初中物理教学中演示实验的有效性
仲怀泽
物理实验分为演示实验和学生分组实验，是物理概念形成的基础.本文从演示实验分析，培养学生实验观察能力，思维能力，以及分析表达问题的能力、实验观察能力、领悟实验方法因素.强调实验的性质和目的对实验的指导作用，适时进行实验方法的理性点化.学生通过对演示实验，对物理概念有较深刻的理解.
1演示实验的特点
1.1简单性
演示实验操作简单，通过教师演示物理现象导出结论，学生观察显著，容易抓住实验的关键点.如在讲授“压强”时，对于垂直作用在物体表面上的力叫做压力，这一概念不容易从直观上发现，为了摆脱学生学习畏惧，针对所缺乏的感知，用图1实验演示直观把重力与压力做出区别，得到斜面受力小于物体的重力.
1.2直观性
演示实验现象明晰，具有一定的可见度，能充分说明问题.在做演示仪器时尽量采用大仪器，使可见度放大.如演示实验，如图2，固定一个圆形木棒，两个相同环形磁体.（1）把一个磁体放入木棒底部，磁体N极在上面.把另一个磁体沿木棒往下放，磁体N极在下方.因为重力原因，上面的磁体落到底下，但我们看到它是悬浮在木棒中间.这一现象充分说明磁极相互排斥的作用；（2）如图3，一个磁体放入木棒底端，磁体N极在上方，把另一个磁体用细铁丝悬挂后，磁体S极在下方，沿着木棒向下放，当放到一定高度后，提示学生观察下面的一个磁体顺着木棒向上运动，慢慢吸引到一起，进而说明异名磁极相互吸引.为了使实验现象明显，可采用光、电或或机械等各种放大装置来增强演示给学生的效果.
1.3示范性
教师在做演示实验时，一定要注意实验仪器的整洁，放置的位置要正确，用规范的实验进行操作，仪器的使用、连接、操作做到准确规范.学生在观察中熟悉实验技能和和方法.如连接串、并联电路时，教师可以采用边讲边演示的方法，从电源正极开始，按电路图顺次连接，连接后仔细检查无误后合上电键，学生观察明确在什么连接情况下用红线，什么连接情况下用黑线，正确演示实验对学生今后亲自实验起着潜移默化的作用.
1.4能力性
学生观察演示实验的现象有时是片面的，要上升到理论认知层面，需要一个由表及里，由现象到本质的分析、推理分析的过程.教师的作用就是要让学生转换到这个过程形成跨度.发散学生思维分析和探索能力，充分发挥学生的科学创新精神.
1.5多样性
物理概念和规律的得出方法是多种多样的，对于许多物理规律，我们进行实验的目的并不是去探究、推理，而是一种验证.比如电功的公式、焦耳定律、光的反射、折射规律、凸透镜成像规律等等.如果学生在没有任何提示的情况下去探究，我们真的不难想象探究的结果.但是，如杠杆原理、密度公式、比热容、电阻等原理或规律的得出，是完全可以运用探究得出的.因此，教师在教学中运用教学方法不能“一招精”.
2演示实验形成物理概念
教师应选取新颖的演示实验，实现知识的正迁移，引导学生对知识进行深入观察与探究，科学概括，避免出现知识的顺向负迁移.同时，教师还应充分发挥指导与引导作用，帮助学生区分新旧知识概念，从而促进认知结构的形成.
2.1多媒体演示物理概念形成
课堂教师借助多媒体设备来播放在课堂上难以完成的实验，通过相关的教学视频或者是播放有关的实验操作等.这种方式让学生对相关知识的认识更加深刻而具体，而课堂的教学效率也将获得提高.如α粒子散射实验，波的传播，模拟日食、月食展现影子形成等内容.从而使学生深入浅出地认识物理规律.
实验的趣闻能在教学中产生意想不到的效果，不但激起了学生兴趣、去认真观察实验，掌握相应知识外，而且使学生对物理学史，对如何进行科学观察、科学研究，勇攀科学高峰的艰辛，须经顽强不懈的努力，有一定的认识和了解.如在讲授“马德堡半球”实验时播发多媒体课件，德国的马德堡市民看到奇特而困惑的场景：他们的市长，把35.5 cm直径的两个空心铜半球紧紧合在一起，球内空气抽取出，然后派出每排8匹马，共2排的马向相反的方向拉两个半球，16匹马在一段时间后耗尽竭力终于把两个半球拉分开，竟然发出巨大的像放炮般的声音，这就是著名的马德堡半球实验，它有力地证明了大气压存在.
2.2类比演示物理概念
教材只是一个案例，要冲破传统教案，创新超越教参，创建凸显个人特色的鲜活的教学.在有些物理概念无法找到直接的实验来演示的情况下，教师应尽可能采用迁移方法设计出类比的实验给学生直观演示.如在讲授“分子间作用力与分子间距离关系”时，不可能达到用实验直接演示的目的.这时可以结合实际准备一根弹簧，两端各连接一个钢球，以支点A竖直放稳，钢球B处于静止状态下，B所受的重力等于所受的弹力，到支点A的距离为平衡距离；通过比拟分子间斥力跟引力相等时，分子间距离是平衡位置.压弹簧、钢球AB间距离小于平衡位置时的距离，比拟分子间小于平衡的距离，斥力大于引力显示斥力现象.虽然这种演示实验与分子间的实际作用存在一定差异，但用这种迁移类比的方法可以说明分子间的作用力，加强学生掌握概念的理解.
3演示实验能力
3.1认真实验观察
观察能力是全面、深入正确地认识事物的能力.实验观察是学生通过认真观察实验每个细节过程及产生现象，获得生动的感性材料，然后进行积极的思维，把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳，上升至理性知识，形成正确概念的能力.现行中学物理教材中的各类实验以主观性、示范性、启发性、教育性、探索性为主要特征，有丰富的内容和广阔的途径来培养学生观察.
3.2分析实验数据
实验中按规则进行操作，真实、规范地记录数据和描述现象，实验中的物与课堂中的理巧妙结合，从实验数据得出物理结论.
3.3开辟实验第二课堂
在教室设计实验广角，让学生观察一些短时间可以看到的现象，如硫酸溶液与水之间的扩散现象，也可以让学生制作一些小实验摆设在实验广角处.
3.4演示实验与学生实验
学生走进实验室，让他们更多接触实验仪器，逐步具备独立设计和进行物理实验的能力，强化培养学生物理实验技能的目的.
总之，物理演示实验是课堂教学的延续，渗透于物理教学的全过程，是一个动态的教学环节，需要教师和学生共同参与，并取得效果.实验演示可以训练学生灵活运用创新思维能力，激发学生注意力紧紧吸引到实验中，完善学生坚持不懈、有意识的创新思维能力.
物理实验分为演示实验和学生分组实验，是物理概念形成的基础.本文从演示实验分析，培养学生实验观察能力，思维能力，以及分析表达问题的能力、实验观察能力、领悟实验方法因素.强调实验的性质和目的对实验的指导作用，适时进行实验方法的理性点化.学生通过对演示实验，对物理概念有较深刻的理解.
1演示实验的特点
1.1简单性
演示实验操作简单，通过教师演示物理现象导出结论，学生观察显著，容易抓住实验的关键点.如在讲授“压强”时，对于垂直作用在物体表面上的力叫做压力，这一概念不容易从直观上发现，为了摆脱学生学习畏惧，针对所缺乏的感知，用图1实验演示直观把重力与压力做出区别，得到斜面受力小于物体的重力.
1.2直观性
演示实验现象明晰，具有一定的可见度，能充分说明问题.在做演示仪器时尽量采用大仪器，使可见度放大.如演示实验，如图2，固定一个圆形木棒，两个相同环形磁体.（1）把一个磁体放入木棒底部，磁体N极在上面.把另一个磁体沿木棒往下放，磁体N极在下方.因为重力原因，上面的磁体落到底下，但我们看到它是悬浮在木棒中间.这一现象充分说明磁极相互排斥的作用；（2）如图3，一个磁体放入木棒底端，磁体N极在上方，把另一个磁体用细铁丝悬挂后，磁体S极在下方，沿着木棒向下放，当放到一定高度后，提示学生观察下面的一个磁体顺着木棒向上运动，慢慢吸引到一起，进而说明异名磁极相互吸引.为了使实验现象明显，可采用光、电或或机械等各种放大装置来增强演示给学生的效果.
1.3示范性
教师在做演示实验时，一定要注意实验仪器的整洁，放置的位置要正确，用规范的实验进行操作，仪器的使用、连接、操作做到准确规范.学生在观察中熟悉实验技能和和方法.如连接串、并联电路时，教师可以采用边讲边演示的方法，从电源正极开始，按电路图顺次连接，连接后仔细检查无误后合上电键，学生观察明确在什么连接情况下用红线，什么连接情况下用黑线，正确演示实验对学生今后亲自实验起着潜移默化的作用.
1.4能力性
学生观察演示实验的现象有时是片面的，要上升到理论认知层面，需要一个由表及里，由现象到本质的分析、推理分析的过程.教师的作用就是要让学生转换到这个过程形成跨度.发散学生思维分析和探索能力，充分发挥学生的科学创新精神.
1.5多样性
物理概念和规律的得出方法是多种多样的，对于许多物理规律，我们进行实验的目的并不是去探究、推理，而是一种验证.比如电功的公式、焦耳定律、光的反射、折射规律、凸透镜成像规律等等.如果学生在没有任何提示的情况下去探究，我们真的不难想象探究的结果.但是，如杠杆原理、密度公式、比热容、电阻等原理或规律的得出，是完全可以运用探究得出的.因此，教师在教学中运用教学方法不能“一招精”.
2演示实验形成物理概念
教师应选取新颖的演示实验，实现知识的正迁移，引导学生对知识进行深入观察与探究，科学概括，避免出现知识的顺向负迁移.同时，教师还应充分发挥指导与引导作用，帮助学生区分新旧知识概念，从而促进认知结构的形成.
2.1多媒体演示物理概念形成
课堂教师借助多媒体设备来播放在课堂上难以完成的实验，通过相关的教学视频或者是播放有关的实验操作等.这种方式让学生对相关知识的认识更加深刻而具体，而课堂的教学效率也将获得提高.如α粒子散射实验，波的传播，模拟日食、月食展现影子形成等内容.从而使学生深入浅出地认识物理规律.
实验的趣闻能在教学中产生意想不到的效果，不但激起了学生兴趣、去认真观察实验，掌握相应知识外，而且使学生对物理学史，对如何进行科学观察、科学研究，勇攀科学高峰的艰辛，须经顽强不懈的努力，有一定的认识和了解.如在讲授“马德堡半球”实验时播发多媒体课件，德国的马德堡市民看到奇特而困惑的场景：他们的市长，把35.5 cm直径的两个空心铜半球紧紧合在一起，球内空气抽取出，然后派出每排8匹马，共2排的马向相反的方向拉两个半球，16匹马在一段时间后耗尽竭力终于把两个半球拉分开，竟然发出巨大的像放炮般的声音，这就是著名的马德堡半球实验，它有力地证明了大气压存在.
2.2类比演示物理概念
教材只是一个案例，要冲破传统教案，创新超越教参，创建凸显个人特色的鲜活的教学.在有些物理概念无法找到直接的实验来演示的情况下，教师应尽可能采用迁移方法设计出类比的实验给学生直观演示.如在讲授“分子间作用力与分子间距离关系”时，不可能达到用实验直接演示的目的.这时可以结合实际准备一根弹簧，两端各连接一个钢球，以支点A竖直放稳，钢球B处于静止状态下，B所受的重力等于所受的弹力，到支点A的距离为平衡距离；通过比拟分子间斥力跟引力相等时，分子间距离是平衡位置.压弹簧、钢球AB间距离小于平衡位置时的距离，比拟分子间小于平衡的距离，斥力大于引力显示斥力现象.虽然这种演示实验与分子间的实际作用存在一定差异，但用这种迁移类比的方法可以说明分子间的作用力，加强学生掌握概念的理解.
3演示实验能力
3.1认真实验观察
观察能力是全面、深入正确地认识事物的能力.实验观察是学生通过认真观察实验每个细节过程及产生现象，获得生动的感性材料，然后进行积极的思维，把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳，上升至理性知识，形成正确概念的能力.现行中学物理教材中的各类实验以主观性、示范性、启发性、教育性、探索性为主要特征，有丰富的内容和广阔的途径来培养学生观察.
3.2分析实验数据
实验中按规则进行操作，真实、规范地记录数据和描述现象，实验中的物与课堂中的理巧妙结合，从实验数据得出物理结论.
3.3开辟实验第二课堂
在教室设计实验广角，让学生观察一些短时间可以看到的现象，如硫酸溶液与水之间的扩散现象，也可以让学生制作一些小实验摆设在实验广角处.
3.4演示实验与学生实验
学生走进实验室，让他们更多接触实验仪器，逐步具备独立设计和进行物理实验的能力，强化培养学生物理实验技能的目的.
总之，物理演示实验是课堂教学的延续，渗透于物理教学的全过程，是一个动态的教学环节，需要教师和学生共同参与，并取得效果.实验演示可以训练学生灵活运用创新思维能力，激发学生注意力紧紧吸引到实验中，完善学生坚持不懈、有意识的创新思维能力.
