魏鵬祥

摘要：在高中物理課堂上，運用演示實驗講解物理知識的方法，既能引起學生的興趣，又能使學生的思維能力得到充分發(fā)展，從而取得較好的教學效果.因此，本文試圖從多個角度對高中物理演示實驗教學進行探討與研究.

關(guān)鍵詞：高中物理；演示實驗；教學探索

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2023）15-0110-03

物理學是一門基于實驗的自然科學.在課堂上，一個好的演示實驗既可以激趣，又可以讓學生深度學習逐漸發(fā)生.演示實驗不但能清晰地向?qū)W生呈現(xiàn)所要學習的物理知識，而且能指導學生進行觀看、思考，與課堂教學相結(jié)合，讓學生了解物理的基本原理與法則，取得“事半功倍”的教學效果.

1 創(chuàng)設(shè)演示實驗問題情境

在物理課堂教學中，創(chuàng)設(shè)合適情境有利于學生邏輯思維培養(yǎng)和高中物理課堂教學順利開展.而實際教學實踐中，有的教師經(jīng)常采用“口述+板演”的方式來上課，想要使課堂效果更好.事實上，再怎么形象地描繪一個物理現(xiàn)象，也比不上讓學生去觀察這個現(xiàn)象本身.好的演示實驗，可以讓學生對事物的本質(zhì)特點有一個準確地認知，進而自然而然地投入到物理的學習中去.

例如：在講授“電感和電容對交變電流的影響”時采用兩個比較實驗進行教學，收到了良好的教學效果.第一步，教師可以在電路中設(shè)置電感、電燈泡、電容，如圖1.實驗正式開始，學生能看出：閉合電鍵，L1發(fā)光，L3逐漸變亮，L2不發(fā)光.學生用所學的內(nèi)容進行解釋：電容無法“通直流”，因而沒有電流流過L2；當開關(guān)閉合時，感應(yīng)線圈產(chǎn)生自感電動勢，從而阻止原電流增大，因此，L3逐漸變亮.接著，將一個正弦交流電通過一個低頻率信號產(chǎn)生器，如圖2，并且有的學生能發(fā)現(xiàn)：L1發(fā)光快速，L2和L3也能發(fā)光，但卻不如L1亮.這時，學生會產(chǎn)生疑問：L2為什么也能發(fā)光？這一幕立刻在學生的腦海中制造出一種“興奮劑”，讓學生的思想活躍起來，好奇心從內(nèi)部被喚醒.經(jīng)過深入的研究，學生明白了容抗Xc=12πfC與感抗XL=2πfL分別反應(yīng)電容和感應(yīng)線圈對直流電流的阻礙效應(yīng)，從而建立一個更為完整的知識體系.

又例如，“電能的輸送”的教學是對學生綜合知識的整合，目的是解決實際的問題.一般的教學方法都是先告訴學生線路上有沒有電阻值，然后通過分析損耗功率的表達式，研究如何減少線路的損耗.在物理教學中要根據(jù)實際來生成問題，因此，教師進行了一個模擬實驗：利用學生電源，輸出4 V-6 V的交變電流，用兩條鎳鉻金屬線作為輸入線路，通過導線將小燈泡接入電路.讓學生從電流的入口處沿著導線將絕緣夾慢慢地滑到另外一頭，并注意到燈的亮度.學生觀察到電燈泡在不斷地變暗，并對其進行解析，從而得到了電力的損耗，提出減少傳輸損耗的建議.

2 展示物理演示實驗過程

解決物理學問題的困難在于了解物理過程，并能根據(jù)各種物理過程應(yīng)用相關(guān)的物理學定律來解決問題.現(xiàn)代認知理論認為，物質(zhì)的觀念和法則是基于對物質(zhì)的理解而形成的，這種意識是通過思想的介入而形成的.在經(jīng)過不斷地思考，形成物理概念和規(guī)律.但是有些物理問題所涉及的物理過程是很抽象的，教師可以通過設(shè)計一個具體的演示實驗來展示這個過程，這樣就可以把整個物理過程呈現(xiàn)給學生，讓學生易于理解.

例如：同樣是“電能的輸送”一節(jié)，其中核心問題是電壓、電流和功率之間的關(guān)系，僅靠理論解析，很難讓學生理解和把握.教師講授時，首先從理論上進行剖析：輸電線路上損耗的功率為：P損=I2R，設(shè)輸電電壓為U，當輸送P不變時，按照P=UI，可以得到以增加傳輸電壓來減小傳輸電流，從而減少電力損耗.利用自制的“高壓輸電演示器”，如（圖3），進行一次常規(guī)電壓和高電壓傳輸?shù)谋容^：將輸電電阻換成20 Ω的固定電阻器，然后在兩個電阻體上涂上一層牛油.把常壓傳輸線（上述支路）和高壓傳輸線（以下支路）連接起來，給相同的燈泡L1和L2供電.可以清楚地看出，經(jīng)過高壓傳輸?shù)臒?，要比正常情況下的燈要明亮得多，而且在常壓下，電線上的牛油會因為加熱而冒煙，而在高壓電線上并不明顯.這一實驗結(jié)果表明，與常規(guī)電壓相比，高壓傳輸?shù)膿p耗較小，用戶能得到的電力更多.怎樣做好理論上的解析？首先來看看高壓輸電支路，燈泡L1兩端的電壓UL1=U1-I1R；再看高壓輸電支路，UL2=n2n1U1，I2=n1n2I1，U3=U2-I2R，燈泡L2兩端的電壓UL2=U4=n4n3U3.實驗中，當選用同一類變壓器，選擇線圈匝數(shù).n1n2=n4n3=18，由以上公式得：UL2=n2n1×n4n3U1-n1n2×n4n3I1R=U1-164I1R.可見，UL2>UL1，則L2比L1亮.

3 借助演示實驗突破教學重難點

高中物理學的每一章都有很多難點，這些難點阻礙了學生的思維發(fā)展.如何破解這些難題，恰恰反映了教師的教學水平.教師可以對某些抽象的教學內(nèi)容進行演示實驗，使學生能夠更好地理解知識的本質(zhì).

例如：在學習“楞次定律”時遇到這樣一個習題：“當長直線導線（環(huán)形表面與導線相垂直，而長直線導線穿過環(huán)形的中央）通入電流，可以確定生成的電流是多少”有一個選項，學生有很大的可能會犯錯誤.“維持電流不變，讓導線環(huán)繞圓環(huán)的垂直方向轉(zhuǎn)動.”此部分太過抽象，學生容易出錯.教師用一個帶有把手的圓鋁片和一個圓的硬質(zhì)紙板來示范，如圖4所示.圖4

用一個與鋁片相垂直的直桿作為導電的金屬絲，在鋁片上畫幾個同心圓來代表磁感線.沿著直徑在硬紙片上切出一條線，把鋁板插進去.以直徑為圓心旋轉(zhuǎn)鋁板，可以看到無論怎么旋轉(zhuǎn)，穿過紙板的磁通量和穿出的磁通量都是一樣的，磁通量始終是0.

在高中物理教學中，優(yōu)秀的演示教學既可以體現(xiàn)物理學的美感，又可以促進學生對物理學的認識，從而使學生的綜合素質(zhì)得到全面的提升.可以說，一個好的演示實驗就像美妙的琴弦撩撥著學生的心靈，給學生彈奏出悅耳的物理樂章.因此.教師要在教學時進行相關(guān)的演示教學以幫助學生理解和掌握物理知識.

參考文獻：

［1］?蔣康紅.通過創(chuàng)新教學策略構(gòu)建高效高中物理課堂[J].天天愛科學（教學研究），2019（08）：135.

[2] 許文龍.新課程理念下高中物理演示實驗教學研究[D].金華：浙江師范大學，2009.

［責任編輯：李璟］