农村初中物理演示实验教学有效性研究
周志
摘要：观察和实验是学习和研究物理問题的基本方法.演示实验是物理学科教学中最常见的手段，是深受学生欢迎的教学方式，是教师施展教学艺术的独特方法.演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验，它是连接认识的主体和认识的客体的纽带，能将一些抽象的物理概念和规律形象化，还能将教师的思维方法、操作技能展示给学生，引导学生观察、思索，使学生认识物理概念和规律达到“事半功倍”的作用.物理概念和规律的建立，在很大程度上依赖于物理演示实验.
关键词：演示实验；考量指标；有效性；研究
1物理演示实验的作用和地位
观察和实验是学习和研究物理问题的基本方法.演示实验是物理学科教学中最常见的方法，是深受学生欢迎的教学方式，是教师施展教学艺术的独特方法.演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验，它是连接认识的主体和认识的客体的纽带，能将一些抽象的物理概念和规律形象化，还能将教师的思维方法、操作技能展示给学生，引导学生观察、思索，使学生认识物理概念和规律达到“事半功倍”的作用.物理概念和规律的建立，在很大程度上依赖于物理演示实验.
有些物理概念和规律，学生在生活中很少感知，那么在主体和认识客体间就缺少必要的中介物.例如：在讲电和磁的关系时，只有做好实验，学生才能发现、理解电生磁、磁生电、磁场对电流有力的作用等物理现象.如果没有实验，学生就难以想象、理解电和磁之间的这种本质联系.
学生头脑有时积累了一些感性材料、生活经验，但有些经验是模糊的、动摇的、甚至是错误的.这就要求教师在教学中进行生动演示，突出主要部分，使模糊的得以鲜明，对错误的加以改正.例如：学生根据自己的生活经验对运动和力有些模糊的认识.在教学中就要做好斜面小车实验，分析实验，验证牛顿第一定律，在实验的基础上更好理解运动和力的关系.试想如果没有实验，教学将变得多么困难.
因此演示实验的设计、教具的制作和演示实验教学的方法仍是当前初中物理教学最为活跃的研究课题.
2物理演示实验教学有效性概念的界定
21何为教学的有效性？
教学是一种尊重学生理性思维能力，尊重学生自由意志，把学生看作是独立思考和行动的主体，在与教师的交往和对话中，发展个体智慧潜能、陶冶个体道德性格，使每一个学生都达到最佳发展水平的活动.
因此，教学的有效性从形式上看，首先是教师教与学生学是否实现了有机的结合与统一，是否存在围绕教学内容与过程的富有成效的“交往与互动”.因为没有交往和互动就不存在或未发生教学.教师与学生活动没有实现有机统一的所谓的教学是 “假教学”，也当然是“低效”甚至是“无效教学”.这种交往与互动的情况在可观察层面，体现在教学过程中学生思维、情感、行为等参与的状态，特别是学生思 维、情感、行为参与的水平与质量，学生参与面的大小等等.所以，有效的教学必然是学生全员参与教学活动的教学，是学生作为一个生命个体，在思维、情感、行为的方面的全身心的投入.
教学的有效性从结果上看，首先要看教学是否促进了学生作为一个社会个体在身心等方面的全面发展.这里的发展不仅仅是知识的获得，更重要的学生是在知识获得的同时，其智慧潜能、道德品质、科学精神、人文情怀、社会化程度以及个体个性化特点都得到最佳发展.是学生作为一个独特的人、一个具有理性思维能力和独立意志的人，获得了符合他自己实际的发展.
22物理演示实验教学有效性的考量指标有哪些？
衡量物理演示实验教学的有效性，有三个重要的考量指标，其中：
（1） 演示效果：演示特定内容所花费的时间，演示是否安全、生动、直观，演示是否成功、演示是否达到预期目标等等.（前提性指标）.
如演示压力的作用效果与压力大小、受力面积大小的关系时，教师使用小凳嵌入面粉（替代沙子）的深浅（即压力的作用效果），来形象地阐述压力产生的效果还与受力面积有关.显而易见，采用这种教学方式，学生在已有的生活经验与认识的基础上，通过动手与观察，就能很快地感知并达到了教师的学习目标，强化并上升为物理理论（即压力产生的效果与受力面积有关），运用该方法，会提高教学效率.
（2） 学习成果：让学生在亲历演示实验后，发生的变化、获得的进步或取得的成绩（核心性指标）.
每一次的物理演示实验，在认知这个层面上，要让学生能够感觉到实实在在的收获.在物理演示实验过程中，也可以采用的“问题教学法”的教学方式，通过问题的引领，学生对问题的猜想，引导与鼓励学生通过动手观察和思考，在学生已有的认知水平上，跟随老师用演示实验创设的相关情境，一步步地发现并达到教师预设的教学目标，即压力产生的效果与受力面积、压力大小有关.让学生在老师的启发和实验现象的引导下，并通过小组成员讨论，发现并达成教学目标，合理地组织语言以科学地表述结论，因此以学习结果这个核心指标来衡量，虽然演示实验可能会让学生花费更多的时间达成教学目标，但却能让学生可以更好的观察相关现象，得到更为深刻地理解与记忆.
（3） 观察体验：所伴随或发生的心理感受（内隐性指标）
一次精心准备的演示实验，在演示时能给学生带来良好的情感体验，如上面所述的压强的教学中，已经不是把教学重点放在“知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关”这一课标所要求的知识技能目标了，而放在“压力不等于重力”这一认知目标.这样的演示效果，已经形成并达到所要求的教学目标的情况下，补充课程资源所做的很好的尝试.这样的演示实验，能极大地增强学生的体验，激发学生的学习热情，保持学生对物理科学的学习兴趣与积极性.
3研究背景
初中生好奇心强，喜欢探索自然的奥妙，兴趣广泛、强烈，但缺乏深度和稳定性.如果在教学中不失时机地进行实验就可以激发学生的好奇心，培养探索自然的兴趣和献身科学的精神.
初中生的思维正處于由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，其中形象思维仍起重要作用，抽象思维正在发展.在很大程度上，他们仍习惯于靠经验材料判断分析事物，不善于从理论上进行推导.这就要求教师必须给学生提供足够的感性材料和活动机会，加强演示实验.
结合演示实验讲解的物理规律远比单纯的语言讲解留下的印象深刻、久远.有人做过形象的比喻：一幢华丽的大楼，你看一眼再复认时，不用语言表达，便能认出.而让你读一遍作家对这一大楼的文字表述后，再去复认这一指定的大楼时，始终比不上“你曾看一眼的功夫”.所以，在物理教学中把概念、规律通过演示实验转化为物理形象，便于学生记忆.
教材现状：已经安排一些演示实验，不足之处主要存在两个方面，一是演示实验装置有缺陷，导致实验现象不够明显或顺利完成实验有困难.二是如何突破教学重难点，在新课教学时通过引入性演示实验帮助学生理解所学概念，对所学内容保持较为浓厚的兴趣.
4研究内容
41在尊重教材演示实验装置的基础上，进行可能谨慎的改进与补充
实验的流程研究.确立影响实验成功与否的关键操作，以免出现意想不到的失误，以确保实验成功，提高课堂效率.
增强实验的可视性.演示实验必须让全班同学都能观察清楚，所以必须注意实验的可视性.
改进实验装置或补充部分实验.教学中改进已有实验器具或自制简易仪器进行实验，往往会取得良好的教学效果.
以低压沸腾的演示为例加以说明.演示低压沸腾有许多方法：
方法一：将烧瓶中的水煮沸、加塞、停止 加热后水沸腾停止了.再将瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来.
方法二：往瓶中倒入八、九十度的热水，加塞.水温低于沸点，不沸腾.用抽气机（或针筒）抽气，水就沸腾起来.
方法三：用100毫升的大针筒直接抽取约10毫升的90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住， 拉动活塞，针筒内的水就沸腾起来.
42引入新课教学、激发学生学习兴趣类的演示实验研究
例如，在讲授大气压之前，取正好能套在一起的大小两支试管，为使实验现象更明显、直观，可先在小试管内贴一个红色纸条，将大试管中装满水，当小试管缓缓放入大试管的时候迅速倒置两试管，学生会惊奇地发现，小试管不但没有落下，反而会向上运动到大试管顶端.这时出于对现象本身的好奇，学生便产生了浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望.
5研究阶段
准备分为三个阶段.
第一阶段：2016年9月—2016年10月：
梳理初中物理演示实验，确立具体的需要改进或自制仪器的初中物理实验名称；梳理初中物理教学内容，确立具体的引入新课教学、激发学生学习兴趣类的演示实验名称.
第二阶段：2016年10月—2017年1月：
选择一至两个演示实验课进行研究，课堂验证，收集建议，修正不足，积累经验，总结方法.
第三阶段：2017年2月—2018年1月：
对已确定的演示实验逐一进行研究，同时进行课堂验证.
第四阶段：2018年2月—2018年6月：
整理研究材料，准备结题.
参考文献：
[1]胡贵建.初中物理演示实验教学策力探索[J].科学咨询（教育科研）：2010（03）.
[2]彭莉莉.浅谈初中物理教学中的演示实验[J].科学大众（科学教育）：2010（06）.
摘要：观察和实验是学习和研究物理問题的基本方法.演示实验是物理学科教学中最常见的手段，是深受学生欢迎的教学方式，是教师施展教学艺术的独特方法.演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验，它是连接认识的主体和认识的客体的纽带，能将一些抽象的物理概念和规律形象化，还能将教师的思维方法、操作技能展示给学生，引导学生观察、思索，使学生认识物理概念和规律达到“事半功倍”的作用.物理概念和规律的建立，在很大程度上依赖于物理演示实验.
关键词：演示实验；考量指标；有效性；研究
1物理演示实验的作用和地位
观察和实验是学习和研究物理问题的基本方法.演示实验是物理学科教学中最常见的方法，是深受学生欢迎的教学方式，是教师施展教学艺术的独特方法.演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验，它是连接认识的主体和认识的客体的纽带，能将一些抽象的物理概念和规律形象化，还能将教师的思维方法、操作技能展示给学生，引导学生观察、思索，使学生认识物理概念和规律达到“事半功倍”的作用.物理概念和规律的建立，在很大程度上依赖于物理演示实验.
有些物理概念和规律，学生在生活中很少感知，那么在主体和认识客体间就缺少必要的中介物.例如：在讲电和磁的关系时，只有做好实验，学生才能发现、理解电生磁、磁生电、磁场对电流有力的作用等物理现象.如果没有实验，学生就难以想象、理解电和磁之间的这种本质联系.
学生头脑有时积累了一些感性材料、生活经验，但有些经验是模糊的、动摇的、甚至是错误的.这就要求教师在教学中进行生动演示，突出主要部分，使模糊的得以鲜明，对错误的加以改正.例如：学生根据自己的生活经验对运动和力有些模糊的认识.在教学中就要做好斜面小车实验，分析实验，验证牛顿第一定律，在实验的基础上更好理解运动和力的关系.试想如果没有实验，教学将变得多么困难.
因此演示实验的设计、教具的制作和演示实验教学的方法仍是当前初中物理教学最为活跃的研究课题.
2物理演示实验教学有效性概念的界定
21何为教学的有效性？
教学是一种尊重学生理性思维能力，尊重学生自由意志，把学生看作是独立思考和行动的主体，在与教师的交往和对话中，发展个体智慧潜能、陶冶个体道德性格，使每一个学生都达到最佳发展水平的活动.
因此，教学的有效性从形式上看，首先是教师教与学生学是否实现了有机的结合与统一，是否存在围绕教学内容与过程的富有成效的“交往与互动”.因为没有交往和互动就不存在或未发生教学.教师与学生活动没有实现有机统一的所谓的教学是 “假教学”，也当然是“低效”甚至是“无效教学”.这种交往与互动的情况在可观察层面，体现在教学过程中学生思维、情感、行为等参与的状态，特别是学生思 维、情感、行为参与的水平与质量，学生参与面的大小等等.所以，有效的教学必然是学生全员参与教学活动的教学，是学生作为一个生命个体，在思维、情感、行为的方面的全身心的投入.
教学的有效性从结果上看，首先要看教学是否促进了学生作为一个社会个体在身心等方面的全面发展.这里的发展不仅仅是知识的获得，更重要的学生是在知识获得的同时，其智慧潜能、道德品质、科学精神、人文情怀、社会化程度以及个体个性化特点都得到最佳发展.是学生作为一个独特的人、一个具有理性思维能力和独立意志的人，获得了符合他自己实际的发展.
22物理演示实验教学有效性的考量指标有哪些？
衡量物理演示实验教学的有效性，有三个重要的考量指标，其中：
（1） 演示效果：演示特定内容所花费的时间，演示是否安全、生动、直观，演示是否成功、演示是否达到预期目标等等.（前提性指标）.
如演示压力的作用效果与压力大小、受力面积大小的关系时，教师使用小凳嵌入面粉（替代沙子）的深浅（即压力的作用效果），来形象地阐述压力产生的效果还与受力面积有关.显而易见，采用这种教学方式，学生在已有的生活经验与认识的基础上，通过动手与观察，就能很快地感知并达到了教师的学习目标，强化并上升为物理理论（即压力产生的效果与受力面积有关），运用该方法，会提高教学效率.
（2） 学习成果：让学生在亲历演示实验后，发生的变化、获得的进步或取得的成绩（核心性指标）.
每一次的物理演示实验，在认知这个层面上，要让学生能够感觉到实实在在的收获.在物理演示实验过程中，也可以采用的“问题教学法”的教学方式，通过问题的引领，学生对问题的猜想，引导与鼓励学生通过动手观察和思考，在学生已有的认知水平上，跟随老师用演示实验创设的相关情境，一步步地发现并达到教师预设的教学目标，即压力产生的效果与受力面积、压力大小有关.让学生在老师的启发和实验现象的引导下，并通过小组成员讨论，发现并达成教学目标，合理地组织语言以科学地表述结论，因此以学习结果这个核心指标来衡量，虽然演示实验可能会让学生花费更多的时间达成教学目标，但却能让学生可以更好的观察相关现象，得到更为深刻地理解与记忆.
（3） 观察体验：所伴随或发生的心理感受（内隐性指标）
一次精心准备的演示实验，在演示时能给学生带来良好的情感体验，如上面所述的压强的教学中，已经不是把教学重点放在“知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关”这一课标所要求的知识技能目标了，而放在“压力不等于重力”这一认知目标.这样的演示效果，已经形成并达到所要求的教学目标的情况下，补充课程资源所做的很好的尝试.这样的演示实验，能极大地增强学生的体验，激发学生的学习热情，保持学生对物理科学的学习兴趣与积极性.
3研究背景
初中生好奇心强，喜欢探索自然的奥妙，兴趣广泛、强烈，但缺乏深度和稳定性.如果在教学中不失时机地进行实验就可以激发学生的好奇心，培养探索自然的兴趣和献身科学的精神.
初中生的思维正處于由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，其中形象思维仍起重要作用，抽象思维正在发展.在很大程度上，他们仍习惯于靠经验材料判断分析事物，不善于从理论上进行推导.这就要求教师必须给学生提供足够的感性材料和活动机会，加强演示实验.
结合演示实验讲解的物理规律远比单纯的语言讲解留下的印象深刻、久远.有人做过形象的比喻：一幢华丽的大楼，你看一眼再复认时，不用语言表达，便能认出.而让你读一遍作家对这一大楼的文字表述后，再去复认这一指定的大楼时，始终比不上“你曾看一眼的功夫”.所以，在物理教学中把概念、规律通过演示实验转化为物理形象，便于学生记忆.
教材现状：已经安排一些演示实验，不足之处主要存在两个方面，一是演示实验装置有缺陷，导致实验现象不够明显或顺利完成实验有困难.二是如何突破教学重难点，在新课教学时通过引入性演示实验帮助学生理解所学概念，对所学内容保持较为浓厚的兴趣.
4研究内容
41在尊重教材演示实验装置的基础上，进行可能谨慎的改进与补充
实验的流程研究.确立影响实验成功与否的关键操作，以免出现意想不到的失误，以确保实验成功，提高课堂效率.
增强实验的可视性.演示实验必须让全班同学都能观察清楚，所以必须注意实验的可视性.
改进实验装置或补充部分实验.教学中改进已有实验器具或自制简易仪器进行实验，往往会取得良好的教学效果.
以低压沸腾的演示为例加以说明.演示低压沸腾有许多方法：
方法一：将烧瓶中的水煮沸、加塞、停止 加热后水沸腾停止了.再将瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来.
方法二：往瓶中倒入八、九十度的热水，加塞.水温低于沸点，不沸腾.用抽气机（或针筒）抽气，水就沸腾起来.
方法三：用100毫升的大针筒直接抽取约10毫升的90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住， 拉动活塞，针筒内的水就沸腾起来.
42引入新课教学、激发学生学习兴趣类的演示实验研究
例如，在讲授大气压之前，取正好能套在一起的大小两支试管，为使实验现象更明显、直观，可先在小试管内贴一个红色纸条，将大试管中装满水，当小试管缓缓放入大试管的时候迅速倒置两试管，学生会惊奇地发现，小试管不但没有落下，反而会向上运动到大试管顶端.这时出于对现象本身的好奇，学生便产生了浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望.
5研究阶段
准备分为三个阶段.
第一阶段：2016年9月—2016年10月：
梳理初中物理演示实验，确立具体的需要改进或自制仪器的初中物理实验名称；梳理初中物理教学内容，确立具体的引入新课教学、激发学生学习兴趣类的演示实验名称.
第二阶段：2016年10月—2017年1月：
选择一至两个演示实验课进行研究，课堂验证，收集建议，修正不足，积累经验，总结方法.
第三阶段：2017年2月—2018年1月：
对已确定的演示实验逐一进行研究，同时进行课堂验证.
第四阶段：2018年2月—2018年6月：
整理研究材料，准备结题.
参考文献：
[1]胡贵建.初中物理演示实验教学策力探索[J].科学咨询（教育科研）：2010（03）.
[2]彭莉莉.浅谈初中物理教学中的演示实验[J].科学大众（科学教育）：2010（06）.
