物理演示实验创新设计的具体做法

1、物理演示实验创新设计的具体做法物理演示实验的创新设计高中学生普遍反映物理难学。究其原因,主要是物理对抽象思维和形象思维要求都比拟高,而传统的教学方式又侧重抽象的逻辑思维的培养。那么如何将抽象的物理知识变得形象、直观呢?大概我们首先想到的是实验,尤其是演示实验。但传统的演示实验主要由教师操作,不利于学生主体地位的表达,更谈不上思维能力的培养。笔者在十几年的教学实践中深深地体会到:对演示实验进行创新设计,不仅能激发学生学习物理的兴趣,加深对重要概念和规律的理解,化解学习中的难点,而且能促使学生更好地领会实验思想的精髓,对拓展其思路,培养其创新思维能力大有裨益,同时又是对新课改理念的贯彻和实施。具体

2、做法有以下几点:俗话说“,兴趣是最好的老师”。新课教学中教师应尽可能设计联系实际的演示实验,让学生有亲切感,并自觉地参与其中。这样才能激起他们学习物理的浓厚兴趣,促使其留心观察生活,活学活用,养成勤于思考的好习惯。如在讲“力的分解”一节时,教师可先提出以下问题:要提起桌上质量较大的砝码,用一根线易断还是两根线易断?学生肯定答复:一根线易断。但演示的结果却恰恰相反(因两线夹角较大)。此结果一出,学生的学习兴趣和积极性被调动起来,一定会认真听课、主动去学。然后教师可结合实际让学生思考:两人合提一桶水,手臂间夹角大些省力还是小些省力?教室里的日光灯管为什么用两根绳直着吊起,而不是斜着吊?在讲三角形支

3、架的受力分解问题时,可让同桌的两个同学为一组,一个同学单手叉腰,另一个同学用力向下拉其叉腰的手,然后交换来做。通过亲身体验,他们定能轻松作答。其实能这样设计的新课很多,仅以高中第一册前三章为例就有:自由落体运动、牛顿第一定律、牛顿第三定律、超重和失重等。物理中的很多概念和规律比拟抽象,学生不易理解。如果教师在教学过程中设计一些演示实验,使学生由形象思维过渡到抽象思维,就会化解难点,收到“四两拨千斤”的效果。如在讲“电磁场”一节时,学生对“变化的磁场产生电场”还能理解(前边电磁感应现象的一些演示实验已证实),但对于“变化的电场产生磁场”,因无法看到直观的演示现象,普遍反映难以理解。为此在教学中我

4、设计了以下实验来演示。如图1:接通感应圈的电源,适当调整断续器,那么放在电容器两极板中间的磁针即发生偏转。实验结果一出,再结合课本的理论分析,学生自然心领神会。可进行类似演示实验设计的实验,还有“电功和电热”、“电容器的电容”“、日光灯原理”等。如果说演示实验只是让学生观察现象、分析结论,帮助其理解物理概念和规律,那只是对演示实验作用的浅层次理解。对于每一个演示实验,尤其是物理思想突出的实验,不仅要注意其实际操作技巧、现象的观察和结果的分析,还应当特别注意分析该实验巧妙的设计思想。只有这样,才能不断提高学生的科学素养,培养他们的创新思维能力。突出物理思想的代表性实验有:突出比拟思想的伽俐略落球

5、实验;突出控制变量法的牛顿第二定律演示实验(库仑定律推导、向心力公式推导等);突出放大思想的卡文迪许实验;突出间接思想的布朗运动、电力线形状等实验;突出复制思想的杨氏双缝干预实验。此外,还有光速测定实验、泊松亮斑实验、粒子散射实验、密立根油滴实验等。如果想方设法将这些实验予以演示,将是提高学生科学素养的极好素材。同时也要引导学生,使他们认识到任何创新都必须用科学理论作指导。中学物理的演示实验大局部为验证性实验,学生对这些实验的结果心知肚明,往往观察现象会变成看热闹,演示实验根本起不到启思、激疑的作用。而探究性实验对培养学生的思维能力、创新能力、自行分析和解决实际问题的能力都有独到之处。因此教学

6、中应有意识地将一些验证性实验变为探究性实验。如“电磁感应现象”一节,将课本上的三个演示实验改为探究性实验可分为如下三步:温故纳新,首先提出问题:使磁生电(即产生电磁感应现象)?用给出的器材连接电路。学生肯定会按初中学过的电路来连接。然后让其总结规律。最后引导其思考:假设导体不动,反过来让磁体运动,会不会在电路中产生电流?实验探索:指导学生按自己设计的实验去做。肯定有学生将前面实验反过来做,局部预习过的学生可能会将螺线管代替直导线来做实验。这时应引导学生分析实验现象:假设从磁通量发生变化的角度怎样分析以上两个实验呢?待学生得出“两种情况都是使穿过闭合回路的磁通量发生变化,才在回路中产生感应电流”的结论时,可进一步引导学生探索:假设导体和磁体不发生相对运动,能否使穿过闭合回路的磁通量发生变化?假设能,自行设计实验去探索。归纳总结:引导学生由三个实验的外表现象总结出产生感应电流的根本原因。将验证性实验改为探究性实验不仅使学生学习热情高涨,而且让他们亲历了科学家的探究过程,培养了他们在实践中分析和解决问题的能力,对知识的理解也更深刻和牢固了。能如此进行教学设计的课还有很多,如牛顿第二定律、动量守恒定律、电阻定律、闭合电路欧姆定律、伏安法测电阻、光的色散、光的干预和衍射等。总之,对演示实验进行创新设计,