浅析如何重视课堂演示实验的作用

朱可宝

摘要：物理课堂应体现格物致知、万物至理的物理思想，符合由浅入深、循序渐进的认知规律，体会身临其境、如临其境的感性过程，激发调动学生刨根问底、追溯求源的探究精神，体味层层剥离、真相大白的美妙感受。

关键词：演示实验 自由落体 摩擦力 安培力

物理学的发展离不开实验的贡献。大自然的万事万物千变万化，为人们展示了无数个为什么，提出了一个个待解的谜团，在人们刨根问底、不懈追求、层层剥离的探究中，物理学的大厦建立起来了。物理实验在这座大厦的建立过程中起到了不可估量的作用。

物理课堂应体现格物致知、万物至理的物理思想，符合由浅入深、循序渐进的认知规律，体会身临其境、如临其境的感性过程，激发调动学生刨根问底追溯求源的探究精神，体味层层剥离、真相大白的美妙感受。

中学生对物理课的学习主要是在物理课堂中实现的，由于某些物理概念和现实的观察经验貌似不符，很容易造成物理难懂、难学的不良印象，成为进一步学好物理的障碍。因此，在物理课堂上如何抓住学生的学习注意力，调动学生学习兴趣，激起学生内在学习动力就成为学好物理的关键。在物理课堂上认真做好演示实验，是解决上述问题的有效途径之一。

人们天生具有看热闹的本性，中学生更是如此。通过做好演示实验可以在吸引学生注意力的过程中不知不觉把学生引入科学的殿堂，对一些生活中似是而非的概念也将得以澄清、迎刃而解。下面试举几例：

对自由落体运动，人们有重的物体下落快、轻的物体下落慢的生活习惯认识。尽管伽利略对此观点已经否定了几百年，但对不学物理的人来讲一般还是这样认为的。高中生初次学习该内容时教师如果先问一下，多数学生还是理直气壮地认为重的物体下落快，轻的物体下落慢。对此，可以先拿1个粉笔头和一小片纸让其同时下落，集体观察纸片和粉笔头的下落情况，结果粉笔头先落到地上，这时会发现原来主张重的物体下落快的同学会洋洋得意，甚至用嘲笑的眼光看另外一些同學。真的是这样吗？且慢！教师对学生的表现观察后再把刚才的小纸片揉成一团，再一次让其和粉笔头同时开始下落，结果发现二者几乎同时落地。这时，就会发现刚才洋洋得意的几个学生不再那么神气了，而且露出不解的脸色。为什么同样的小物体前后两次下落快慢不同呢？教师可以追问一下甚至可以让学生做些讨论。讨论中有的学生可能提出空气阻力的影响，但也有些同学持怀疑态度。为了消除疑惑接着做下面的实验：用牛顿管演示“铁片比羽毛下落得快”的现象，再用抽气机抽去管中的空气，演示“铁片、羽毛同时下落”的现象，转动抽气嘴的控制阀，随着短促的一阵气流声，羽毛被进入管内的空气吹向另一端。确实是空气阻力的作用！在学生听到空气的声音，看到羽毛在空气吹动下的运动，从听觉和视觉两方面真切感受到空气的作用后，老师再明确指出：“铁片和羽毛在空气中下落时都会受到空气阻力的作用，由于羽毛轻，阻力对它的影响大，所以下落得慢。可见，确实是空气的存在干扰了铁片和羽毛本该同时下落的事实，抽去管中空气，便真相大白。”同样，在纸片未揉成团以前下落时受到的空气阻力比揉成团后受到的空气阻力大，故下落慢。“打开阀门放空气进入牛顿管”这一情境的创设，为学生深信是空气妨碍了铁片和羽毛同时下落提供了鲜活的事实，使学生在好奇与欣喜的情感体验中直观理解了自由落体运动的本质规律，学生的满脸疑惑得到圆满解释。

摩擦力在力学三种力中是相对难理解的一种力，对什么是静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力以及它们的大小与什么因素有关也可用演示实验得以帮助解决。通常是将木块放在木板上用弹簧秤水平施力通过弹簧秤的读数显示摩擦力大小。但这样做时由于弹簧秤是运动的很难读数，也不稳定，效果不好。我采取的方法是，在长约一米木板一端四分之一处固定一个竖直板，在竖直板下端固定一定滑轮，上端挂一演示用弹簧秤，弹簧秤下边的挂钩上系上一细绳，细绳穿过定滑轮与放在水平木板四分之三端的滑块相连，在滑块下面再放一块三合板，抽动三合板带动滑块运动当三合板与滑块相对静止时细线中的拉力亦即弹簧秤示数即为滑块与三合板间的静摩擦力，当出现相对滑动时即为滑动摩擦力，这样用此装置即可演示摩擦力的存在，同时还可演示读出摩擦力的大小，由于此时的弹簧秤是静止的，抽动三合板时滑块相对地面也是静止的，故易于读数且读数准确。若在滑块上不同侧面固定不同性质材料，如纱布、毛巾、白纸等即可演示相同压力情形下不同接触面的摩擦力大小，进而找到影响摩擦力大小的因素，当然也可以在相同接触面情况下增大滑块与三合板之间的压力，探究摩擦力与正压力的关系。从上课反馈情况来看，学生对什么是摩擦力、摩擦力的方向、影响摩擦力大小的因素等问题有了较深的认识，效果很好。

安培力是磁场对通电导体的作用力，它的大小跟磁场的强弱、导体的长度、电流的大小、导体放置的方向都有关系。在讲这部分内容时为了使学生对此有感性认识自己特制了一个“安培力演示仪”，利用较粗的铜导线弯折成一个L型的导线框，其竖向的短边及与其对应的长边部位弯一小圈作为轴挂在铁架台支架上，轴的位置应在框架重心略上一点，以能使框架低端放在磁场中的水平导线稍微受力框架就能偏转，提高检测力的灵敏度。支架用裸铜线制作，与L型线框接触良好用以跟电源相接，L型导线框的下端作为通电导体放在几块大一点的U型磁铁中，L型导线框的上端长一点且安一箭头，背面用纸板做一表盘，不通电时箭头指向上方表盘中央位置，当给导体通电后导体受力使指针偏转，根据偏转角的大小来判断安培力大小，改变电流大小或者磁铁多少观察指针偏转情况，进而确定影响安培力大小的因素。改变电流方向或磁场方向，发现安培力的方向也随之改变，记录电流方向与磁场方向及安培力方向，为学习掌握左手定则做准备。有了这样的实验基础，学生对物理课的学习不再那么怵头了，老师的教学也有了满足感。

中学生思维活跃，乐意接受新鲜事物，但也很容易受情绪的影响，难以拒绝不良诱惑，稍有不慎就可能对一些一时弄不明白的课程内容产生畏难情绪，甚至不再愿学这门课。教师应该及时观察学生的动态，针对教学内容制作尽可能多的演示实验，让学生在不知不觉中爱上物理课。物理教学，任重而道远。