物理教学中演示实验的优化

一、新课程实施过程要重视并加强物理演示实验教学

在《自由落体运动》教学中，当教师直接让羽毛与小钢珠在空气中下落时，学生看到钢珠先落到地是时觉得很正常，而当看到在真空管里它们同时到达管底时，都很惊异．这样，对后面教学中的“自由落体”概念中的“自由”二字就有了深层理解．所以教师必须通过这种反差很大的演示实验让学生形成不同于原来生活中的表象，才能使其慢慢的建立科学的概念．

当然不是每个概念、每个规律的教学都要做实验，这就要求教师必须研究教材，弄清哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示，例如:显示微小形变的装置、通电螺线管与小磁针演示磁感线分布，用激光演示光的干涉和衍射等等．还可在规定的实验中，适当增加相关演示项目，使教学内容更加丰富，使学生的眼界更加开阔．例如“分子间作用力”的演示，可在两只乒乓球间夹上一段弹簧，球的外侧套上橡皮筋，平衡时，引力等于斥力;增大球距时，引力大于斥力;缩小球距时，引力小于斥力．这样不仅培养学生对物理的学习兴趣，更多地拓宽学生视野丰富他们的想象，而且能有效地提高学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力．

二、要重视并合理使用CAI课件，作为物理演示实验的补充

物理实验有其局限性，某些物质看不见，如:电场、磁场我们不能直接观察到;某些概念过于抽象，学生没有形成感性认识，如磁通量、电场强度、磁感应强度等;某些微观现象或微观物质更是看不到，如微观粒子的碰撞过程等．而物理CAI课件恰好就能弥补这一缺陷．利用课件可以清楚的展现看不到的电场、磁场的分布、以及各种物理量的动态变化，帮助学生轻松的理解有关的物理规律．还应看到由于中学物理实验条件有限，某些物理现象学生不能得到完整的感性材料，容易造成感知上的障碍而影响物理学习．

CAI课件不仅能再现或模拟各类物理现象，而且还能使复杂的问题简捷化，将漫长或瞬间的物理演变过程成为可控、有序的演化过程，可以使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知物理现象，给学生提供思维过程中必须的感性材料，大大激发学生的学习兴趣，降低教学难度，很好地促进学生认识能力的发展．但是，这种“虚拟的实验”对学生学习物理的科学方法和科学态度方面不能给予充分的训练，也不利于培养学生主动探索物理规律的能力，而真实的演示实验对培养学生的观察能力、思维能力、创造能力及解决实际问题的能力有独到的作用．

以上两方面在教学设计时都要考虑的，教师自己尽量要多反思:“这节课为什么要用CAI课件?换种形式行不行?这节课用CAI课件对于学生形成概念或掌握这个规律会不会比用演示实验效果更好或更差?”通过比较，选择最合适的形式，要渗透新课改的思想，重视过程、重视学生的体验，在达到提高教学效果的同时，促进学生各方面的发展．例如新课程必修1《牛顿第二定律》的教学，有的教师用课件来完成，有的用实验来完成．但笔者以为这个定律的教学以实验为基础，因为这节内容不仅仅是让学生学会这个定律本身，还要通过这实验学会自然科学实验中的一个基本的实验方法———控制变量法，或者说是很多科学家对自然界中变量关系做实验研究时的一种思想，通过实验还要求学生体会对实验方案的初步设计、学会对真实数据的采集和对数据的处理及其反映的物理量之间关系的初步猜测、学会误差分析，虽然实验过程在课件中是可以模拟的，但有些方法、思想、或某种能力的培养却是计算机无能为力的，比如实验当中数据的采集可能会采集到错误数据，虽然是错误数据，但它依然是真实的，这种体验学生在CAI课件虚拟的实验当中是不会遇到的，这样，学生体验不到错误数据的采集，当然也不知道在真实的科学的实验当中，人们是会碰到错误的，当错误发生时，人们应该做什么以及如何做的问题．因此，物理课件与演示实验相比，虽然也能使学生的思维变得轻松，但CAI课件并不能够完全代替物理实验，因为CAI课件无论做得多么逼真，毕竟只是物理现象的模拟，缺乏真实性，可信性，也不利于培养学生动手实践能力．因此完全以CAI课件取代物理实验是不可取的．经过认真的研究和实践，笔者认为只有将物理实验和CAI课件两者有机的结合起来才能达到最佳的效果．

三、合理结合演示实验和多媒体教学，提高课堂教学的有效性

结合演示实验和多媒体动画教学，有步骤的引导学生观察，及时提出启发性问题，并应用“联系”、“因果”、“对比”等方法引导学生思维的不断深化，突出重点，突破难点，以发展认知能力;达到较好的教学效果．比如:高中静电学实验大多在秋、冬季教学，空气潮湿，带电体放电快，不易做成功，很多高中教师采用了有违物理教学的方法———讲实验．其实，只要采取一点小办法就能解决———课前用1000W或2000W的电炉把教室讲台前的空气烘烤10分钟，静电学的所有实验外界条件都能达到，实验就能成功．但是，既使这样做了，实验仍然进行较快，可见度还不理想，如果我们在这里借助多媒体动画模拟，那收效就不同了．如图四是研究平行板电容器的电容跟哪些因素在关的实验，我采用演示一个过程，再动画模拟这个过程;接着再演示下一个过程，再动画模拟这个过程，效果非常好．演示实验和多媒体动画教学对学生直接给予外部刺激，使课堂演示直接成为他们注意体验的中心，达到培养学生的观察能力和思维能力，帮助学生形成概念和掌握规律的功能．

四、总结

总之，教师在物理教学中要充分重视演示实验和多媒体动画，更大限度地发挥演示实验和多媒体动画的功能，清除学生的拦路虎，以大面积提高教学质量，提高学生素质，为素质教育的发展作出一个物理教师的贡献。

作者：陈国军 单位：江苏省句容实验高级中学