高中物理课堂演示实验的教学探索

魏鹏祥

摘要：在高中物理课堂上，运用演示实验讲解物理知识的方法，既能引起学生的兴趣，又能使学生的思维能力得到充分发展，从而取得较好的教学效果.因此，本文试图从多个角度对高中物理演示实验教学进行探讨与研究.

关键词：高中物理；演示实验；教学探索

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2023）15-0110-03

物理学是一门基于实验的自然科学.在课堂上，一个好的演示实验既可以激趣，又可以让学生深度学习逐渐发生.演示实验不但能清晰地向学生呈现所要学习的物理知识，而且能指导学生进行观看、思考，与课堂教学相结合，让学生了解物理的基本原理与法则，取得“事半功倍”的教学效果.

1 创设演示实验问题情境

在物理课堂教学中，创设合适情境有利于学生逻辑思维培养和高中物理课堂教学顺利开展.而实际教学实践中，有的教师经常采用“口述+板演”的方式来上课，想要使课堂效果更好.事实上，再怎么形象地描绘一个物理现象，也比不上让学生去观察这个现象本身.好的演示实验，可以让学生对事物的本质特点有一个准确地认知，进而自然而然地投入到物理的学习中去.

例如：在讲授“电感和电容对交变电流的影响”时采用两个比较实验进行教学，收到了良好的教学效果.第一步，教师可以在电路中设置电感、电灯泡、电容，如图1.实验正式开始，学生能看出：闭合电键，L1发光，L3逐渐变亮，L2不发光.学生用所学的内容进行解释：电容无法“通直流”，因而没有电流流过L2；当开关闭合时，感应线圈产生自感电动势，从而阻止原电流增大，因此，L3逐渐变亮.接着，将一个正弦交流电通过一个低频率信号产生器，如图2，并且有的学生能发现：L1发光快速，L2和L3也能发光，但却不如L1亮.这时，学生会产生疑问：L2为什么也能发光？这一幕立刻在学生的脑海中制造出一种“兴奋剂”，让学生的思想活跃起来，好奇心从内部被唤醒.经过深入的研究，学生明白了容抗Xc=12πfC与感抗XL=2πfL分別反应电容和感应线圈对直流电流的阻碍效应，从而建立一个更为完整的知识体系.

又例如，“电能的输送”的教学是对学生综合知识的整合，目的是解决实际的问题.一般的教学方法都是先告诉学生线路上有没有电阻值，然后通过分析损耗功率的表达式，研究如何减少线路的损耗.在物理教学中要根据实际来生成问题，因此，教师进行了一个模拟实验：利用学生电源，输出4 V-6 V的交变电流，用两条镍铬金属线作为输入线路，通过导线将小灯泡接入电路.让学生从电流的入口处沿着导线将绝缘夹慢慢地滑到另外一头，并注意到灯的亮度.学生观察到电灯泡在不断地变暗，并对其进行解析，从而得到了电力的损耗，提出减少传输损耗的建议.

2 展示物理演示实验过程

解决物理学问题的困难在于了解物理过程，并能根据各种物理过程应用相关的物理学定律来解决问题.现代认知理论认为，物质的观念和法则是基于对物质的理解而形成的，这种意识是通过思想的介入而形成的.在经过不断地思考，形成物理概念和规律.但是有些物理问题所涉及的物理过程是很抽象的，教师可以通过设计一个具体的演示实验来展示这个过程，这样就可以把整个物理过程呈现给学生，让学生易于理解.

例如：同样是“电能的输送”一节，其中核心问题是电压、电流和功率之间的关系，仅靠理论解析，很难让学生理解和把握.教师讲授时，首先从理论上进行剖析：输电线路上损耗的功率为：P损=I2R，设输电电压为U，当输送P不变时，按照P=UI，可以得到以增加传输电压来减小传输电流，从而减少电力损耗.利用自制的“高压输电演示器”，如（图3），进行一次常规电压和高电压传输的比较：将输电电阻换成20 Ω的固定电阻器，然后在两个电阻体上涂上一层牛油.把常压传输线（上述支路）和高压传输线（以下支路）连接起来，给相同的灯泡L1和L2供电.可以清楚地看出，经过高压传输的灯，要比正常情况下的灯要明亮得多，而且在常压下，电线上的牛油会因为加热而冒烟，而在高压电线上并不明显.这一实验结果表明，与常规电压相比，高压传输的损耗较小，用户能得到的电力更多.怎样做好理论上的解析？首先来看看高压输电支路，灯泡L1两端的电压UL1=U1-I1R；再看高压输电支路，UL2=n2n1U1，I2=n1n2I1，U3=U2-I2R，灯泡L2两端的电压UL2=U4=n4n3U3.实验中，当选用同一类变压器，选择线圈匝数.n1n2=n4n3=18，由以上公式得：UL2=n2n1×n4n3U1-n1n2×n4n3I1R=U1-164I1R.可见，UL2>UL1，则L2比L1亮.

3 借助演示实验突破教学重难点

高中物理学的每一章都有很多难点，这些难点阻碍了学生的思维发展.如何破解这些难题，恰恰反映了教师的教学水平.教师可以对某些抽象的教学内容进行演示实验，使学生能够更好地理解知识的本质.

例如：在学习“楞次定律”时遇到这样一个习题：“当长直线导线（环形表面与导线相垂直，而长直线导线穿过环形的中央）通入电流，可以确定生成的电流是多少”有一个选项，学生有很大的可能会犯错误.“维持电流不变，让导线环绕圆环的垂直方向转动.”此部分太过抽象，学生容易出错.教师用一个带有把手的圆铝片和一个圆的硬质纸板来示范，如图4所示.图4

用一个与铝片相垂直的直杆作为导电的金属丝，在铝片上画几个同心圆来代表磁感线.沿着直径在硬纸片上切出一条线，把铝板插进去.以直径为圆心旋转铝板，可以看到无论怎么旋转，穿过纸板的磁通量和穿出的磁通量都是一样的，磁通量始终是0.

在高中物理教学中，优秀的演示教学既可以体现物理学的美感，又可以促进学生对物理学的认识，从而使学生的综合素质得到全面的提升.可以说，一个好的演示实验就像美妙的琴弦撩拨着学生的心灵，给学生弹奏出悦耳的物理乐章.因此.教师要在教学时进行相关的演示教学以帮助学生理解和掌握物理知识.

参考文献：

［1］ 蒋康红.通过创新教学策略构建高效高中物理课堂[J].天天爱科学（教学研究），2019（08）：135.

[2] 许文龙.新课程理念下高中物理演示实验教学研究[D].金华：浙江师范大学，2009.

［责任编辑：李璟］