淺談物理課堂演示實驗可見度的提高
從事物理教學(xué)以來,給我啟發(fā)最深的就是:物理教學(xué)要取得成功,必須要重視課堂的演示實驗。眾所周知,物理課堂中的演示實驗在理論課教學(xué)上有重要的意義,它不但可以使學(xué)生對物理現(xiàn)象獲得感性認識,啟發(fā)他們的思維,而且還可以提高學(xué)生的觀察能力和動手操作能力,從而提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣。教育家葉圣陶曾經(jīng)說過:“學(xué)習(xí)一門學(xué)科,興趣是非常重要的,因為它是學(xué)習(xí)動機諸因素中最活躍、最直接的因素。”因此,我們要盡可能多做一些演示實驗,吸引學(xué)生的注意力。然而教材中有一些實驗可見度較低,影響了教學(xué)效果。為了解決這個問題,我在這方面進行了深入思考和探索實踐。
一、“慢動作”呈現(xiàn)實驗過程,提高實驗的可見度
實驗的可見度越高,物理現(xiàn)象越清楚明顯,越能刺激學(xué)生的視覺,啟發(fā)他們的思維活動,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。例如九年級第十五章“功和機械能”的學(xué)習(xí)中,為了讓學(xué)生體會動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,要讓學(xué)生仔細觀察單擺,然后分析擺球在最高點和最低點的動能、勢能大小,從而認識其動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。在實際操作中,因擺球擺動周期較短,所以擺球在到達最高點時停止的一剎那并不容易看到,學(xué)生可能會理解不了“擺球到達最高點時動能為零”的事實,那么在此過程中動、勢能的轉(zhuǎn)化沒有較好地反映出來。為了解決這個問題,在實際教學(xué)中,用了一輛質(zhì)量大一些的玩具汽車和一段U型斜面對實驗進行了改進。為了讓學(xué)生看清車速的變化,先將車輪分割成三個扇形,并涂上不同的顏色。然后,從斜面一端釋放小車,小車由靜止開始運動,逐漸加速。當小車沖上另一面時,車速明顯減緩,到達最高點時就可以看見小車停止的瞬間。整個過程中車速、高度的變化,讓學(xué)生明顯感受到動、勢能的相互轉(zhuǎn)化,實驗效果顯著,有利于學(xué)生理解動、勢能的變化情況,從而掌握知識點。
二、“變慢為快”呈現(xiàn)實驗過程,提高實驗的可見度
有些實驗現(xiàn)象出現(xiàn)非常緩慢,一時半刻觀察不到,而想要在有限的45 分鐘里達到理想的效果,就必須想方設(shè)法讓實驗時間縮短一些。例如九年級第十六章“分子熱運動”中 “液體的擴散”演示實驗,靜放幾天,硫酸銅溶液與水的界面才會模糊不清。在課堂上做此演示,根本就達不到預(yù)期的目的,也毫無可見度可言,因此我們可以采用一些擴散速度比硫酸銅溶液快的液體,如用溫度較高的水和高錳酸鉀溶液,這樣就能夠使它們形成明顯的界面,大概10 分鐘就能看到界面逐漸模糊不清,從而縮短了觀察時間,提高了實驗的可見度。
三、“變靜為動”呈現(xiàn)實驗過程,提高實驗的可見度
在物理實驗中,有時需要觀察器械連續(xù)的工作過程。但課本上的插圖、掛圖都是靜止的,實物模型又比較小,放在講臺上只有少數(shù)學(xué)生才能看到,教師指著不動的掛圖或插圖講解比較抽象,學(xué)生不容易理解,而且也比較枯燥乏味,所以制作一系列電腦動畫使之變靜為動,可以提高其可見度。比如,我們在講九年級第十六章“內(nèi)燃機的工作過程”時,內(nèi)燃機的吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程是怎樣連續(xù)實現(xiàn)的,一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動幾次,曲軸轉(zhuǎn)動幾周,利用自制的CAI課件演示變靜為動,可以彌補所有的不足。講到吸氣沖程時,只要輕點一下鼠標,屏幕上便出現(xiàn)吸氣過程的整個動作,進氣門要不要打開,排氣門要不要關(guān)閉,會讓學(xué)生看得非常清楚。接著再點一下鼠標,又進入壓縮沖程,進氣門、排氣門又是怎樣開關(guān)的,活塞又是怎樣運動的,非常逼真。再點一下,就進行做功沖程的演示、排氣沖程的演示。它的連續(xù)工作過程是課本上的插圖無法實現(xiàn)的,它的可見度也是實物模型不可比擬的,這樣,課本上的內(nèi)燃機的工作過程便由靜到動,呈現(xiàn)實驗的整個過程,實現(xiàn)了課堂上演示實驗的完美性。另外,“串并聯(lián)電路的連接”等,都可以制成電腦動畫,讓靜止的掛圖成為可以活動的圖像。
四、“變小為大”呈現(xiàn)實驗過程,提高實驗的可見度
教師在講臺上做演示實驗,觀看的學(xué)生前前后后有五十多個,雖然被觀察的物理儀器有實物模型,但鑒于實物模型的缺陷,如果能實物與投影器、電腦課件相結(jié)合將實物放大,讓每一個學(xué)生都看到,就可以解決這個問題。比如,在測定物質(zhì)的密度這個實驗中,其實驗?zāi)康木褪蔷毩?xí)使用天平和量筒,學(xué)會利用他們測物質(zhì)的密度。在這個實驗中,學(xué)生第一次使用量筒測量液體和小金屬塊的體積。因此在做實驗之前,教師應(yīng)先教學(xué)生如何使用量筒,如何正確讀數(shù)等等。但是量筒的刻度較小,教師演示講解,大部分學(xué)生看不清楚。這時,我們可利用投影技術(shù),將刻度放大,學(xué)生就容易看清。方法是:用立式投影器對圓形量筒進行投影時,會產(chǎn)生聚光作用,在銀幕上形成一條豎直亮線,無法看清演示刻度。為了消除圓形量筒的聚光作用,可將量筒放在透明的水槽里進行投影演示。再比如,講解彈簧測力計、天平、溫度計等物理器械的構(gòu)造及使用方法時,可將此物體的照片拍下來,并結(jié)合實物制成 CAI 課件,在屏幕上放映,教師利用實物并結(jié)合屏幕上的器械圖像,講解其構(gòu)造,那么所有學(xué)生自然會看得很清楚,從而提高了實驗的可見度,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣自然會提高,學(xué)習(xí)效果也會很好。還有,演示“條形磁體的磁感線分布”實驗時,可以將鐵屑均勻撒在一塊玻璃上,放上條形磁體,輕敲玻璃板,在把整個玻璃板放置到投影儀上,這樣可見度就會大大提高。
總之,演示實驗在物理教學(xué)中占有重要地位,我們要創(chuàng)設(shè)條件做好教材中所有的演示實驗,同時還要積極補充有價值的演示實驗,采用行之有效的方式方法盡可能提高演示實驗的可見度,使物理課堂充滿生機和活力,使課堂效率得到最大程度的提高。
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