实验的目的、要求，精心选择组装仪器，熟悉仪器性能、使用方法，认真进行试做，直至熟练的地步；最后，还要充分注意到实验时可能出现的不利因素，对于实验中可能出现的故障做到心中有数，并采取必要的措施，能及时消除影响。
5. 2 要目的明确，忌随心所欲
物理教学中，演示实验是新课导入的重要方法之一。实验具有生动、直观、新奇的特点，容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性，就能创造出生动的情景，使学生思维活跃。演示实验是用来配合教学的，应根据不同教学内容和要求，选择合适的实验合理地进行实验，以便让学生清楚地认清物理概念和规律。 例如，在讲“力”这一节的内容时，我们可以选择的演示实验比较多。如熊猫掰竹枝，拉弹簧，各种足球运动等，其目的就是让学生认识“力的作用可以使物体产生形变或运动状态发生改变”这一规律。我们利用演示实验都应清楚地显示出演示内容的本质特征。当然实验时要增强实验的趣味性，更好地调动学生的思维积极性。整个实验目的性明确，环环紧扣，步步深入，学生必定会有很强的感性认识，很清楚的认知思路，从而轻松地掌握所学的内容。演示实验切忌毫无目的，随心所欲。演示实验的最终目的是为教学服务的，为的是在实验中发现规律，理解规律，从而掌握规律。为实验而实验，没有目的性，只会使学生浮于实验过程与表面现象，不知道老师为什么做实验，不知道实验演示了什么规律，更谈不上自己去发现与探讨规律了。对老师而言，这样的实验是“吃力不讨好”的事。
5. 3要明显直观，忌模糊不清
可以说演示实验的一切功能都不能离开观察，观察者只能在演示者所给现象的基础上进行观察。因此，演示实验的直观是最起码的要求，教师在设计演示实验时应注意以下几点： 首先，物理过程的变化要显著。为了使现象明显，仪器的尺寸要比较大，尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗，要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度虽有所降低，但可以用感受效果来弥补。必要时可以借助投影、放大电路等手段增强现象的明显性，提高观察效果。另外，仪器摆放的位置，被观察主体与背景的色调对比等也会影响观察的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生烟、衬托背景、照明等方法来增强观察效果。例：在进行光的直线传播一节教学中，就可用生烟的方法增强观察光的直线传播的效果。 其次，仪器简单，过程明了。演示之所以要直观，就是为了能从实验中直接观察到物理过程，认识物理现象的本质，而不需要过多地拐弯抹角，受其它无关因素的干扰。特别是一些为建立、巩固物理概念的定性演示中，没有必要选择精密复杂的实验装置。例如，我们用椭圆墨水瓶演示微小形变现象，效果就很好。又如，用磁铁的方法演示电动机的原理就比搬一个真的电动机来做实验更能突出物理原理。第三，要多种感官并用。有资料表明：在接受知识方面，单靠听觉一般只能记住15%左右；单靠视觉，从图象获得知识，只能记住45%左右；如果两者结合起来，可
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记住65%。因此，调动学生各部分感官的协调并用，比单一渠道要好。我们应该考虑学生的各种感官对信息的分辨能力，以强化有效刺激，促进学生对新知识、新规律的理解。演示实验切忌模糊不清。学生看不到清晰的实验过程和明显的实验结果，搞不清实验所演示的规律、原理，无助于物理教学。与其浪费时间，不如不做。
5. 4 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，不仅会殆误时间，而且会引起对所得结论的怀疑。因此，教师在课堂上的演示实验必须确保成功。成功的演示是由多方面的因素决定的。首要条件是掌握实验原理，它是设计和改进实验的依据。只有掌握了原理，才能准确的抓住关键，成功的进行演示。例如，声音传播的演示实验，由于钟罩内电铃发声的振动太强，会通过抽气盘底座传出，即使抽很长时间，还会听到电铃声，效果不理想，我们一般认为较难做，其实关键在于电铃发声振动太强。从原理上进行分析，我们就可以找到改进该演示实验的关键----解决振动问题。只要将电铃换成如音乐卡片，因为振动很弱，效果就会很理想。其次，要注意环境条件。有些实验的成败与环境等外界条件很有关系。例如，空气的湿度对静电实验很有影响，某些电学实验跟电源电压的稳定性有关。因此，教师在课前要选择好所需的仪器和材料，仔细地进行检查，熟悉仪器的使用性能，了解实验的精确程度，估计实验时间，观察教室里即将演示的环境等。课前做好充分的准备，可以提高演示的成功率，但不能保证课堂上一定不出问题。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，尽可能及时找出原因，迅速排除故障；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，申明下次再做。这种负责的精神和科学的态度，必将培养学生实事求是的科学作风，对学生产生良好的影响。
5. 5 要有启发性，忌难易不分
演示实验能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象。但它的最终目的是要通过观察启发思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。因此，在设计和编制演示程序时，必须在启发性上下功夫。演示中的启发性，首先在于以趣激疑。当生动的演示现象出乎学生的意料之外时，认知的矛盾将上升为思维的动力。例如，牛顿色散实验，当把七彩光斑打到银幕上时，学生面对这些绚丽的色彩，问题必将油然而生。运用演示引发问题，只是启发思维的起点，虽然它是学生开展积极思维的突破口，但要推进思维的展开，仍需有教师不断的引导。例如，为什么会有这种现象？怎样才能产生？怎样才能做得更好？??在学生不断的探讨、思索中，逐步掌握物理知识，了解物理规律，这样的实验就成为了推进思维的向导。
5. 6 演示实验的再现要加强与多媒体的整合
利用多媒体可以形象地演示实验的全过程，使各种现象可以自由控制、直观再现，会起到事半功倍的效果。如：日食、月食的形成原理，电荷的定向移动形成电流等等，这些单凭教师的语言描述是无法讲清楚的，通过多媒体演示可大大增加感性认识，加深对知识的理解。但切不可用多媒体代替演示实验。
总之，实验教学在物理教学中有着不可替代的作用，是促进学生理解知识，提高技能，培养动手、动脑、创新能力的有效途径。但要发挥实验的最大作用，要掌握正确的方法，并注意眼、手、脑的活动紧密地配合起来，用观察促进思维活动的展开，用思维指导动手活动的进行，用动手促进思维的创新能力的锻炼。这样，物理的学习才会有吸
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引力，学生才能获得较多的物理知识，掌握正确的学习方法。演示实验对教学的作用还很广泛，发挥演示实验功效的方法还很多，只要我们教师做一个有心人，一定能把演示实验的效果发挥到极致。
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