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浅议初中物理演示实验的改进策略

发表时间：2021/7/23 来源：《教学与研究》2021年6月下作者：梁静

[导读] 本文结合自己多年的实验改进教学经验，就初中物理演示实验的改进策略进行了深入研究和总结。

云阳县黄石实验学校梁静

【摘要】本文结合自己多年的实验改进教学经验，就初中物理演示实验的改进策略进行了深入研究和总结。
【关键词】初中物理；演示实验；改进策略
        演示实验是物理课堂教学的灵魂，是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可或缺的环节，也是培养学生的观察能力、思维能力、探索精神、创新能力及获得良好的物理方法的有效途径。课本上的很多演示实验，有的现象不明显，有的器材太专业，有的对学生没有吸引力……。而很多学校由于条件有限，缺少器材等原因，有些物理教师把做实验变成了讲实验。这是不利于学生的能力培养的。“百闻不如一见”，亲身的一次经历胜过教师的千言万语。只要教师留心，通过实验的改进，简陋的条件下一样可以设计出满足教学要求的演示实验。
        一、“变废为宝”策略——实验来自生活
        物理实验应该源于生活，生活中很多废弃物（如易拉罐、乒乓球、注射器、气球、儿童玩具等）都可以成为物理实验的“仪器”，即“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。
        比如易拉罐的运用，在学习光沿直线传播时，演示小孔成像的原理，一般学校设有这类器材，教师可自己加以改进。把易拉罐的上端剪掉，在空易拉罐的底部中央扎一个小孔，在空罐的口上蒙上半透明的塑料膜，做成针孔照相机，教学效果非常明显。再如，用吸盘、注射器做大气存在和粗略测量的实验，用吸管、乒乓球做流速与压强关系的实验，用塑料瓶做成火箭，演示物体间力的作用是相互的，用输液用的塑料瓶和塑料管自制潜水艇模型，通过自制潜水艇模型的过程和实验体验的過程，帮助学生理解潜水艇的工作原理。
        可见，我们在研究演示实验改进时，应该就地取材，变废为宝，这不仅能节约学校开支，而且学生对这些器材熟悉，更能激发起学生的学习兴趣，进而提高教学效率，还能提高学生的科学素养，培养学生的环境保护意识。
        二、“化简为繁”策略——小实验，大问题
        麦克斯韦曾经指出：“一个演示实验，使用的素材越简单。学生越熟悉，就越想透彻地获得所要实验的结果。”所以，演示实验应该简单不应该繁杂，过于复杂的实验装置，不仅会分散学生的注意力，还不易抓住事物的本质，更不易学生自己动手做实验。有时候，我们需要利用一些简单易懂的实验来代替复杂难懂的实验。
        比如，教材中探究二力平衡条件的实验，可将小车改为轻质的硬纸板，取材简单、操作方便，还能避免摩擦对实验的影响。不仅能对二力平衡条件中是否作用在同一个物体上进行直观、形象的演示，还能帮助学生进一步理解二力平衡的条件。
        三、“转换放大”策略——提高实验的可见度
        “转换放大”是物理学重要的思想方法之一，如：液体内部压强特点，比热容、声音的传播都渗透了“转换放大”的思想。所以，演示实验应具有一定的可见度，在课堂进行演示实验时，后面的学生因看不到实验现象会影响对知识的理解，有些实验不得不让学生课后逐个观看，费时费力。

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        “转换放大”方法在初中物理实验中应用广泛，比如，用“细管插瓶”演示微小形变，用乒乓球轻轻靠近振动的音叉，发现乒乓球被快速弹开，也是一种间接的微小放大。新教材初三物理在做焦耳定律实验时，利用电热丝对空气加热的实验装置，比以往用电热丝对液体加热的实验装置效果明显得多，同时也大大缩短了实验时间，有效提高了教学效果，也提高了学生的学习效率，并且，通过观察U型管中液体上升的高度来理解电流、电阻与热量的关系，能省去使用电流表测电流的麻烦，使学生集中注意力，便于学生专注于实验本身，实验效果非常好，这里还是利用了“转换放大”的方法。
        四、无中生有”策略——开发新实验
        现在的实验手段，有时无法满足实验教学的需要，很难对学生讲清楚，且内容枯燥无味，学生缺乏感性认识，影响教学效果。真所谓，“千言万语说不清，一看实验便分明”，为此，我们可以“无中生有”一些新的实验。
        在学习电流和电路一节时，对电流概念的理解是教学难点。教师可以通过演示实验，让学生参与实验并带着问题进行研究和探索，寻找问题的答案，重点强调电荷的定向移动形成了电流，为了帮助学生理解“定向”，设置一个趣味小实验，并做成flash动画：操场上许多人向四面八方走动形不成人流，但许多人都向一个方向移动就形成了人流，利用形成人流的flash动画，帮助学生理解电流的形成过程，形象、直观，教学效果明显。
        五、“差异对比”策略——增加趣味，引发知识冲突
        皮亚杰研究表明，当感性输入与现有认知结构存在中等程度的不相符时，学生的学习兴趣最大。差异对比策略是通过新奇的对比实验，引发学生的认知冲突，激发学生主动提及知识的兴趣和欲望，进而提高教学效果。
        比如，为验证大气压强存在，做“水杯-纸片”的实验，很多教师只是在装满水的杯口盖上纸片再倒过来，简单地做完实验，让学生目睹了一个“理所当然”的事实。我在进行这个实验教学时，重新设计，让学生在观察过程中带着问题，对“纸片在什么情况下能掉下来”进行对比实验，分别演示水杯盛满水杯口向下和向侧面。盛少量水和不盛水的薄纸片和厚纸片，尾部开口的纸杯与不开口的等多种条件下纸片的情形，并引导学生对实验效果与条件关系进行深层次的全面对比分析，总结概括出想象的本质规律。
        再如，在学习浮力一节时，浮力产生的原因是教学难点，为了帮助学生观察现象、直观认识浮力产生的原因，设计如下实验：剪去矿泉水瓶瓶底并将口朝下，从上面放入两个乒乓球，一个乒乓球在下堵住瓶口，另一个在上，左手持瓶身，右手从上面向里倒水，由于下面的乒乓球堵住瓶颈，水向下渗透，瓶内水位不断上升，上面的乒乓球负载水面也随之上升，下面的乒乓球尽管周围和上面都是水，却没有上浮。如果用水堵住瓶口，渗透的水会很快充满瓶颈和瓶口之间，下面的乒乓球底部也会浸没在水中，它会立即“哧”地一声上升到水面，通过对比实验现象，学生对浮力产生原因的认识会“水到渠成”，不仅能大大激发学生的求知欲望，还会大大提高教学效果。
        六、结束语
        物理实验的改进是有一些策略的，由于物理课堂演示实验的重要性，所以物理教师应尽最大努力从演示实验的设计、操作器材、方法、学生的参与度等多方面进行大胆改进与创新，让学生更加形象、直观地认识物理现象，构建物理概念，理解物理规律，这样不仅能达到提高教学效果和教师成绩的目的，又能培养学生的动手能力和探究精神，可集中学生的注意力，提高学生的学习兴趣。
【参考文献】
[1]陈女婷，洪兹田.增强化学演示实验可视性的策略探究[J].教学月刊·中学版(教学参考)，2015(12)：70-72.