中學物理實驗教學的方法
韓愛民
演示實驗是學生最集中地獲得物理現象的主要來源,同時演示實驗在培養學生觀察、實驗能力,提高學生學習物理的興趣等各方面都起著十分重要的作用,因此在教學中要對它充分重視。
一、目的明確,切合課題
演示實驗是教學內容的有機組成部分,必須密切結合課題,有針對性。圍繞某一物理內容的實驗可能有很多,要選擇與你所要講述的內容、所要強調的重點聯系很密切,對解決學生理解上的難點最有針對性的實驗。
選擇演示實驗還要考慮這個實驗所要達到的具體目的是什么。創設問題情境,引入新課的實驗要新穎、有趣;建立概念、規律的實驗要程序清楚、現象數據明顯。
二、裝置簡單、明顯可見
演示實驗要力爭全班學生都能看清楚,一是看清儀器,二是看清現象。
儀器尺寸要大,結構盡量簡單,儀器的不同部分可以涂上不同的顏色,讓學生一看就清楚。
儀器的放置要合適,重點觀察部分要突出出來,輔助儀器盡量不讓學生看見,以免分散學生的注意力。
在水平面上的圖形或現象要設法豎立起來,做成示教板或使用大平面鏡、投影儀,讓學生都能看到它們。
有些不易直接觀察到的現象可以設法模擬表現出來,但不可為了使現象明顯而弄虛作假。
三、先定性,再定量,讓學生充分感知
演示實驗帶有顯著的定性特點,中學物理演示實驗絕大部分是提供物理現象,只有少數實驗需要測量數據,而且這些定量的實驗也主要是找出正比或反比關系。因而在做這些實驗時首先仍然是讓學生看清現象,由感性上知道這一物理量與其它物理量的關系,然后再測量數據。例如講牛頓第二定律時,首先要讓學生充分觀察物體在不同力的作用下的運動情況,使學生得到力大加速度大、力小加速度小的整體印象,然后再進行測量、計算。
四、精心安排實驗步驟,把實驗關鍵突顯出來
在歸納概念、建立規律的實驗中,實驗程序是非常重要的,要讓學生看清楚現象的主要特征以及現象與條件之間的關系。實驗步驟要分明,每一步驟的每一現象都要清楚,這樣學生就能在觀察過程中進行思考,從而得出正確的結論。
如:在演示眼睛如何能看到物體和近視眼的矯正時,可以分五步來做。
第一步是演示正常眼睛看東西。用一個凸透鏡和毛玻璃屏做眼睛,凸透鏡是眼睛的晶狀體,屏是視網膜。
用點燃的蠟燭做物,調節屏與透鏡間的距離,屏上就能得一清楚的像,說明眼睛看清了物體。
第二步是演示近視眼看東西。近視眼的晶狀體比正常眼睛的晶狀體凸一些,演示時換一個焦距短些的凸透鏡,而保持物體和屏的位置不變。屏上的像沒有了(變模糊了),也就是說這個眼睛不能看清楚物體。 近視眼的晶狀體能不能成像?像成在什么地方呢?
第三步是尋找像的位置。前后移動屏的位置,可以發現像前移了,也就是說像沒有成在視網膜上,而是成在了視網膜的前面。
近視眼的人是不是什么東西都看不清楚呢?當然不是,近處的東西是可以看清楚的。
第四步演示近視眼看近處的東西。把屏仍放在原來的位置,移動蠟燭,使它慢慢靠近凸透鏡,屏上逐漸出現了清楚的像。
這第三、四步是關鍵,說明了近視眼成像的特點:一是像一般成在視網膜前,二是近處的物體可以在視網膜上成像。
第五步是演示近視眼的矯正——配眼鏡。用一合適的凹透鏡放在眼睛前面適當的位置,原來位置上的蠟燭在屏上得到清楚的像,近視眼得到了矯正。
有的實驗內容、步驟比較簡單,在做時也要把握實驗的關鍵,把現象的特征突出出來。
五、講解引導,把學生的注意力集中到觀察重點上
學生在觀察實驗時,往往受個人經驗、興趣的影響,注意力集中在不同的方面。我曾做過一個實驗,讓學生觀察“比重計”,然后描述它。不同的學生描述的重點不一樣,有的側重外形,有的側重構造、裝填物,有的注意到刻度的順序、單位……因此教師在實驗開始時對實驗目的、觀察的重點部位和現象要進行講述,實驗過程中邊講邊做,不斷提出問題以引導觀察,必要時還可以配合板書、板畫。
六、注意培養學生的觀察能力
演示實驗有利于學生觀察能力的發展,教師要有意識地培養學生的觀察能力。除讓學生多觀察外,還要講述觀察方法,引導學生進行對比觀察,由局部到整體,或由整體到局部地觀察。
七、課前認真準備,確保課上一次成功
演示實驗成功與否,直接影響到概念的形成與規律的建立,只能成功,不能失敗。如果一個實驗反復多次都不成功,既耽誤了時間,又會使學生失去信任感。如演示馬德堡半球實驗,書上講述八對馬都拉不開,如果課堂上兩個學生一下子就拉開了,學生對大氣壓強大小的概念就模糊了,對書上的講述也會不相信了。
有些實驗較難成功,如靜電實驗,受天氣、儀器清潔程度以及室內環境的影響很大,教師課前要認真準備,擦干凈、烘烤、教室通風等,以保證實驗的效果。