打造演示实验高效课堂引领“深度学习”

吴水炎

摘 要：演示实验是物理教学的重要环节，演示实验的目的是教师通过引导学生观察实验，分析实验现象等过程，从而使学生生动直观地获知相关物理知识和规律。它对学生学习兴趣的培养，科学观、价值观的正确树立有着重要的意义。本文着重针对如何打造演示实验高效课堂，从而引领学生“深度学习”提出几点看法和感悟。

关键词：演示实验；高效课堂；深度学习

物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验教学为培养学生主动探索，积极思维能力，以及学生学习潜能的激发提供了广阔的天地。而演示实验更是中学物理教学的重要手段之一。演示实验的目的是教师通过引导学生观察实验，从而使学生对相关知识得到鲜明而深刻的印象，它直观形象地为学生提供感性认识，是学生明确物理概念和认识物理规律的基础；同时又能引导学生从物理现象开始，进行思索猜想、判断等一系列思维活动，是学生思维能力和学习兴趣培养最有效的途径。它对培养学生的学科核心素养，深度渗透情感、态度和价值观教育有着重要的意义。为此，笔者着重针对如何打造演示实验高效课堂，触发学生高阶思维，引领学生“深度学习”谈谈几点看法和感悟。

1 为实验创设“历史背景”，渗透情感教育，点燃“深度学习”激情

物理实验是用一种简捷的方式，把历史上科学家进行的无数次自然科学研究实验搬到课堂上来，而在每个实验艰辛探索历程的背后都有它一段难忘的历史和一个动人故事。这些流露复杂情感的“历史背景”，便是我们对学生进行情感教育的最佳素材，也是激发学生学习兴趣和求知欲的最佳时机。例如：安培用了整整十一年的时间做了成千上万次实验才发现了电流定律；美国科学家富兰克林冒着九死一生的危险用自己的身体去做实验来研究雷电现象；又如，伽俐略敢于挑战权威，通过实验事实和理论推导，推翻了统治千余年的亚里士多德所认为的轻重物体下落快慢不同的观点，建立了“自由落体定律”的艰辛历程等等。利用“历史背景”透过实验去看它背后的那一段历史和感人的事迹，营造一种对科学的崇高和严肃认真的治学态度，深度渗透情感态度和价值观教育，点燃“深度学习”激情。

2 精心准备，突出主题，明确“深度学习”导向

明确实验器材的构造原理，熟练掌握正确的操作方法，充分预判各种可能出现的问题，并能灵活应对，这是演示实验课堂教学成功的关键。所以课前必须对实验装置进行预备性调整和演练，考虑好相关的预案和应急措施，计划好演示过程对学生的思维启发，考虑好演示与讲解的有机配合，促成一个向未知境界不断探索的学习环境，并注意把握层次和时机，注意针对性和灵活性。

中学物理包括力、电、光、热和原子物理等部分。由于各部分研究的内容和特点不同，所以各部分的演示实验特点与可能碰到的问题不同，解决的方法和关键点也不同。例如，在进行电磁学演示实验时，关键是对电源的选择，要求电源电压要适当，内阻尽量小，线路各部分接触点接触要良好，接头处氧化层要刮干净。实验电路设计要合理，实验操作方便。电学实验中，经常用到的电表有伏特表、安培表和多用电表等，使用这些电表时，应根据实际情况选择合适的量程，才能减小测量误差和不致因过载而损坏仪器。又如，在光学演示实验中，选择好适当的光源是做好光学实验的关键。光学实验用到的光源一般有强光源、平行光源、点光源、单色光和激光。其中激光具有频率单一单色性好、平行度高方向性强和高亮度三大特点，它是做光的反射、折射和全反射以及干涉和衍射等实验的首选，同时也要注意安全操作避免对眼睛的损伤。这都要求在实验课前期做好精心准备。

演示效果明显是演示实验的一条重要原则。所以演示台上仪器要有规则的安排，实验装置力求简单。读数仪表（如温度计、电流计）应朝向学生，连接电线应使学生在座位上都能看到整个电路。总之，演示时要避免它物的阻挡和干扰。也可借助实物投影仪提高可见度。

演示实验的安排和设计是为了解决物理问题中的重点和难点，为了更好地突出主题，应把较复杂的演示实验装置，通过适当的讲解，排除次要因素和干扰因素，突出反映本质的主要因素，简单明了地展示在学生面前，便于学生理解。比如，做自感现象演示时，可先简单介绍一下仪器装置的各部分功能，介绍完这些后再进行演示，引导学生集中精力地观察实验的主题，即灯泡亮暗变化情况，从而达到预期目的。突出主题，还要给学生指明对象和重点，引导学生在观察现象的基础上进行思维加工、思考分析现象的本质和规律。如上例可以引导学生进一步反思自感现象中感应电流大小及方向的特点，也可通过电流传感器做出各种情况相应i-t图，充实对现有物理知识的立体感知，催生对物理问题的深度反思，进而总结出实验结论和规律，触发高阶思维，推进“深度学习”。

3 在演示实验中增加学生的参与，提高兴趣，激发“深度学习”动力

传统的演示实验教学让学生看看表演，“老师做、学生看”，只注重获得实验结论，不重视展示实验过程，很大程度上限制了学生的体验。这种做法忽视了教学过程中学生的参与感，只有表面的“观感”没有实际的“体验”，弱化学生在教学过程中的主体作用，是不可取的。高效的演示实验课应是创造机会让学生主动参与探究，充分发挥学习潜能，使他们因自己验证了某物理规律而感到自豪，并产生了喜欢学物理的强烈愿望，提高学生兴趣。例如，在演示“丁达尔实验”时，可以先让学生预先准备一个矿泉水瓶，穿一小孔贴上胶纸后装满水，并准备好激光笔。老师先示范性演示该实验现象后，让学生亲自探究观察，轻松理解全反射在光导纤维中的应用原理。又如在进行马德堡半球演示实验时，先抽成真空后让两个身强力壮的“大力士”上来拉，始终拉不开，然后打开活塞，让少量空气进入半球中，再让两个“体力较弱”的女学生上来却能轻松拉开，通过对比实验，说明大气压强的存在[ 1 ]。这肯定会让学生切身体会到大物理学的美妙与神奇，会给全体学生留下深刻的乃至终身难忘的印象，激发“深度学习”内驱力。

4 巧變换，生成“深度学习”的问题

每一个经典实验的设计和构思总是以科学理论为指导，用已知的科学原理加以物化，科学设计实验方案，设计选择实验仪器。教材中所安排的实验方案无疑是比较合理的，在对教材原形实验原理理解的基础上，巧妙进行实验的拓展，实验方法改进，创造性地生成“深度学习”问题，触发高阶思维，培养学生创造性地探索物理规律的方法。例如在“定量探究变压器电压与匝数的关系”的实验中，在学生明确实验原理的基础上，对该实验装置由图1进行改造拓展为图2，再让学生探索分析U1、U2与匝数n1、n2的比例关系，同时加以实验探究验证，从而使学生深度理解理想变压器的工作原理，克服或弱化固有的思维定势，引发学生对该物理问题的“深度学习”，将学习活动导向更高层次。这样才能以不变应万变，实现教学效益最大化。

总之，物理演示实验能生动、直观的展示物理现象和物理规律，是物理课堂教学必不可少的重要环节，所以我们应认真研究打造物理演示实验高效课堂的方法，充分挖掘演示实验的潜能，巧妙创设学习路径，激发学生的求知欲，点燃“深度学习”热情。让学生从掌握实验原理入手，主动从实验中学习，从实验中体会探究问题、发现规律、掌握知识、培养能力、激发兴趣。只有这样才能更好地提高物理课堂教学效率和教学质量，打造生动有趣富有魅力的高效物理课堂，引领学生对相关物理知识积极探究，丰富感性知识切身体验，触发“深度学习”的热情。

参考文献：

[1]张金山.物理演示实验的几点体会[J].考试周刊，2012（7.）