高中物理演示实验的改进探索

【摘要】要充分发挥出课堂演示实验的作用，既需要教师改进实验，还必须想方设法借助现代教学媒体提高演示实验的可见度、可信度和可靠性。

【关键词】高中物理演示实验

物理规律及理论是从实验中发现和归纳出来的，通过演示实验在课堂上把相应的物理过程重现，引导学生掌握观察要点、分析方法和归纳的手段。通过演示实验可把抽象的理论变得直观、可信，把理解过程简化，提高学生的学习兴趣，调动学生学习的主观能动作用，活跃课堂气氛，提高课堂四十分钟的教学效果。因而做好物理课堂的演示实验，充分发挥演示实验的作用，是提高物理教学质量的重要环节。

怎样才能做好物理课堂上的演示实验，发挥以上的作用呢？

传统的实验器材经教育工作者多年的使用和改进，效果大多很理想，实验的可见度、可信性、可靠性都很强，但是有些学生较难掌握的物理知识，往往因种种原因在常规的演示器材中较为缺乏，或是可见度、可信性不够理想。因此在物理教学中需要我们充分应用现代的教学媒体去探索、制造器材，在演示实验的可见度、可信性、可靠性上下功夫，充分发挥课堂上演示实验的作用。长期以来，由于缺乏对课堂演示实验的认识，或是由于客观条件的限制，那种口头上讲原理、黑板上做实验的现象仍十分严重，在一定程度上影响了教学质量的提高和学生素质的培养.笔者在教学中深刻体会到，要全面提高物理课的教学质量，培养学生的科学素质，就必须搞好实验教学，尤其是要做好课堂演示实验。下面就以课堂自制小实验为例来说明课堂演示实验在物理教学中的重要作用。

“力的分解”是力学中的一个难点，对初学者来说，往往不知道一个力该怎样分解，为了分化难点，在教学中应用简单的器材（学生在日常生活中都可以找到）和同学们一起做了两个小实验，使同学们较完满的解决了这个难点。

实验器材：每个同学自备木板一块（50×10×1厘米左右），木块一块（5×4×2厘米左右）自制螺旋弹簧一只（K值要小），大头针少许，棉花少许及筷子三只，橡皮筋三条。

实验一：研究放于斜面上的物体重力作用效果。

（1）取出木板，木块，螺旋弹簧，按图（一）放好，（螺旋弹簧用大头针固定在木板上）

（2）慢慢抬起N端，观察弹簧的变形情况。

（3）在木板上垫上一层棉花，将木板抬起，再将木块放于棉花上，观察棉花形变情况。

同学们通过自己同手实验发现：当木板被抬高到一定程度时，弹簧被压缩，说明弹簧受到木块的作用，而这个作用来源正是由于重力作用结果，同时，同学们还观察到垫在木板上的棉花当木块放上后，棉花被压缩，说明木块对棉花也有压力作用，因而可得：重力的作用效果是沿着斜面向下使物体对弹簧有压力作用和垂直于斜面有压力作用，如图（二），重力的分解也就同时确定了。

实验二：研究三角支架中力的作用效果。

（1）取三只筷子，用三条皮筋组成一个三角架。如图（三）

（2）在交汇处O挂一个重物（上实验中的木块）根据皮筋的形变确定筷子受力情况。从而确定作用于交汇处O点的力的作用效果。

实验发现，两条皮筋的形变如图（四）所示。根据实验现象可分析出筷子AO受拉力作用，筷子OB受压力作用，从而解决了作用于支架的作用效果问题。

通过上面两个小实验，同学们对于就如何分解一个力有了初步的认识，再辅以适当的课外练习，较好的完成了分化难点的任务。

当然，并不是每个实验都是可以自我设计的，更多的时候还得应用多媒体来辅助教学。

1、应用多媒体变静态分析为动态观察

在物理演示实验中，有些实验是只能观察最终的现象，而实验现象的演变过程就只好借助挂图进行静态分析了，而借用现代教学媒体──电脑能较好地解决这一问题。

例如：电磁感应现象这一演示实验，从实验现象可以观察到当磁铁相对螺线管有运动时，闭合电路中有感应电流产生。感应电流的产生条件是什么呢？传统的教学手段是通过挂图的静态分析来得出来的。而应用电脑编程模拟磁铁靠近（远离）螺线管时，穿过螺线管的磁力线条数不断增加（减少）的同时，螺线管中就有电流产生的过程。学生就可通过荧屏上观察到电磁感应现象中，穿过闭合电路的磁通量产生变化时，闭合电路中就有感应电流产生这一动态变化的全过程，从而加深了对感应电流产生条件的认识，加强了实验的效果。

又例如：波的传播问题，教材的重点是波的干涉现象，而解决这重点的关键是波的叠加与不相干原理，教材中处理这一问题是用在绳中传播的两列波相遇的挂图进行分析，没有演示实验，而真要做这个实验的演示也较困难，但借助电脑编程模拟两列波相遇的效果出现在荧屏上，再把电脑与录像机连接，把两列波相遇的模拟效果记录在录像带上，再在录像编辑机上复制成慢速连续定镜的录像带。在课堂上学生便可从容观察到两列波相遇时的叠加情况和其后独立传播的不相干情况。教师则可以用定镜的效果作同步说明分析，解决了叠加原理后再演示水波槽的干涉实验，这样教学效果就理想多了。

2、改装实验仪器，是实验过程参数增加。

磁场对电流的作用力的演示实验，传统的装置仅能说明作用力的方向、磁场的方向和电流的方向三者间的关系导出左手定则。而无法演示出力的大小、与磁感应强度的大小、电流强度的大小、通电导线长度的大小间的定性关系。解决这个问题可应用改装的实验装置。把看成通电导线的矩形线圈的一边放在截面为正方形的匀强磁场中。其对角线分别在水平方向和竖直方向上。改变这一边在磁场中不同位置，其在磁场长度L就改变了，观察各位置时弹簧秤的读数即可归纳出F与L的关系。改变R观察弹簧秤的读数变化，即可归纳出F与I的定性关系，改变电磁铁的输入电压，观察弹簧秤的读数变化即可归纳出F与B的定性关系。直观、清晰的实验效果，使学生深刻认识了F、B、I、L的大小间的定性关系。

以上做法的体会可以归纳为，要发挥出课堂演示实验的作用，除使用现成仪器装置外，还必须想方设法借助现代教学媒体提高演示实验的可见度、可信度和可靠性，利用电化教学手段可将挂图的静态分析变化成动态分析；可将一闪即逝的物理过程变成慢速的连续定态，更有利于学生的观察、分析、思维同步。