焦玉增

摘 要：演示實驗的目的是要通過觀察啟發(fā)學(xué)生思維，但教學(xué)中卻是教師做得多，學(xué)生想得少，效果并不理想。要想實現(xiàn)演示實驗對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，教師必須通過疑問開啟學(xué)生思維，挖掘深層因素，幫助學(xué)生克服思維障礙，讓學(xué)生的思維能力得到充分發(fā)展。

關(guān)鍵詞：演示實驗；物理現(xiàn)象；物理原理；思維能力；思維方法

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）05-0192-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.05.121

演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗，它主要是把要研究的物理現(xiàn)象展現(xiàn)在學(xué)生眼前，配合教師講授引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和討論等方式完成課堂教學(xué)任務(wù)。演示實驗的最終目的是要通過觀察啟發(fā)學(xué)生思維，讓學(xué)生認(rèn)識客觀規(guī)律，發(fā)展能力。但在現(xiàn)實中，演示實驗的教學(xué)常常是教師做得多，導(dǎo)得少；學(xué)生看得多，想得少。因此，如何通過演示實驗調(diào)動學(xué)生思維的積極性和主動性，優(yōu)化思維過程，學(xué)會思維方法，克服思維障礙，促進(jìn)學(xué)生良好思維品質(zhì)的形成，使演示實驗真正成為演“思”實驗，成為了每個物理教師必須思考的重要問題。下面筆者結(jié)合教學(xué)實踐，談?wù)勗谘菔緦嶒灲虒W(xué)中啟發(fā)學(xué)生思維的策略。

一、矛盾演示，開啟學(xué)生思維器官的鑰匙

疑問、矛盾是思維的啟發(fā)劑，它能有力地調(diào)動學(xué)生思維的積極性和主動性，是開啟學(xué)生思維器官的鑰匙。教師在教學(xué)中應(yīng)特別注意創(chuàng)設(shè)一些與學(xué)生頭腦中先入為主形成的概念相矛盾的物理情景，誘發(fā)學(xué)生產(chǎn)生強烈的認(rèn)知沖突，調(diào)動學(xué)生思考問題的積極性。例如，在講“阿基米德原理”時，教師先把一個木塊和一個鐵塊同時放在水中，木塊漂浮，鐵塊下沉。然后問學(xué)生：“為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？”學(xué)生異口同聲回答：“木塊輕，鐵塊重?！苯又處熢儆锰炱椒Q出同樣重的木塊和鐵塊放入水中，依然是相同的現(xiàn)象。為什么同樣重的東西，一個會漂在水面上，而另一個會沉到水底呢？學(xué)生都想探究其中的原因，對解決這個問題產(chǎn)生了濃厚的興趣。

二、程序演示，為學(xué)生架設(shè)思維的階梯

發(fā)掘問題，只是思維的起點，而思維的進(jìn)程，還需依靠演示實驗加以引導(dǎo)。思維活動是有序的，教師要按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律來設(shè)計實驗教學(xué)的程序，為學(xué)生架設(shè)思維的階梯，以誘導(dǎo)學(xué)生思維由淺入深，循序漸進(jìn)。例如，托里拆利實驗是教學(xué)的重點和難點，為什么管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣的壓強？為什么管內(nèi)要用水銀來做實驗？這些問題的提出極易讓學(xué)生茫然。針對這種現(xiàn)象，教師在教學(xué)中可以設(shè)計以下演示程序：1.先演示覆杯實驗建立大氣壓強的概念；2.將裝滿水的杯子和托住水的紙片倒立在水槽中，然后抽出紙片，杯中水仍不下落，說明這時杯中的水仍受大氣壓托住，而大氣壓作用在水面上；3.再換一根一米長的玻璃管灌滿水，用手堵住管口倒立在水槽中，發(fā)現(xiàn)管中水柱仍不下落，說明大氣壓托起了這一米高的水柱。這時，教師可以告訴學(xué)生，大氣壓強能托起十米多高的水柱，所以用水柱的高度來測量大氣壓強很不方便。接著再引導(dǎo)學(xué)生從影響液體壓強大小的因素來考慮，學(xué)生恍然大悟：要用這根一米長的玻璃管來測大氣壓，應(yīng)換成密度最大的液體——水銀來做實驗。通過架設(shè)合適的思維階梯，學(xué)生就能拾階而上，順利到達(dá)預(yù)定目標(biāo)。

三、比較演示，教會學(xué)生思維的方法

俗話說：“授人以魚不如授人以漁?！敝挥凶寣W(xué)生真正掌握了科學(xué)的思維方法，教師啟發(fā)思維才不是一句空話。一般而言，基本的思維方法有比較、分類、類比、分析、綜合、判斷、推理等，其中比較方法是物理教學(xué)中最重要、最基本的思維方法，尤其對一些有關(guān)或類同的現(xiàn)象和規(guī)律用演示實驗排列出來進(jìn)行辨析，能夠更直觀地發(fā)現(xiàn)其中的區(qū)別和聯(lián)系，加深學(xué)生對知識的理解。常用的比較形式有兩種。一是同中求異。例如，用一只注射器能吊起約一千克重的砝碼，兩只鉛圓柱體搓壓在一起，也能吊起約一千克重的砝碼，兩個實驗現(xiàn)象相同但本質(zhì)不同：一個是大氣壓的作用，一個是分子引力作用。二是異中求同。例如，在易拉罐中注入少量水，然后用酒精燈加熱至沸騰，迅速用膠布將開口封死并浸入冷水槽中，可聽見一聲巨響，同時罐被壓扁。這個實驗與利用冷水能使燒瓶中的熱水沸騰實驗相比較，兩實驗現(xiàn)象不同但本質(zhì)相同：都是使容器內(nèi)水蒸氣迅速遇冷凝結(jié)，導(dǎo)致氣壓減小。

四、深化演示，幫助學(xué)生克服思維障礙

仔細(xì)分析學(xué)生的理解情況就會發(fā)現(xiàn)，演示實驗經(jīng)常受多種顯性和隱性因素影響，而隱性因素有時起決定作用，學(xué)生往往只看到表面現(xiàn)象未抓住問題實質(zhì)，從而產(chǎn)生一些思維障礙。因此，教師需要針對學(xué)生所遇到的困難、所產(chǎn)生的疑問在原來演示的基礎(chǔ)上再深化一步，化隱為顯，突出實驗的本質(zhì)因素。例如，用冷凝法演示水的低壓沸騰時，不少學(xué)生只看見水再次沸騰這個表面現(xiàn)象，并沒有真正理解再沸騰是由于瓶內(nèi)氣壓降低所致。對此，教師可以把原試驗分兩步進(jìn)行：第一步，在橡皮塞上插上一個尖嘴噴管，在噴管另一端接上橡皮管，等燒瓶內(nèi)的水沸騰后，將橡皮塞緊緊插入燒瓶中同時移去酒精燈，等水停止沸騰后再用夾子將橡皮管夾緊，將燒瓶倒置在鐵架臺上，在燒瓶下方放置盛水的容器（可在水中滴入幾滴紅墨水），用冷水澆燒瓶底可看到水再沸騰；第二步，把橡皮管末端放入盛水的容器中打開夾子，就可看見一股紅色噴泉在燒瓶中產(chǎn)生，這說明瓶內(nèi)氣壓已小于外界大氣壓。這樣的深化演示，能夠幫助學(xué)生克服思維障礙，使學(xué)生對低壓沸騰深信不疑。

五、變式演示，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)

培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維能力的主要途徑，也是發(fā)展學(xué)生智能的突破口。因此，在演示實驗教學(xué)中，教師要有針對性地運用變式，使學(xué)生思維的廣闊性、深刻性、獨創(chuàng)性、批判性、靈活性等品質(zhì)得以培養(yǎng)。例如，演示托里拆利實驗后可繼續(xù)演示：將托里拆利管傾斜觀察水銀柱的高度、長度如何變化；換用粗管來演示，結(jié)果又將如何？通過這些實驗的演示就會使學(xué)生認(rèn)識到托里拆利實驗所表現(xiàn)的大氣壓的數(shù)值僅取決于管中水銀柱的高度差這一本質(zhì)特征，引導(dǎo)學(xué)生全面地看問題，認(rèn)清事物本質(zhì)，培養(yǎng)思維的廣闊性。

總之，演示實驗教學(xué)不僅是給學(xué)生提供生動鮮明的物理情景，更重要的是通過實驗啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)思維能力。作為物理教師，要在教學(xué)中給學(xué)生一片廣闊的天地，讓他們的思維能力在課堂學(xué)習(xí)中得到充分的發(fā)展。

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[責(zé)任編輯 馮紅偉]