物理演示實驗的意義
時間:2022-08-11 03:49:23
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在實踐教學(xué)過程中,講授法是教師最常用的教學(xué)方法,它可以充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,將科學(xué)知識在較短的時間內(nèi),系統(tǒng)、連貫地傳授給學(xué)生。但是,在物理教學(xué)中,許多概念、原理抽象而難懂,僅僅采用平鋪直敘的講授方法“硬灌”,學(xué)生只能“生吞活剝”地接受,很容易造成學(xué)習(xí)上的“消化不良”,使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生,教師在授課時除運用講授法之外,還應(yīng)輔以其他教學(xué)方法。演示實驗在教學(xué)中的運用就是行之有效的方法之一。演示實驗是教師在課堂上配合教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求向?qū)W生做示范性實驗,由此說明或印證所講授知識。通過演示實驗,把抽象的內(nèi)容形象化,使艱澀難懂的理論知識變得生動、直觀而易理解,從而激起學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣,消除學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的消極與倦怠,增強了教學(xué)效果。
一、演示生活中的現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
著名物理學(xué)家楊振寧教授曾說:“興趣是成功的秘訣?!贬槍ι钪械默F(xiàn)象,利用物理知識解釋分析,解決實際問題,使學(xué)生感到學(xué)有所得,學(xué)有所用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)慣性知識時,我引導(dǎo)學(xué)生分析為什么自行車子行駛過程中緊急剎車,會造成騎車人“飛”出去的意外事故;講授力、力矩的作用時,演示用手推動粉筆盒移動和用手推動門轉(zhuǎn)動,使學(xué)生明白力和力矩的不同作用,讓學(xué)生把手?jǐn)[放在離門轉(zhuǎn)軸不同距離位置上,感受關(guān)上門所用的推力不同,讓學(xué)生明白力臂的作用;學(xué)習(xí)理想氣體狀態(tài)方程后,讓學(xué)生解釋為什么夏天打足氣的自行車不能放在太陽底下;學(xué)習(xí)有關(guān)電的知識后,要求學(xué)生觀察自己家中的家用電器品牌、電源插頭是幾孔,了解家庭照明電路的各元件及配件設(shè)計,同時讓學(xué)生假設(shè)性地為自己未來的新居設(shè)計照明及一些具有特定要求的線路等。這樣使學(xué)生從身邊的生活現(xiàn)象中,進一步理解物理知識,掌握物理知識,從而保持和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、演示抽象的物理現(xiàn)象,豐富感性認(rèn)識,驗證所講授知識
電荷的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移及相互作用看不見摸不著,講解這部分知識時學(xué)生難以想象理解,因此可精心設(shè)計“魔棍”演示摩擦起電現(xiàn)象。演示過程中稱利用絲綢摩擦過的玻璃棒為“魔棍”,將“魔棍”逐個靠近用薄薄的彩紙剪成的不同姿態(tài)的穿在細(xì)鐵絲上的小紙人,小紙人在“魔棍”指揮下“唯命是從”的表演引得學(xué)生發(fā)笑,加深了學(xué)生對所講授知識的印象。由此看,妙趣橫生的演示實驗豐富了學(xué)生直觀感受,驗證了所講授理論知識。
三、開拓學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
學(xué)生觀察演示實驗時,大多數(shù)學(xué)生往往只被實驗中出現(xiàn)的那些新奇的實驗現(xiàn)象所吸引,而忽略了物理現(xiàn)象所揭示的內(nèi)涵及出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。因此,做演示實驗時,要一邊演示一邊引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中到所觀察的主要現(xiàn)象上,使學(xué)生明白應(yīng)該看什么,怎么看。同時,要針對教學(xué)要求精心設(shè)置疑問與懸念,一邊演示一邊提出問題,集中學(xué)生的注意力,引導(dǎo)學(xué)生將具體感知與抽象思維結(jié)合起來。在傳授知識同時,順勢誘導(dǎo)開發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,開闊學(xué)生視野,開拓學(xué)生思維,鍛煉學(xué)生綜合分析能力,深化了教學(xué)目的。讓學(xué)生做到把現(xiàn)象和知識有機地結(jié)合起來,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察,積極思考,心領(lǐng)神會,做好必要的記錄,切忌讓學(xué)生只做旁觀者,只看熱鬧,實驗過后,全然不知。例如在楞次定律內(nèi)容講授中,演示實驗內(nèi)容步驟是這樣設(shè)計安排的。
(一)黑板上板書出演示實驗裝置示意圖及實驗內(nèi)容。示意圖如下:
(二)給出試驗要求:要求學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象,填寫觀察結(jié)果,分析電路、磁路情況。
(三)演示實驗過程:
1.做演示實驗前交代線圈繞向,檢流計(電流表)G指針偏轉(zhuǎn)方向與電流關(guān)系:即電流表指針指向電流流入端。
2.根據(jù)實驗內(nèi)容分別演示磁體N(S)極插入、靜止、拔出三種情況下,G的變化情況。實驗結(jié)束后,提問:“同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象?”這時,仔細(xì)觀察的學(xué)生已得出結(jié)論,也有部分學(xué)生因為剛上課精力不集中沒有仔細(xì)觀察,這時再次演示實驗內(nèi)容并強調(diào)觀察G的變化,學(xué)生積極性被調(diào)動起來,都進行了仔細(xì)觀察,并得出觀察結(jié)果。
(四)填寫實驗報告:為調(diào)動學(xué)生的主動性,請學(xué)生上臺填寫實驗報告。
(五)分析實驗現(xiàn)象歸納總結(jié)出實驗結(jié)果,實現(xiàn)實驗?zāi)康?。引?dǎo)學(xué)生逐步分析物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,推導(dǎo)出楞次定律內(nèi)容。在分析實驗現(xiàn)象,設(shè)計所提問時,要遵循學(xué)生認(rèn)識能力的有序性,做到由易到難,由淺入深,由具體到抽象,層層遞進,把學(xué)生的思維一步一個臺階地引向求知的新高度,使學(xué)生真正領(lǐng)會知識。這節(jié)課我是這樣一步一步設(shè)問的:在學(xué)生填好觀察結(jié)果的基礎(chǔ)上提問:
1.G指針轉(zhuǎn)動與靜止說明了什么?啟發(fā)學(xué)生分析出電路情況填入實驗報告中。針對觀察現(xiàn)象得出的實驗結(jié)果,如果直接給出結(jié)論,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會戛然而止,如同一出好戲沒有高潮就收場。為了把“戲”推向高潮,我又向?qū)W生提問:
2.G的指針方向變化與什么因素有關(guān)?課堂上部分觀察仔細(xì)、頭腦靈活的同學(xué)能直接從實驗觀察中得出G的指針變化與線圈中小磁體的插入與拔出有關(guān),在此基礎(chǔ)上再次引導(dǎo)學(xué)生拓展分析得出結(jié)論:線圈中磁通變化時,電路中有電流產(chǎn)生。為了把“戲”推向高潮,再次設(shè)問:
3.G的指針偏轉(zhuǎn)方向與磁場變化有什么關(guān)系?結(jié)果絕大多數(shù)學(xué)生面對這個問題感到無從下手,在學(xué)生苦思冥想無法得出結(jié)果的情況下做出如下提示:
4.電流流過線圈產(chǎn)生磁場嗎?該磁場與小磁體產(chǎn)生磁場方向有什么關(guān)系?引導(dǎo)學(xué)生分析出變化磁場→產(chǎn)生電流→電流產(chǎn)生磁場三者之間的關(guān)系。學(xué)生在老師逐步引導(dǎo)下對實驗內(nèi)容再次進行分析得出結(jié)論:電路中電流的方向與磁體在線圈中產(chǎn)生磁場的方向及磁場在線圈中強弱變化有關(guān)。引導(dǎo)學(xué)生將磁體產(chǎn)生磁場強弱變化情況和電流產(chǎn)生磁場方向與它自己的關(guān)系填入實驗報告中,最后總結(jié)出楞次定律內(nèi)容:感生電流所產(chǎn)生磁場總是阻礙原磁場磁通變化。在此基礎(chǔ)上,進一步推導(dǎo)出判斷感生電流方向及感生電勢方向的方法:首先判斷出原磁場的方向及變化趨勢。根據(jù)原磁場的方向及變化趨勢結(jié)合楞次定律,判斷出感生磁場方向,根據(jù)感生磁場方向判斷感生電流方向。
四、演示實驗中應(yīng)該注意的問題
演示實驗過程中要做到:裝置簡明、操作規(guī)范、現(xiàn)象明顯,訓(xùn)練學(xué)生敏捷的觀察能力。
(一)演示實驗要力求簡明。演示實驗的裝置要力求簡明,避免學(xué)生的注意力分散在非必要的部位上。
(二)操作要力求規(guī)范。演示是一種示范,是做給學(xué)生看的,讓學(xué)生規(guī)范操作,能培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。
(三)實驗現(xiàn)象要鮮明,可見度高。演示實驗要面向全體學(xué)生,要使每個學(xué)生都能清楚地看到實驗現(xiàn)象,因此,所用的實驗裝置要高于學(xué)生桌面,儀器的型號要適當(dāng)大一些。
(四)演示實驗要力求簡單易做。演示是做給學(xué)生看的,同時可以讓學(xué)生照著演示做,簡單易做可以激發(fā)學(xué)生動手的積極性和學(xué)習(xí)興趣。演示實驗成為課堂的主線索,將抽象的物理現(xiàn)象直觀形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,通過對實驗結(jié)果產(chǎn)生原因的分析總結(jié),使學(xué)生對知識由無知到感知,由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識,有種“頓悟”的感受,不僅培養(yǎng)了學(xué)生觀察問題,發(fā)現(xiàn)問題及總結(jié)問題能力,更重要的是開拓了學(xué)生的思維,培養(yǎng)了學(xué)生在觀察思考基礎(chǔ)上“自悟”與“內(nèi)化”的能力。
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