演示实验在物理教学中的作用及设计要求

摘要：演示实验是配合讲授或课堂讨论进行的实验，具有引人入胜、发人深思、实验条件明确、观察突出、演示层次分明等特点，能充分调动学生学习的主动性和积极性。合理、正确的利用演示实验，可使中学物理教学质量得到较快的提高。

关键词：演示实验；类型；作用；设计要求

中图分类号：G633.7文献标识码：A

文章编号：1003-6148(2007)10(S)-0007-2

演示实验是配合讲授或课堂讨论进行的实验，在物理课堂教学中是一种深受学生喜爱的实验形式。由于演示实验一般是由教师操作表演，一套装置就能满足全班学生观察的需要，对实验条件的要求不高，即使是条件较差的学校，通过自制教具也能解决很大的问题。因此，演示实验的设计与教学研究，已得到普遍的重视。［1］

1演示实验的类型

物理演示实验紧扣教学环节，一般可分为以下三种基本类型：

(1)引入新课的演示实验

这类演示实验用于讲授新课之前,其目的在于引起学生对即将研究的问题的兴趣,激发学生的求知欲望。它的特点是引人入胜，发人深思。

(2)建立概念和规律的演示实验

这类演示实验用于讲授新课之中,其目的在于提供感性材料，籍以形成概念，建立规律。它的特点是实验条件明确，观察对象突出，演示层次分明。

(3)深化与巩固物理概念和规律的演示实验

这类演示实验一般是讲授新课之后进行。其目的在于深化理解、强化记忆。它的特点是在原有的实验基础上变换一些条件，以利于扩展与推广。［2］

2演示实验的作用

演示实验在物理教学中的作用主要有以下三个方面：

（1）演示实验能直观形象地为学生提供感性认识，是学生形成物理概念、理解物理现象的基础。它能将日常生活或生产实践中不易观察到的或习以为常而未引起注意的物理现象突出地显示出来。

（2）演示实验能使学生加深对讲授内容的理解、巩固记忆、激发兴趣、诱导、思考、纠正错误观念、建立正确的物理图像。

（3）演示实验能培养学生的观察能力、思维能力和科学的思维方法，是提高学生发现问题、分析问题和解决问题能力的有效途径。

演示实验通过创设问题情景，实施启发式教学，从而激发学生的学习兴趣，培养他们的观察能力和想象能力，可使学生更主动、积极的从事学习活动，并推动学习活动的进一步发展。在物理知识的学习过程中，又可以从多方面获得启发、拓展思维空间，有助于促进学生创造性思维的发展。

3演示实验的设计要求

（一）确保成功

设计演示实验要紧扣课堂教学的各个环节，明确演示的目的，必须确保成功。成功的演示实验能令人信服，给学生以深刻的印象，能引起学生对实验研究问题的兴趣，激发学生的求知欲望，保证教学顺利进行。

怎样才能确保演示实验的成功呢？首先，要切实掌握实验原理。例如，演示静电实验不容易成功，因此，在实验前分析该实验特点，把握静电实验的关键，研究实验的方法，是十分必要的。静电实验通常有三个特点：一是电压高，可高到几万伏，使在通常情况下的绝缘体，如玻璃、橡胶等都变成了导体；二是电量少；三是易漏。为了使静电实验演示顺利，必须保持演示仪器的绝缘部分表面干燥。在霉雨天气，实验前将需要演示的静电仪器用红外灯烘烤二十至三十分钟，烘烤时间不宜太长，也不可太靠近烘烤灯，避免损坏仪器。演示静电实验离不开静电起电机，起电机能否及时起电，对实验的效果影响极大。因此做好该实验的关键在于解决绝缘问题，防止电压高，电量少而导致的电荷流失。其次，要认真准备。做好预演工作，及时发现仪器装置有无故障或问题，并检查修理，改进或校正仪表；了解掌握实验的准确程度，找出产生误差的主要原因和减少误差的方法；估计和掌握实验时间；在设计演示实验过程中如何引导学生进行观察；注意实验的演示效果；该什么时候提出什么样的问题，启发学生积极开展思维活动，实验中要注意些什么等等，教师在备课时都必须做到心中有数，胸有成竹。

（二）简易方便

演示实验要做到三个简单，即仪器结构简单、操作简单和演示现象到得出结论的过程简单，演示出学生对实验的神秘感。

例如，演示低压沸腾可用以下三种方法：

（1）将烧瓶中的水煮沸，加塞，停止加热后水沸腾停止了，再将瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来。

（2）往瓶中倒入90℃左右的热水，水温低于沸点不沸腾，用抽气机（或针筒）抽气，水就沸腾起来。

（3）用100毫升的针筒直接抽取约10毫升的90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住，拉动活塞，针筒内的水就沸腾起来。

比较以上三种方法，显然是第三种最符合“三个简单”的要求，所以，凡是能用简单的方法，就不必把演示实验的装置复杂化。

（三）现象清楚

演示实验成功与否，在很大程度上取决于实验现象是否清楚，要使实验现象演示清楚，可利用以下几种方法：

（1）背景衬托法：一般要求背景的色彩要与所研究的对象的颜色有较大的反差，能引起较强的视觉效果。例如，在演示光的直线传播实验中，在光的传播路径上喷上烟雾，这样可以使光路清晰可见。

（2）染色法：对比较透明的液体或不易观察的物理现象，使它带上容易引起视觉的颜色。例如，在演示液体压强的实验中，把压强计中的水染成红色，这样可清晰的看到液体内部压强的变化规律。

（3）投影法：对于实验器材比较小，且只有水平放置的实验，可通过幻灯机进行投影放大。例如，在演示水波的干涉和衍射实验中，把发波水槽放在幻灯机上，通过放大投影展示在屏幕上，使全班学生都能看到同频、同相的二列水波产生的干涉图样和一列水波通过小孔后形成以小孔为中心的环形波的实验现象。［3］

（4）标记法：在实验器材上附加标记物，可以使实验现象更加直观清晰。例如，在演示弹簧的伸长跟受力成正比的实验中，当弹簧受到不同拉力时，在弹簧的标尺的对应位置上套上橡皮筋，就可以把它显示出来，学生就能根据橡皮筋间的距离直观地看到力与伸长量的正比关系。

（5）“放大”法：借助辅助工具把实验中的微小现象进行“放大”便于观察。例如，在演示桌子的微小形变实验中，实验装置如图1所示，从光源发出来的一束光线经过桌面上的两平面镜M1和M2反射后射到墙上，桌面在没有受力作用的情况下，光线射到墙上的位置是1处，当桌面竖直向下受外力F作用时，桌面会发生微小形变（向下弯曲），这时，射到墙上的光线在位置2处。这样便把桌面受力而产生的微小形变进行“放大”，形象的显示出来。通过这个实验形象的说明了物体在受外力作用下能产生微小形变。

演示实验的最终目的是帮助完成教学任务，教会学生观察，利用形象记忆加深对物理知识的理解，启发学生思维，帮助学生认识物理规律，发展学生的能力。演示实验能充分调动学生学习的积极性和主动性，为提高教学效果创造了有利的条件。

参考文献：

［1］韩景春,张俊玲,刘春艳.物理实验教学研究［M］.香港:银河出版社,2004.05:82

［2］原如领.物理实验的研究与设计［M］.北京:北京师范大学出版社,2002.01:22-23

［3］傅克德.中学物理教学参考［J］.西安:陕西师大杂志社,1991.04:36-41