浅析演示实验有效教学的常用方法与教学策略
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【摘 要】物理学是一门以实验为基础的自然科学，加强实验教学及其研究是提高物理教学质量的根本途径。物理实验教学对学生形成物理概念，建立物理规律，培养学生观察能力、动手能力和创新能力都有重要作用。一位优秀的物理教师必定是善于运用“演示实验教学策略”的教师。
演示实验主要由教师在课堂上操作表演的实验，教师是演示实验的主要表演者和设计者，我们的课堂教学时间是宝贵的，这要求教师在课堂中有限的时间内完成实验的全部操作与教学过程，而且要确保演示实验的教学有效性，有些演示实验还是一次性的，这对教师的实验素养提出了很高的要求。对于如何开展中学物理课堂中演示实验的有效教学，笔者将从以下几个方面进行阐述：
一、演示实验常用的演示方法
要让演示实验的教学功能真正有效的凸显出来，还必须在演示实验中从学生和教学实际出发，选择恰当的演示方法。常用的基本方法有：
（1）观察归纳法。通过改变实验条件多次演示，让学生在观察的基础上归纳总结出物理规律。
（2）分类对比法。在学习有些新知识时，可从学生已学知识入手，做一些对比演示实验，以加深学生对新知识的印象和理解。
（3）分步剖析法。有的实验不能一步直接演示完毕，而要分步演示，逐层解剖深入。如演示感应电动机的原理；演示常用电容器的结构原理等。
（4）模拟演示法。限于实验条件，有些演示实验可以借助模型、挂图及多媒体技术模拟演示，恰当的运用模拟演示，可以在教学上获得好的教学效果。特别是多媒体技术，可以演示实物不能做到的实验，如天体的运行；风洞的模拟等等。
（5）科学探究法。针对一些教学问题，通过教师的启发引导，帮助学生对实验进行观察思考，以达到教学目标。
二、演示实验教学策略
中学物理演示实验是教师表演示范、学生观察思考的课堂教学实验，它可以充分发挥教师的主导作用，但是往往难以体现学生在教学过程中的主体地位，缺乏学生主动性的发挥。在物理新课程中，把科学探究作为学习目标与重要的教学方式，给演示实验注入了新的活力。在新课程理念下，进一步拓展演示实验的功能，使学生由被动地接受知识向主动地获取知识转化，必须突出科学探究。
（1）为导入新课设计演示，让学生在物理情境中发现问题、提出问题和进行科学的猜想与假设。选择一些生动、有趣、新奇和学生感到意外的演示引入新课，能够有效地激发学生的兴趣与求知欲望是大家所公认的，但是，按照新的教育理念，这是远远不够的。例如，学习冲量时，让学生猜想：一个生鸡蛋从高处落下，是否会摔破？当学生紧张而意外地发现鸡蛋从高处落入铁盘中后又反弹起来，倍感惊奇，再让同一个鸡蛋从同一高度落下，鸡蛋摔破了。引导学生提出问题，查找原因，发现其中的奥妙，从猜想经历科学思维到现实，以鸡蛋撞击铁盘时的t为切入点，让学生在猜想的“对”与“错”中感受成功的喜悦或错误的遗憾。
（2）为形成概念、探索规律设计演示，让学生经历设计实验、实施实验方案到得出结论的过程。中学物理是以实验为基础，以最基本的概念与规律为主干构成的完整体系。其中，基本概念和基本规律是物理知识得以展开的主要构架，又是辐射出众多其它科学知识的基础，是帮助学生开启科学大门，踏上探索科学真理的必经之路。演示实验可以展示物理现象和物理变化的过程，为形成概念和认识规律提供丰富的感性材料，为知识的构建奠定必要的基础。但是随着教育教学理论的发展，必须从新的角度重新定位演示实验的作用。新的教育理论认为，演示实验不仅要为构建知识提供感性认识，而且需要学生在演示实验中以科学的态度和对科学探索的浓厚兴趣经历科学探究过程，去发现、思考、探讨，在经历设计实验、实施实验、得出结论的过程中，达到既获取知识，又实现培养科学素养的目标。
（3）为运用巩固深化设计演示，让学生经历科学探究的过程。由于演示实验的可控制性，使教师能够有意识的选择和设计实验内容和程序，展现物理现象和过程，在运用知识的过程中发挥作用。例如，设计力学黑箱、电学黑箱、光学黑箱等，让学生探索黑箱内的结构，对学生进行观察与思维训练。研究浮沉子，在液体内不同深度的状态，使学生的认识由表及里，逐步深化。新课程将科学探究作为课程重要内容，为演示实验功能的扩展提供了机遇，在运用知识的过程中不仅可以充分发挥教师的主导作用，而且可以充分体现学生的主体地位。在学生获得某一物理知识之后，让学生组建课题组，运用新知识探索新思路、新方法，通过猜想、制定计划、查阅文献、调查研究、小组讨论等一系列科学探究过程，分工合作、集思广益设计新的演示实验、制作新的演示实验教具，之后展示实验成果，相互研讨交流，在学术研讨气氛中进行评价、质疑和答辩。通过研讨交流，相互学习、借鉴、分享成果，进行思维的碰撞。使学生切身体会到学习科学知识的实际价值和运用科学知识解决实际问题的乐趣，训练学生分析、综合、演绎、推理、抽象、概括等科学思维能力，培养学生猜想、假设、独创、评价、交流与合作等科学探究品质以及实事求是、追求真理、热爱科学的科学精神，巩固、深化、活化所学知识。例如，学习了大气压强之后，让学生研究还有那些方法可以验证大气压强的存在，并设计低成本小实验和制作喷泉之类的简易教具进行实践；学习了动量守恒定律之后，研究反冲运动，用可口可乐瓶制作水火箭（提醒学生要注意安全），用日光灯启动器加入少量酒精制作小火箭，用泡沫塑料作船体、通过气球向后喷气为动力制作喷气船等。课题完成之后，组织学生进行相互交流，展示并表演自己设计的实验和制作的教具，进行相互评价、提出改进意见。如此，就把由教师控制的演示实验拓展成以学生活动为主的科学探究过程。
三、提升演示实验教学的有效性
（1）加大教育投入，加强实验管理。教育投入是教育事业开展的物质基础，很多学校的教育实验经费常常无法保障而且有时经常被挪用，再加上学校对实验仪器管理不善，丢失或损坏严重，造成仪器短缺，许多演示用的实验器材都没有，使得一些演示实验根本无法开展，这是大部分中学尤其是农村中学普遍存在的问题，学校经费紧张故只能削减实验设施及实验器材投资的上投资，使原本已入困境的演示实验教学的开展更加艰难。只有各方面的大力支持，从物质基础上保障物理实验教学的正常开展，物理演示实验的教学才能大步向前迈，才能改变演示实验教学现状，新课标的实施才有保障。
（2）转变教学观念，提升实验素养。中学物理演示实验教学的现状在很大程度上与教师的教学观念有关，要促进演示实验教学改革，转变教师观念是关键问题，笔者走访了一些实验教学设施比较好的学校，很多教师认为演示实验虽然重要，但一节课的教学时间有限，课时安排紧，况且演示实验教学又费时费力，要花相当长的时间去准备一个演示实验，还会出现仪器损坏或短缺现象，在物理课堂上开展演示实验是多找苦吃，而且在现行的高考体制下，我演示实验做得再好，学生考不出好成绩，考不上好大学，那我不成了罪人啊，家长还不要怪罪我啊，所以他们认为要尊重高考指挥棒，学好高考要求学生掌握的知识才是最重要的，笔者认为，转变教师的观念，是我们迫切要做的关键事情。其次要加强对物理教师等相关人员的知识和技能培训，一些物理教师对演示实验有很高的兴趣，但苦于实验技能有限，无法非常有效地进行演示实验教学的开展，比方说自制演示实验教具，这要求教师具有很高的实验设计和制作能力，而当前很多的物理教师的实验素养还得有待提高。