高中物理演示实验教学初探

李海彬

摘 要： 物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理实验是增加学生体验的一种有效方式，可以使学生获得比较充分的学习资料，夯实学习基础。演示实验在教学中作用重大，它通过形象直观的特点及启发特点把学生的思想认识提高到一个新的高度，让学生积极主动地寻找宝藏。演示实验是培养学生观察、思维能力、创新能力的重要手段，是完成教学活动必不可少的环节，因此演示实验在中学物理教学中占有重要位置。

关键词： 高中物理 演示实验 学习兴趣 物理思维能力

中学物理教学中的演示实验是通过具体的物理现象的展示将抽象的理论形象化，帮助学生观察物理现象，增加感性认识，提高学习兴趣和物理思维能力的重要教学手段。演示实验的优劣直接影响教学效果的强弱。我结合自己的教学实践谈谈演示实验的特点。

一、演示实验应具有直观性

演示实验是教师在讲台附近进行操作的具有示范和指导意义的实验，所用器材可见度高，便于学生观察仪器的外形、构造特点及仪表的刻度，布局也一目了然，使学生观察后能留下深刻印象。比如，鲁科版必修一中第四章第二节为了研究微小形变，我设计了以下两个实验。

1.观察桌面的微小形变

用激光器射出的一束激光经平面镜反射后在天花板上形成一个光点，当用手压桌面时，并不需要多大的力就能看到光点明显移动，这说明手压桌面使桌面发生了形变。

2.观察玻璃瓶的微小形变

在扁平玻璃瓶中装满水，瓶口用中间插有细管的软木塞塞上。使软木塞塞紧瓶口，瓶内的水就上升到玻璃管中，在瓶子不同部位挤压瓶身，可以看到玻璃管中水位呈上升或下降，这说明玻璃瓶发生了形变。

通过以上两个演示实验把微小形变这一枯燥无味理论性较强的知识变得形象直观了，学生由感性认识上升到理性认识。

二、演示实验应具有趣味性

演示实验简单方便、生动、形象、真实、可靠，极富有趣性和探索性，尤其对学生有很强的吸引力，极易唤起他们的直接兴趣。比如，鲁科版必修一中第四章第一节研究物体的重心位置，我设计了以下实验：用厚纸或薄卡片做两个相同的圆锥体，用胶水或胶纸把它们对接在一起。然后，把一本大书和一本小书相隔一定距离，书脊朝上放在桌上，在书上架两根筷子做轨道，让筷子在高的一端比稍低的一段略为撇开些。把圆锥体放在较低端的轨道上，我们会发现圆锥体向上滚动。反常的实验出乎学生意料，使他们兴趣盎然，很容易唤起他们的好奇心，激发他们的求知欲望。

在第六章第一节中的关于惯性，可以设计如下演示实验：把一本较厚重的书用细绳扎一圈，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵着。先迅速用力将细绳一拽，可以发现细绳下端断开；再来一次，但注意拉力逐渐加大，直到细绳断开，可以发现是细绳的上端断开，两次拉断细绳的结果不同，很容易唤起他们的好奇心，激发他们的求知欲望。这样学生会带着一种急于找到答案的心情听课，比开门见山的讲授更能引起学生的有意注意，从而为教学服务。

三、演示实验应具有启发性

学生在实验中可能对某些实验现象理解起来较费力，此时可安排一些启发性小实验。比如在研究自由落体运动时，要让学生理解无论是重的物体还是轻的物体在真空中从相同的高度下落时间相同很难，相反地可能会根据日常生活经验得出错误结论。根据这一现象，我们可以设计用牛顿管演示实验，将小纸片和硬币放进玻璃管，当玻璃管内有空气时，把玻璃管倒立过来，观察到硬币先到达玻璃管底。在抽去玻璃管内的部分空气，再将玻璃管倒立过来，发现纸片和硬币下落高度差减小了。继续抽取玻璃管内的空气，使其逐渐接近真空，发现纸片和硬币基本同时到达底端。演示实验通过提供丰富的感性材料，变抽象为形象，通过观察启发思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。

四、演示实验应具有惊险性

学生学习的动机不但可以由内驱力激发，而且可以由外在的刺激诱因引起，“惊险”而引人入胜的演示实验对学生而言就是强烈刺激的正诱因，能极大地激发学生学习兴趣，集中注意力，增强记忆效果。这里的惊险是有惊无险，不能出现任何意外。力学里常用的是鸡蛋。例如演示惯性现象时，取一杯子，装半杯水，用硬片盖好，上面放一鸡蛋，用力迅速弹出纸片，鸡蛋却落入水中。在研究冲量定理时，用力将鸡蛋扔向四人抻起的床单上而鸡蛋不碎。在热学中，常用醋，将醋烧开沸腾后将手放入沸腾的锅内而手却毫无损伤。在电学里，站在干木凳上用手触摸火线却安然无恙。学生在唏嘘之后深刻领悟到物理的博大精深。

五、演示实验具有替代性

实验中有些有毒的实验不能做，因此需要想办法代替。在托里拆利实验中要用到汞，由于汞有毒，大纲中对此实验已不做要求，我们可以用水代替，玻璃管可以用塑料管代替。对于液化实验中要用到乙醚，乙醚也是有毒的且易挥发，这时我们可以用丁烷气体代替。比如鲁科版3-5第一章第二节动量守恒定律，研究船静止在水面上，人从船头走到船尾，可用光滑板架在光滑圆柱形笔上替代船静止在水面上，用小车由静止运动替代人从船尾走到船头。用“水火箭”的发射替代火箭的发射。先在一个塑料可乐瓶中装进大半瓶水，然后在可乐瓶瓶盖中心打一小孔，再找一个大小适合的橡皮塞，在其中央打一小孔，并装上自行车的气门芯。将橡皮塞用力塞入塑料可乐瓶的瓶口，把中间打孔的瓶盖旋紧，让气门芯露在外面。剪下另一个可乐瓶的瓶口部分，用胶布粘在前一个可乐瓶的瓶底，做成火箭头，在靠近尾部的地方装上定向尾翼，“水火箭”就做好了。把“水火箭”倒立，放在铁架台的铁圈上，用打气筒通过气门芯向可乐瓶内打气，使瓶内空气达到一定压强，缓慢旋开瓶盖，水将橡皮塞冲开并向下高速喷出，由于反冲作用，“水火箭”冲向天空。

六、演示材料具有广泛性

我们手头的钢笔、铅笔、文具盒、小刀、橡皮、饮料瓶、硬币、眼镜、气球等都可以充当实验材料演示物理规律。以水杯为例，水杯配合其他物体可做多个实验：可做覆杯实验、惯性实验、滚动摩擦、滑动摩擦实验、内部盛水后可用作放大镜、内部盛水后插入一支笔可作折射实验、内部盛水后敲击它发声，可观察到水的振动，从而研究声现象，等等。

演示实验在物理教学中有不可替代的作用。尤其在当今素质教育的大背景下，在物理教学中实施素质教育，实验教学能起到不可估量的作用。教师只有明确了演示实验的重要性，掌握了正确的方法，才能使学生的观察和思维活动紧密结合，用观察促进思维活动的展开，又用思维指导观察活动的进行，逐步掌握物理概念和规律，培养学生的观察和思维能力，才能使物理教学达到事半功倍的效果。此外，教师对待演示实验的严谨作风和科学态度也会对学生的实验素养起到潜移默化的作用。