演示设计，构建创新型物理课堂

李同伟

物理学以自然生活中的各种现象作为阐释世界的依据，用不断发展的科学观对各种规律作出定义和解答。物理实验常常被作为演示设计的对象，因为实验是从现实生活中抽象出来的模型，对于解释生活中的疑难问题以及启迪思维具有直观的作用。而课堂上的实验演示，有助于让学生从视觉形象上了解到物理规律的奇妙，也可以使其从思维的层次了解事实与想象的差距，对于启迪学生探索物理规律，培养学生的创新思维有着重要的意义。

一、对比实验，激发思维

物理实验中，常常会存在一些与个人原有的思想观念相左的物理规律的影子，当这种实验呈现在大家眼中时，大家会对这种与认知极为迥异的现象感到万分惊讶，从而激发学生探索真理的求知欲。实验演示的过程本身就充满了很多可待探索的地方，学生带着自己的疑问进行实验结果的推测和揣摩，然后实验结果展示的出乎意料、色彩缤纷、由静到动等现象会带来比理论教学更加深刻的思维体验和浓厚的学习氛围。

例如，在进行“小球摆动”的物理实验时，不采用常规的支架进行单调的单摆演示，而采用师生互动的方式进行现场演示。教师让一名学生到实验台前将小球拉起到一定角度后，放在紧挨教师的鼻尖侧，然后放手，小球自然摆动，当小球摆到另一侧然后再摆回来的时候，有的学生提醒教师赶紧移动一下，不要还在原来的位置，几个学生的惊呼声中，小球并未碰到教师的鼻子就落了下来，而且幅度也逐渐地越摆越小，回到了原来的位置。

为了讲解“力的合成”的原理，教师让两个学生从一条结实的细绳子的两端分别用力，在绳子中央挂了一本比较厚的书，并让同学们预先估计结果。在大家的期待中，绳子中间一点点往上走，到了一个点后，就再也无法上升。

在生活中，可能会碰到与实验相关的现象，实验结果却与生活中各种现象给人留下的印象却截然相反，这种科学与现实经验之间的极大落差，使得学生在学习知识时更加用心，也激发了其探索物理、创新思想的创造欲，这就是对比实验的优点所在。

二、情景实验，诱导思维

情景实验，是指在学习陌生理论或较难理解的知识点时，采用生动形象的实验进行直观的演示，演示过程中可以发现物理规律呈现的清晰脉络，从而达到梳理知识，建立知识模型的教学目的。情景实验的重点在于实验设计中要添入能够激发学生兴趣，诱导学生进行自我学习，增强学习积极性的元素。难点在于，如何将知识点与情景巧妙地结合起来，让学生不知不觉地探知真理的秘密，在情景中产生思维的火花。

例如，在进行“平抛运动”研究时，可以设计这样一个游戏，让学生进行小象射击游戏，两个学生相距2米。开始时一个学生要固定画有小象的靶子，然后由另一个学生从设定的距离处开枪，结果每一枪都没能打中，有的学生不服气，尝试了几次，发现结果都是一样的。然后教师让执靶的学生放在另一学生开枪的时候也松开靶，结果每一次都恰好打中了靶子，几个学生的射击基本上都得到了满分。

进行课本的学习后，很多学生主动站起来阐释了为何枪靶射击中会出现那样奇怪的现象，大家都理解了其中所蕴含的两种运动的合成，然后学生对这个游戏进行了改进，设计了多种不同角度的射击，然后将靶子设立了不同的角度区，大家发现根据物理原理设计的新游戏自由度大大提高，可玩性也大大提高了。

通过情景实验的教学，学生不仅对课本的原理进行了深刻的理解，而且情景游戏带来的刺激大大地满足了学生的兴趣，还诱导其对不同角度的平抛运动进行了研究，达到了举一反三的教育目的。

三、类比实验，启迪思维

类比实验，是指通过某一类具有相同或相似性质或原理的物理规律，通过实验的方式放在一起进行类比，将物理规律直观地呈现出来，通过视觉、触觉等体感，亲身感受实验所传达的物理规律的奥妙。类比实验一般都采取生活中的情景进行现实模拟，让学生直接地感受新旧知识之间的差异，然后启迪其积极地进行知识的探索，通过触感与知识之间的联想，可以充分理解知识，对知识的记忆也愈益深刻。

例如，在进行“力的分解”教学时，可以通过采用类比实验来进行思维的启迪。如图所示，学生对于甲图中的细线的受力分析常常会停留在只有重力的主观印象中，直观的观察却只注意到了杆下的一段，未能注意到杆上绳子的受力情况。然后教师让学生进行右图所示的实验，进行对力的直接的感受，几个学生在点点的疼痛感和手指不自主地弯曲中感受到了该拉力的作用方向，并非只是向下的，也有向左的作用力。

对于在类比实验中学生实际感受到的与自己先入为主的印象相左的物理知识，让学生真正地理解了力的分解的物理规律，从而启迪学生思维，培养学生科学分析和认真探索的精神，建立破旧立新的创造欲。

综上所述，在高中的物理课堂中进行物理实验的演示设计，对于让学生高效地掌握物理知识以及认识物理规律起到了良好的效果。通过三类物理实验的演示设计，让学生的思维在现实与科学的思潮中激荡起智慧的火花，激发其探索与创造的欲望。