论物理演示实验对初中教学水平的提高作用 大学毕业论文.docx
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论物理演示实验对初中教学水平的提高作用大学毕业论文
玉林师范学院本科生毕业论文
论物理演示实验对初中教学水平的提高作用
ConcerningthehigherEffectsofPhysicalDemonstrationExperimentTeachingofjuniorSchool
院系
物理科学与工程技术学院
专业
物理学
班级
2009级2班
姓名
黄松媛
学号
200905401245
指导教师单位
物理科学与工程技术学院
指导教师姓名
温坚
指导教师职称
副教授
论物理演示实验对初中教学水平的提高作用
物理学2009级2班黄松媛
指导老师温坚
摘要
实验包含两部分：
观察和操作。
其中观察又有两层含义：
自然观察与物理观察。
自然观察来自生活，时刻都在进行。
课堂教学往往依赖于学生的生活经验。
物理观察来源于课堂，在特定的物理情境下重视特定的物理模型和特定的物理现象。
教室做实验的目的就是使学生对所学习的知识有更好的印象和理解，使他们的记忆更加牢固。
课堂上的实验有两种：
一是老师演示实验，二是学生自己动手操作的实验。
老师的演示实验是让学生们在最短的时间内接受新知识，学生实验有利于学生的理解，这样课堂上学生们的学习效率就可以达到很好的效果。
而学生实验主要提高学生的理解和操作能力。
关键词：
演示实验，观察，操作，提高作用
ConcerningthehigherEffectsofPhysicalDemonstrationExperimentTeachingofjuniorSchool
Physics2009-2HuangSongYuan
Supervisor:
WenJian
Abstract
Theexperienceincludestwoparts：
observationandperation.Theobservationalsohastwomeanings：
naturalobservationandphysicalobservation.Naturalobservationfromlife,alwayscarryon.Teachinginclassroomisoftendependentonthestudent'slifeifeexperience.Physicalobservationinclassroom,specialphysicalphenomenonrecurspecialphysicalmodelinphysicalsituationsunderspecial.Theclassroomexperimentisdesignedtoenablestudentstolearntobeabetterimpressionandunderstandingofknowledge,sothattheirmemorymorefirmly.Theclassroomexperimenthastwokinds:
oneistheteacherdemonstrationexperiment,twostudentshands-onexperiments.Experimentaldemonstrationoftheteacherisintheshortestpossibletimetoallowthestudentstoacceptnewknowledge,helpsstudentsunderstand,thisclassstudents'learningefficiencycanachievegoodresults.
Keywords:
Demonstrationexperiment，Observation，Operation，theimprovedeffects
目录
1前言1
2物理演示实验的现状1
2.1初中生学习物理的心理特点1
2.2物理演示实验的必要性分析2
3物理演示实验的分类3
3.1导入课题的演示3
3.2形成概念及寻找规律的演示3
3.3深化巩固所学知识的演示4
3.4应用物理知识的演示5
4物理演示实验对初中教学水平的提高作用5
4.1演示实验有利于学生掌握知识5
4.2物理演示实验激发学生学习兴趣8
4.3演示实验培养学生发现和分析及解决问题的能力9
4.4演示实验提高初中生的创新能力10
5结语13
致谢13
参考文献14
1前言
物理演示实验是物理教师在课堂教学中，为方便学生观察、理解、记忆、思考而进行的实验操作活动。
由于物理是一门以实验为基础的学科，随着教学改革的深化，物理实验在中学物理教育中的作用和地位越来越重要。
然而要真正运用好物理实验，使之对提高教学质量发挥出独特的作用，却不是一个简单的事情。
初中生刚刚接触物理，演示实验是他们形成物理概念，理解物理各种规律的有效途径，同时，演示实验也有效提高了初中生分析和解决问题的能力，这对于培养他们的创新思维，操作能力有很大的促进作用。
能否在教学中有效地，恰到好处地运用物理实验，综合地反映了一个中学物理教师的教学能力和知识水平。
2物理演示实验的现状
2.1初中生学习物理的心理特点
中学生对物理知识的理解能力和思维能力正处于从低级向高级阶段发展。
在学习物理知识的过程中，他们还不善于用科学的思维方法去提出、分析、发现问题，有时甚至会不自觉运用一些错误的思维方法，严重阻碍着学生的物理思维的发展。
克服学生学习物理的思维障碍很重要。
下面从几个方面谈谈中学生学习物理的心理特点。
（一）怯惧心理。
刚接触物理知识的态度是积极乐观的，学生有着强烈的兴趣和学习动机。
但随着课程的进展，学习内容的增加，难度的增大，很多学生感到学习越来越困难，慢慢失去对学习物理的积极性。
按照课程的知识结构体系来说，初中物理一般先学习力、惯性、液体压强等一些简单的概念，再到学习牛顿第一定律，阿基米德原理，杠杆等重要规律，使学生学习物理越来越乏力，以至于产生怯学心理。
（二）依赖心理。
孔子有句名言：
三人行必有我师。
古代讲究的是学和问，可是现在的学生往往只会机械地学习和解答，不主动提出问题，老师说什么就记住什么，缺乏主动学习的态度。
初中生的依赖心理主要表现在两个方面：
一是没有主见。
错误的开始，正确的结果[1]。
这就是说一个问题的提出，会让学习者的思维变得很活跃，即使是错误的思想，主动思考的态度也会让他们对物理学习充满了信心和激情。
二是惰性思维，缺乏探索精神。
这些学生智商正常，但是没有进取心，自我控制能力差。
我实习的时候发现学生抄袭现象很普遍，考试作弊，作业也有很多雷同的错误。
对于这些依赖性的学生，演示实验可以激发他们学习物理的兴趣，由他们来做实验，让他们积极思考问题。
（三）学习目的不明确。
学生学习物理的目的模糊，思路不明确，具体表现在学习的目的和解题的目的两个方面。
德国Hilscher教授在桂林国际物理教师经验交流会上讲了这么一句精辟的话：
当学生没有达到构建自己新知识结构的准备状态时就谈不上有学习的发生。
没有明确的学习目标，只会劳而无获。
平时为了考试而学习，为解题而解题，不懂举一反三，不懂联系生活来学习物理知识，。
就现在越来越严重的抄袭现象来说，题目稍微改变一点就能让很多学生迷惑了，交上来的试卷和作业的答案是抄袭以前课堂上讲过的一道同类型题目的答案。
演示实验会让学生有更明确的学习目标。
（四）自我为中心的思维。
心理学的研究表明当一个人习惯用一种方法解决若干问题后，往往会使他陷入用同一种方法解决以后的问题，尽管这种方法已经失效，他也不另改一种方法。
在初中生学习物理之前，对大部分物理现象和过程都已经有了自己的一些认识和理解，形成了一定的物理概念。
来源于生活的物理概念有些是正确的，有些是错误的[2]。
但是在学习物理之前，学生并没有意识自己想的是对还是错。
比如有很大一部分学生认为“力是维持物体运动的原因”，这一错误的观念是由于生活经验在起作用。
2.2物理演示实验的必要性分析
物理的教学离不开实验，实验教学从始至终蕴含着丰富的物理思维和物理的教学与研究[3]。
学习规律的研究结果表明：
人们从听觉所获得的知识占总能记忆信息的15%，单从视觉获得的知识占总能记忆的信息的25%，把视觉和听觉结合起来，就可以记忆65%，演示实验具有积累感性认识，引发学生思维，训练学生动手实践技能，培养正确的价值观等都有很好的教育作用。
环顾全球的“物理教学”，物理学家、物理教学法专家、物理教师都在异口同声地惊叫：
“世界范围内的物理教学效率低！
英国马耳温学院物理教授约翰.路易斯先生1984年在我国天津三中讲学时多次强调：
听听容易忘，看看容易记，做做就明白。
”英国特别强调，在中学物理教学中大量采用实验手段，加强学生实验能力的培养。
华中师范大学物理系教育硕士恒耀付作了《中学物理实验探究式研究》[4]，论述了探究式物理演示实验教学的价值，展望了我国中学物理实验教学的发展前景，并指出指导实验探究式教学实践的理论基础，阐明了实施探究式教学应遵循的教学原则。
实验教学能激发学生的学习兴趣，培养各种能力[5]。
我国中学物理教材中也编入了大量演示实验，这充分展示了演示实验在中学物理教学中的重要地位和作用。
3物理演示实验的分类
中学物理演示实验是最受中学生欢迎的教学形式之一。
演示实验是在课堂上主要由教师操作，并通过教师的启发引导，帮助学生对实验进行观察思考，以达到一定的教学目的的教学方式[6]。
通过演示实验教学，指导学生观察和分析物理现象，获得生动的感性认识，从而更好的掌握物理知识。
物理演示实验是保证物理教学质量的重要环节，重视和研究演示实验教学，提高初中物理教学水平。
3.1导入课题的演示
这种演示实验的教学目的主要是使学生对即将学习的知识产生兴趣，以便于引入正题。
初中生初次建立某些物理概念之前，应该让学生有一定的感性认识。
引入课题的演示，以建立感性认识为主。
如介绍“重力”这一节时，老师可以拿着粉笔在空中松手让它自由落下，如图3.1，提问：
为什么粉笔向下落，而不是往上飞？
学生就会带着疑问去听课了，教学效果也会大大的提高。
图3.1粉笔下落
Fig.3.1Thechalkfallsdown
3.2形成概念及寻找规律的演示
每个概念的建立每个规律的发现，无不依赖于坚实的实验基础[6]。
这类演示实验的教学目的是提供感性材料，形成物理概念，导出规律。
实验条件要明确，观察突出演示层次分明。
尽管演示实验教学可以有很多种方法，可以改变实验步骤的先后顺序，但是根据学生的思维特点，根据实验现象揭示过程的物理规律都必须条理清晰，过程通俗易懂。
如果手忙脚乱，颠三倒四，要想让实验现象在学生头脑形成牢固的概念是很困难的。
如在探究光的反射规律的实验时，让光的反射规律直观地展现给学生，学生头脑就形成了光的反射这个概念及规律。
图3.2光的反射演示
Fig.3.2Domonstratethereflectionoflight
3.3深化巩固所学知识的演示
这类实验的教学目的是帮助学生加深理解，强化记忆。
部分变换实验条件，更有利于拓展学生的思维，加深所学知识的印象。
例如在介绍到浮力的时候可以通过两个实验来演示。
一个是乒乓球浮在水面上，如图3.3，变换思路，让氢气球自由释放。
提问：
浸在液体里的物体受到了浮力，那么浸在气体中的物体是否也受到了浮力？
生活中还有哪一些例子可以说明？
图3.3乒乓球浮在水面上
Fig.3.3Tabletennisisfloatingonthewater
3.4应用物理知识的演示
这类实验教学目的是运用所学知识解释物理现象，举一反三，培养学生“学以致用”的能力。
例如教师在讲完了静电这一节之后，叫学生们演示一下：
用圆珠笔的头部在人体头皮摩擦一会儿，再放到碎纸片附近。
提问：
大家看到了什么现象？
说明了什么？
这些规律在生活中有哪一些应用？
学生就会把所学的知识联系到生活中去。
再如介绍惯性的时候，把粉笔盒放在书本上面，快速抽离书本，提问为什么粉笔盒能停在原来的位置，讲述惯性在汽车装置和向导系统中的应用[7]。
4物理演示实验对初中教学水平的提高作用
4.1演示实验有利于学生掌握知识
以伽利略首创“实验、物理思维和教学演绎”三者巧妙结合的科学方法为标志，物理学才是真正从古代自然哲学中分离出来，成为一门独立的科学，物理实验真正成为物理学的基础[8]。
从某种意义上说，知识就是记住事实。
物理在生活中无处不在，教师在演示过程中可以结合生活中的各种现象，加入一些简单而富有趣味的小游戏，能让学生更加深刻的掌握和记忆所学的概念和规律。
比如教师在课堂上讲到“重力就是指地球对物体的吸引力”这一概念时可以用粉笔从空中下落到地面，如上图3.1，设置疑问“为什么松手之后，粉笔没有往上飞而是下落到地面？
”学生就会觉得这个现象再平常不过了。
老师可以把牛顿发现万有引力的故事和同学们说，如果我们被苹果砸到了，不会去想苹果为什么会下落而不是往上飞。
但就是生活中的现象给了牛顿勤于思考的头脑带来了灵感，善于思考是取得成功的关键。
再如介绍声音这一章的“振幅”这概念时，我特意做了一个小调查，在三个班分别用不同的方法讲解“振幅”这个概念并且进行了测验。
能够理解和记住“振幅”这个概念的情况如下：
表4.1概念“振幅”掌握情况
Table4.1Grasptheconceptof“amplitude”
掌握概念的人数
总人数
掌握人数占总人数的百分比
手臂演示
73
90
约81.1%
图示法
32
86
约37.2%
讲解法
17
88
约19.3%
在第一个班级通过示范学生做操时摆手的幅度的大小，来引出“振幅是物体离开平衡位置的最大距离”这个概念，振幅有大有小，学生们做操时总会有些偷懒的现象，偷懒的同学手摆的幅度就比较小，也就是振幅比较小。
这一演示，振幅的概念就直观地呈现在学生的脑海里。
第二个班级用图示法给学生们展现“振幅”的概念。
第三个班级用说教法讲解“振幅”的概念。
从调查数据中我们可以了解到，联系生活的演示实验让掌握知识的人数百分比约为81.1%；图示法提供了听觉和视觉上的材料，掌握人数占总人数37.2%；讲解法只给学生提供了听觉上的材料，掌握人数约为19.3%。
这就说明了具有趣味性的，联系生活的，鲜明直观的演示实验，对学生形成和记忆物理各种基本概念和规律有很大的帮助作用。
此外，教师在操作过程中同时需要注意的是演示实验的科学性，可行性等，尽量不要让学生出现概念之间的混淆。
特别是对于一些比较抽象的概念，如果操作起来麻烦，不够通俗易懂的话，初学者就会出现各种思维上的混乱，这样一来，他们就会觉得学习物理是一件很枯燥乏味的事，学习效果当然也不会好。
《物理教学》提到：
物理实验技能要求规范、直观、有效等，福建省第二届教学技能大赛比赛要求：
根据《课程标准》的要求，科学设计方案，规范操作，准备讲解，实验结果正确[9]。
教师可以先讲一两个有关课堂内容的趣味小故事，然后给学生们设置一些疑问，学生就会主动去思考，或者去寻找答案。
学生们的主动，也许比教师一味的演示和讲解的效果要好得多。
在讲到大气压强的时候，由于空气是看不见摸不到的，这学起来似乎很抽象，教师也很难直观地把大气压强的概念呈现在学生面前。
教师可以通过先向学生们描述这样一种情景：
用一只干净的杯子装满水，把一张厚纸片紧贴在杯口上面，再把杯子倒过来。
如下图4.1.
图4.1厚纸片盖在装满水的杯子上
Fig.4.1Athickpieceofcoverinthecupfilledwithwater
让学生们猜测一下，这样做杯子里面的水会不会被倒出来？
根据生活中的经验而谈，学生们也许会判断水是被倒出来的，但是杯里的水并没有倒出来，这就说明了外界必定有一个力支撑着这杯水，而靠这一层厚纸片的力量就能把这杯水的重量支撑住吗？
显然不能，这时候，教师就可以提出大气压强这一概念，支撑这杯水的力量来自于外界大气压强。
这一演示实验就能帮助学生在头脑中理解和记忆大气压强的概念。
除了大气压强以外，光的折射，反射等都是一些比较抽象的概念和规律。
我曾遇到过一种情况：
介绍到光现象这一章的时候，要用到演示实验来展示光的反射，但是由于那些实验器材不够精密，操作起来很不方便，而且很难成功，学生们会觉得这不靠谱，对所学知识感到疲惫。
后来再上第二个班级的同一节课的时候，我想到了一个方法就是用有关光的反射的视频播放给学生们观看，这种方法也许会让他们更加容易接受；而折射就可以用三棱镜放在太阳下面，我们就可以看见太阳光经过三棱镜之后折射出来的光的各种颜色,如图4.2，
图4.2太阳光通过三棱镜发生色散
Fig.4.2Thesunlightthroughthethreeoccurrenceofdisperionprism
学生们肯定会感到新鲜好奇，就会想为什么太阳光通过三棱镜之后会有那么多颜色呢？
教师可以顺着这个疑问把光的折射定义说出来，并且解释为何太阳光通过三棱镜之后会变成各种美丽的颜色。
北京理工大学出版社出版的一本《趣味课外物理》[10]提到了一个王老师善于把自己的教学经验总结提高，对物理教学颇有心得，尤其善于把比较艰深的物理理论和日常生活中的一些现象结合起来讲述，把学生脑袋里的疑难引导出来，深入浅出地把谜团抽丝剥茧、逐一加以引导启发，让学生们深入思考、追寻解答，从而获得心灵上的满足和知识上的提升。
他是一位深受学生欢迎的物理老师。
4.2物理演示实验激发学生学习兴趣
演示实验因其趣味性较强，在物理教学中深受学生的喜欢。
特别是对感性认识较强的初中生而言，实验传递知识的作用就显得更为重要[11]。
从多个初中物理教师那儿了解到，近几年来学生学习物理的兴趣大大降低，物理成绩不理想。
我曾经和学生们交流，得知其实不是学生不想学习物理，而是觉得物理单调乏味，他们并没有感觉到物理真正存在的魅力。
都说兴趣是最好的老师，有趣味的物理演示实验对于激发学生学习物理的兴趣起到一个很重要的作用。
假设一个演示实验的情景，让学生猜测实验之后的现象，然后演示给他们看，并解释这些演示出现的现象。
如提问：
摩擦力能否成为动力？
很多学生知道摩擦力是物体有相对运动趋势或者发生相对运动的时候阻碍物体相对运动的力，大部分情况下，摩擦力是阻碍物体运动的。
教师就可以通过把粉笔盒放在书本上，缓慢拉动书本，让书本带动粉笔盒运动这个演示实验来说明摩擦力是可以成为动力的，如图4.3。
图4.3书带动粉笔盒运动
Fig.4.3Thebookdrivesthepowderboxmotion
再如，介绍到“声音能传播信息”这一规律时，老师提出这个概念之后突然对学生说：
“大家坐好”。
学生就很自然的坐端正了，老师就说：
“呐，这就是声音能传播信息，老师的话传到你们耳朵你们就知道该怎么做了”。
这个简单的演示就让学生觉得非常有趣，课堂气氛也因此变得很活跃。
总之，在物理教学中，巧妙的设计实验，对激发学生学习物理兴趣，促进他们积极参加实验有很大的作用。
4.3演示实验培养学生发现和分析及解决问题的能力
爱因斯坦曾经说过：
提出一个问题比解决一个问题的意义更大。
物理学得好的同学，大多是善于观察，勤于思考的。
他们在学习物理实感丰富，比较容易想象和掌握物理现象及物理过程，从而进行正确的分析。
在实验教学中，教师不单单教会学生实验的具体方法，更主要的是要引导学生学会利用实验研究物理问题的方法，为其创新能力的培养打下基础[12]。
学生对摩擦力方向的判断有很多问题，对此很多老师避而不谈，其实老师可以精心设计一些有针对性的物理演示实验，让学生观察，感知摩擦力的特点，从中总结和判断摩擦力的方向的方法，在很大程度上化解了学生理解的难度。
如图4.4地面对自行车的摩擦力的方向怎么判断呢？
很多学生判断错误，教师可以引导学生观察自行车在沙土较多的地面打滑时扬起沙土的情况，学生在观察过程中就解开了心中的谜团，教师再在黑板上对自行车进行受力分析，摩擦力方向的判断就很明了。
图4.4自行车前行
Fig.4.4Bicyclemoving
又如马德堡实验的演示，先由老师演示，再让学生自己动手实验，有些学生实验会失败，他们就会想，既然这个实验是证明大气压强存在的，那么我失败的原因也一定和大气压有关，是不是因为有缝隙的地方让外界的气体进入吸壁球了[13]？
这些问题就出现在他们脑海里，那么我们该怎样解决这些问题呢？
生活中哪一些现象是利用了大气压强的呢？
现场演示一遍吸饮料，问学生们饮料是怎么样被吸出来的？
他们一定会说，被你吸进嘴里的。
教师另外准备一瓶玻璃瓶装的饮料，将瓶盖换成橡皮塞，橡皮塞中间穿一个小孔，小孔中间插上一根吸管，注意吸管与橡皮塞接合处密封良好，将瓶中饮料注满，再用橡皮塞塞住瓶口，请同学们来吸这一瓶饮料，出现了什么情况？
叫同学们解释并想方法让饮料能吸进嘴里。
又如声音能在固体，液体，气体中传播，如何巧妙给同学创设了一个特殊教育情景，让学生们亲身体会到声音能在固体，液体和气体中的传播，教师可以这么设计实验：
当讲完这一知识点时，让手机突然响起，全班同学都非常惊讶，这时候老师请一位学生帮忙找出发声的手机在哪儿，结果学生在讲台一个水槽中，找出了装在玻璃瓶中正在发声的手机。
此时老师提问，这一现象说明了什么呢？
平时我们是不是不该把手机带进教室啊？
此时，他们就会明白老师设计这个实验的用意，既收获了声音能在固体，液体，气体中传播的知识，又能教育同学们避免带手机进来教室影响别人学习。
这个实验之后，老师还可以再叫学生们一只耳朵贴在桌子的一边，用手敲桌面的另一边，问他们是否听到声音。
大家都会说听到声音了，因为固体能够传播声音。
善于思考的学生还会想，这声音也可以通过空气传播过来，但是这样听到的声音比在空气中听到的响亮，说明了什么呢？
难道声音在不同介质中的传播速度不一样吗？
这些疑问都会让他们在学习物理的过程中一个个解决。
思考加深了学生们对所学知识点的理解记忆，也增强了学生们解决问题的能力。
4.4演示实验提高初中生的创新能力
演示实验对学生创新意识的培养和创新能力的训练，起着至关重要的作用[13]。
为了突出学生的主体地位，为了培养学生的创新能力，教师对实验教学进行了创新设计，发掘物理演示实验中巧妙的构思和方法，以实验为依托，扩宽其思路。
演示实验时注意不仅要现象清楚，而且还要面向全体学生。
使实验结论合情合理地被推导出来，让学生真正成为课堂的主体[14]。
可运用多种方法，多角度设计教学过程，将学生的缄默知识诱导出来，通过解决实际问题导入猜想，用实际生活中相关的物理知识，让学生通过实验竞赛，合作等游戏体验所需探究的相关主题，在游戏中激发学生的创造性，通过形式多样的实验活动来培养学生的创新能力。
（1）边教边实验的教法。
即教师提出问题，学生自己动手实践，探索问题发生的原因，从而得到结论的方式。
这种方式有利于培养学生分析问题，解决问题，创新的能力。
例如图4.5，八年级平面镜成像的实验，学生们边实验边观察，加深了对知识的理解，加上教师有针对性的提出问题，使他们养成动手，动口，动脑的好习惯。
图4.5平面镜成像
Fig.4.5Planemirrorimaging
最后用笔画下玻璃板前后两只蜡烛的位置，移走玻璃板，连接两支蜡烛所在的位置作一条直线，用刻度尺量出蜡烛到玻璃板的距离，用三角板的直角测量这条线段与玻璃板是否垂直。
改变玻璃板和蜡烛的位置重复上述操
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