中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究3

中學(xué)物理試驗(yàn)

與教學(xué)技能訓(xùn)練第三章演示試驗(yàn)設(shè)計(jì)探討及其教學(xué)實(shí)施課堂演示試驗(yàn)，是由老師設(shè)計(jì)，在課堂上由老師組織，經(jīng)老師獨(dú)立操作，或老師與學(xué)生共同操作，并通過老師的啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行視察思索，用以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的一種試驗(yàn)教學(xué)方式。在課堂演示試驗(yàn)教學(xué)中，老師是試驗(yàn)主體，處于主動(dòng)地位，學(xué)生是視察主體，處于被動(dòng)地位。而課堂演示試驗(yàn)的教學(xué)效果主要是以學(xué)生能否達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果來衡量的，因此演示試驗(yàn)的教學(xué)效果并不僅僅取決于試驗(yàn)本身（試驗(yàn)?zāi)芊癯霈F(xiàn)預(yù)期的物理過程和現(xiàn)象），還取決于老師組織和指導(dǎo)作用的充分發(fā)揮。而這種組織和指導(dǎo)作用能否充分發(fā)揮，不僅取決于老師自身的試驗(yàn)技能和老師的基本素養(yǎng)，還取決于老師對(duì)演示試驗(yàn)所實(shí)行的教學(xué)策略以及對(duì)教學(xué)過程（程序）的設(shè)計(jì)。一、物理課堂試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的意義１．學(xué)習(xí)物理課堂試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是加強(qiáng)物理試驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)須要----例如：（1）在課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,你準(zhǔn)備選擇哪些試驗(yàn),選擇的依據(jù)是什么?選擇哪些器材,選擇的依據(jù)又是哪些？（2）你準(zhǔn)備如何設(shè)計(jì)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，支配試驗(yàn)教學(xué)程序，為什么要這樣支配？（3）你準(zhǔn)備如何運(yùn)用語(yǔ)言技能，邊講邊演，邊講邊做，引導(dǎo)學(xué)生視察，引導(dǎo)學(xué)生操作，引導(dǎo)學(xué)生思索，引導(dǎo)學(xué)生探討，以達(dá)到確定的教學(xué)目的？（4）你如何實(shí)施課堂的試驗(yàn)教學(xué)組織和管理，使教學(xué)進(jìn)程控而不死，活而不亂？２．搞好課堂試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是發(fā)揮教學(xué)儀器設(shè)備的投資效益和開發(fā)試驗(yàn)教學(xué)功能的關(guān)鍵試驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的愛好，可是事情并不是那么簡(jiǎn)潔。學(xué)生剛接觸課堂試驗(yàn)的時(shí)候的確會(huì)表現(xiàn)出深厚的愛好，但隨著年齡的增長(zhǎng)和學(xué)習(xí)的深化，學(xué)生起先厭煩重復(fù)性的、枯燥的操作，特殊是那些過多的結(jié)論已知的驗(yàn)證性試驗(yàn)。這種狀況提示我們，在激發(fā)學(xué)生操作愛好的同時(shí)，是不是應(yīng)當(dāng)變更一下試驗(yàn)的內(nèi)容和形式,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的思維愛好呢?還有,如何使學(xué)生通過試驗(yàn)更深刻和許久地理解物理概念和定律？如何運(yùn)用試驗(yàn)使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)科學(xué)方法，理解理論與試驗(yàn)的關(guān)系？這些都涉及到課堂試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的問題。３．通過課堂試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，可以提高老師試驗(yàn)教學(xué)工作科學(xué)化的水平和教學(xué)藝術(shù)性的修養(yǎng)。二、演示試驗(yàn)探討的基本方法1、明確試驗(yàn)的目的、內(nèi)容和要求；2、細(xì)致探討試驗(yàn)原理；3、確定試驗(yàn)關(guān)鍵；4、對(duì)試驗(yàn)裝置、器材和試驗(yàn)條件提出要求并進(jìn)行選擇5、明確操作要點(diǎn)和留意事項(xiàng)。分析一個(gè)試驗(yàn)的原理，必需同時(shí)考慮其科學(xué)性和可行性?？茖W(xué)性：物理原理是否正確、是否精確?？尚行裕簭膬x器制作、器材選擇、試驗(yàn)條件和試驗(yàn)操作等方面來看能否成功；試驗(yàn)?zāi)芊駪?yīng)用于實(shí)際教學(xué)過程，達(dá)到某一教學(xué)目的；對(duì)整個(gè)教學(xué)過程來講，試驗(yàn)是否會(huì)引起邏輯混亂。三、演示試驗(yàn)常用教學(xué)模式試驗(yàn)操作中產(chǎn)生的物理過程和現(xiàn)象，由視察者感知得到確定的物理表象——感性相識(shí)（感性的具體），這些表象經(jīng)初步的思維加工而得到視察結(jié)論（抽象的規(guī)定），經(jīng)進(jìn)一步的思維之后就得到試驗(yàn)結(jié)論。三、演示試驗(yàn)常用教學(xué)模式1．選題依據(jù)課堂教學(xué)的目的、要求和內(nèi)容，確定試驗(yàn)教學(xué)課題。2．制訂課堂演示試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)主要著眼于：（1）學(xué)問（物理基礎(chǔ)學(xué)問、試驗(yàn)現(xiàn)象及試驗(yàn)基礎(chǔ)學(xué)問、試驗(yàn)探討方法等）（2）實(shí)力（視察實(shí)力、思維實(shí)力、試驗(yàn)操作實(shí)力等）；（3）特性、素養(yǎng)（愛好、動(dòng)機(jī)、看法、習(xí)慣等）。3．設(shè)計(jì)與選擇課堂演示試驗(yàn)方案一個(gè)課堂演示試驗(yàn)內(nèi)容往往可以有不同的試驗(yàn)方法。選擇課堂演示試驗(yàn)方案的依據(jù)主要有：（1）所選課題的試驗(yàn)?zāi)康?、要求、?nèi)容；（2）演示試驗(yàn)（硬件）的基本要求（如：目的性、科學(xué)性、簡(jiǎn)便性、明顯性、趣味性)（3）學(xué)校試驗(yàn)設(shè)備狀況；（4）學(xué)生的狀況（物理學(xué)問、接觸過的試驗(yàn)、試驗(yàn)學(xué)問和技能、思維與生理心理特征)（5）演示試驗(yàn)需用時(shí)間和教學(xué)所允許的時(shí)間；（6）是否與試驗(yàn)體系和演示試驗(yàn)教學(xué)體系相協(xié)調(diào)。三、演示試驗(yàn)常用教學(xué)模式4．進(jìn)行總體構(gòu)思依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和所選試驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)或選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，建立（選擇）教學(xué)模式（結(jié)構(gòu)模式）；對(duì)整個(gè)教學(xué)過程進(jìn)行總體構(gòu)思，確定主要的教學(xué)環(huán)節(jié)和大致的教學(xué)程序。5．確定局部課題（即子課題）依據(jù)所選定的教學(xué)策略（及總體結(jié)構(gòu)模式），逐一分析試驗(yàn)演示的要點(diǎn)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，分析推斷學(xué)生在視察與思索時(shí)可能產(chǎn)生的問題和困難。在此基礎(chǔ)上確定教學(xué)過程中需重點(diǎn)解決的若干子課題。6．局部設(shè)計(jì)對(duì)確定的各子課題分別進(jìn)行分析，初步定下在演示、視察、思索等方面的相應(yīng)對(duì)策。如分析：（1）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)顯示（或測(cè)量）什么？重點(diǎn)演示什么？試驗(yàn)演示時(shí)應(yīng)留意什么？（2）指導(dǎo)視察時(shí)，應(yīng)指出什么？交待什么？提示什么？指導(dǎo)什么（視察方法）？得到什么視察結(jié)論？（3）啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思維得到演示試驗(yàn)的結(jié)論時(shí)，應(yīng)講解什么？提問什么？探討什么？啟發(fā)什么？分析歸納什么？怎樣從視察結(jié)論得到試驗(yàn)結(jié)論？試驗(yàn)結(jié)論應(yīng)是什么？等等。三、演示試驗(yàn)常用教學(xué)模式7．確定總體設(shè)計(jì)方案依據(jù)總體構(gòu)思，將局部設(shè)計(jì)方案匯合、串接，調(diào)整、加工成為一個(gè)完整的總體設(shè)計(jì)方案。這里需留意：（1）各局部設(shè)計(jì)、各環(huán)節(jié)的“接口”（過渡、連接）須自然、恰當(dāng)；（2）教學(xué)方法和教學(xué)手段的選用須與演示試驗(yàn)內(nèi)容相融洽、與試驗(yàn)操作相協(xié)作，并以試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)操作為中心。在圍繞一個(gè)演示試驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)中，教學(xué)方法和教學(xué)手段的種類不宜用得太多。8．評(píng)價(jià)依據(jù)試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，對(duì)總體方案進(jìn)行必要的評(píng)價(jià)和推斷，看其能否達(dá)到擬定的試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，如沒能達(dá)標(biāo)，則須從第3步起先重新設(shè)計(jì)（或修改）；如能達(dá)標(biāo)了，試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)通?？梢运闶峭瓿闪?。就完整的設(shè)計(jì)而言，還要進(jìn)行試教，依據(jù)試教的狀況再進(jìn)行評(píng)價(jià)、修改、最終定型?！窘虒W(xué)案例】保險(xiǎn)絲作用——課堂演示試驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)1．課題：保險(xiǎn)絲作用的演示2．試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（1）理解保險(xiǎn)絲的作用；（2）了解保險(xiǎn)絲的運(yùn)用常識(shí)；（3）進(jìn)一步加深對(duì)平安用電（包括平安操作）的相識(shí)；（4）指導(dǎo)學(xué)習(xí)全面視察和比較視察方法，提高視察的目的性、全面性，提高形象思維水平，提高愛好水平層次。3．選擇試驗(yàn)方案選擇保險(xiǎn)絲作用演示試驗(yàn)方案的最基本的要求是：（1）便于模擬（如燒）、便于對(duì)比(如沒有、有保險(xiǎn)絲的后果)；（2）便于更換保險(xiǎn)絲；（3）便于進(jìn)行短路操作；（4）操作平安。初步選擇如圖所示的試驗(yàn)裝置（示教板）。圖中A～H為接線柱，M～Q為插座（另備兩根插頭連線），L為6～8V的汽車燈泡，G、H之間連接一根電爐絲，C、D和E、F之間可連接銅絲和保險(xiǎn)絲等。4．確定教學(xué)策略、建立（選擇）教學(xué)模式和總體構(gòu)思

（1）利用真實(shí)+模擬的方法和對(duì)比演示的方法，形象、直觀地表明保險(xiǎn)絲的作用。（2）利用如圖所示的演示試驗(yàn)教學(xué)模式，通過生動(dòng)、明顯的演示，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全面、細(xì)致的視察，并協(xié)作簡(jiǎn)明的講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行形象的思維，以建立清晰的物理圖像，得到直觀（理性的具體）的結(jié)論。（3）試驗(yàn)的主要程序應(yīng)依次說明；①電路中沒有保險(xiǎn)絲……怎樣？②電路中有了保險(xiǎn)絲……怎樣？③為什么要選擇確定規(guī)格的保險(xiǎn)絲？④保險(xiǎn)絲能用銅絲代替嗎？5．確定局部課題

從演示效果和學(xué)生可能產(chǎn)生的問題來看，可確定下述子課題：（1）怎樣模擬電流過大后電線（電器、設(shè)備）被“燒”？（2）怎樣讓學(xué)生看清保險(xiǎn)絲斷？（3）保險(xiǎn)絲為什么能“保險(xiǎn)”（簡(jiǎn)潔斷）？（4）保險(xiǎn)絲是怎樣熔斷的（過程怎樣）？（5）為什么要選用合適規(guī)格的保險(xiǎn)絲？（6）一般電器所用的保險(xiǎn)管中為什么可用銅絲（適合基礎(chǔ)較好的學(xué)生）6．局部設(shè)計(jì)（1）在半根電爐絲上擱上數(shù)層“Λ”形塑料紙（用夾子夾住塑料紙下邊）。這樣，當(dāng)大電流流過時(shí)，半根電爐絲漸漸變紅，另半根上的塑料紙漸漸冒煙、燃燒。（2）在保險(xiǎn)絲上掛標(biāo)記物：若保險(xiǎn)絲紅、掛件垂下，保險(xiǎn)絲斷、掛件掉下。（3）加幫助試驗(yàn)說明保險(xiǎn)絲：①電阻率大（試驗(yàn)方案略，也可干脆用電阻率表上的數(shù)據(jù)來比較）；②比熱?。蓮墓腆w比熱表上的數(shù)據(jù)大致說明）；③熔點(diǎn)低(可用酒精燈或火柴燒，也可對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)表上的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較說明)。由此可（大致）說明保險(xiǎn)絲為什么易斷（關(guān)鍵詞）：電阻大、易發(fā)熱，比熱小、易升溫，熔點(diǎn)低、易熔斷。（4）將裝置中一盞燈改為并聯(lián)數(shù)盞燈（如圖所示）：漸漸增加并入燈數(shù)保險(xiǎn)絲漸漸變紅……直至熔斷。（5）對(duì)比演示：粗保險(xiǎn)絲不斷,細(xì)保險(xiǎn)絲斷,進(jìn)而說明之。（6）對(duì)比演示：粗銅絲不斷,細(xì)銅絲斷,進(jìn)而說明之（對(duì)于基礎(chǔ)較好、接受實(shí)力較強(qiáng)的學(xué)生可進(jìn)行這一內(nèi)容）。7．確定總體設(shè)計(jì)方案（綱要性說明大致程序）（1）沒有保險(xiǎn)絲（或用一般銅絲和鐵絲代替保險(xiǎn)絲）……（短路或過載）……“燒”……。（2）有了保險(xiǎn)絲……“斷”（起疼惜作用）。（3）保險(xiǎn)絲怎樣熔斷的（過程）。（4）保險(xiǎn)絲為什么能起“保險(xiǎn)”作用（簡(jiǎn)潔熔斷）。（5）為什么要選用合適規(guī)格的保險(xiǎn)絲（對(duì)比試驗(yàn)）……怎樣選擇……。（6）對(duì)鋼絲是否可作保險(xiǎn)絲的進(jìn)一步相識(shí)（對(duì)比試驗(yàn)）……適當(dāng)介紹各種形式和材料的保險(xiǎn)絲及其特點(diǎn)、用途（適合基礎(chǔ)較好、接受實(shí)力強(qiáng)的學(xué)生）。（7）家庭電路保險(xiǎn)盒、閘刀保險(xiǎn)絲的安裝及要求。8．評(píng)價(jià)上述試驗(yàn)教學(xué)程序能達(dá)到擬定的試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（事實(shí)上，“保險(xiǎn)絲”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容已由這一試驗(yàn)教學(xué)程序串聯(lián)起來了），可以實(shí)施。四、演示試驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施1、協(xié)作講解與層層深化2、直觀簡(jiǎn)明與形象生動(dòng)3、通俗講解與恰當(dāng)比方4、適當(dāng)設(shè)疑與激發(fā)愛好1、協(xié)作講解與層層深化進(jìn)行課堂試驗(yàn)演示時(shí)，老師應(yīng)當(dāng)依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的須要和學(xué)生心理狀況，給演示配以適當(dāng)?shù)闹v解（啟發(fā)、引導(dǎo)）或探討，并在能使學(xué)生接受的條件下層層深化，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)演示的現(xiàn)象進(jìn)行視察和分析，相識(shí)現(xiàn)象的本質(zhì)屬性和現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，從而合乎邏輯地得出結(jié)論。演示與講解的協(xié)調(diào)是特殊重要的，要將學(xué)生的思維引入老師細(xì)心設(shè)計(jì)的軌道，光有老師試驗(yàn)表演是不夠的。講解無論是內(nèi)容還是語(yǔ)言，對(duì)于學(xué)生來說都應(yīng)當(dāng)“順其心”、“順其手”，這樣才能使學(xué)生簡(jiǎn)潔接受，利于視察、思索。要使試驗(yàn)和講解層層深化，有時(shí)間靠一個(gè)試驗(yàn)不行，而必需有幾個(gè)試驗(yàn)的相互協(xié)作。四、演示試驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施四、演示試驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施2、直觀簡(jiǎn)明與形象生動(dòng)演示人體觸電的模擬試驗(yàn)a，b，o為接線柱，c，d，……為插座；N為一測(cè)電筆中的氖泡。人若觸電，氖泡即發(fā)光；R1為疼惜電阻，約150kΩ；R2約為500kΩ；R3約為350kΩ；另外，準(zhǔn)備兩根兩端帶有插頭的絕緣接線。試驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生來說應(yīng)當(dāng)力求形象生動(dòng)。這樣不僅能吸引學(xué)生視察，而且也便于學(xué)生進(jìn)行直覺思維。（1）在a，b兩端接通220V溝通電，c，e接通，氖泡不發(fā)光。這說明，人若僅用一只手（或身體的一部分）接觸火線，身體的其他部分與地線、墻壁、大地等絕緣的話，人不會(huì)觸電。（2）再接通d，f，氖泡仍不發(fā)光。這說明，人若用兩只手接觸一根火線，而身體的其他部分與地線、大地等絕緣的話，人仍不會(huì)觸電（鳥的兩只腳站在同一根輸電線上、身體的其他部分不與其他輸電線接觸時(shí)，鳥不會(huì)觸電的狀況與此相同）（3）斷開d，f，若接通l，f，氖泡發(fā)光。說明人雖然與地絕緣，但兩手同時(shí)接觸兩根電線，人就會(huì)觸電。（4）斷開l，f，接通g，f，氖泡發(fā)光。說明雖然人與地絕緣，但一只手與火線接觸，另一個(gè)手與墻壁接觸，人也會(huì)觸電。演示人體觸電的模擬試驗(yàn)演示人體觸電的模擬試驗(yàn)（5）斷開g，f，接通h，j，氖泡發(fā)光。說明人若站在地上，一只手與火線接觸，人就觸電。（6）斷開h，j，然后將與b相接的一根電源線斷開，使之與接線柱o接通，以模擬一高壓輸電線落在地面上，可見，氖泡不發(fā)光。說明若有一根電線掉在地上，只要人與地保持絕緣，人就不會(huì)觸電。（7）接通i,k，氖泡不發(fā)光。說明在落地電線旁邊，人若單腳著地，一般不會(huì)發(fā)生觸電事故。（8）再將h與k相接觸，氖泡不發(fā)光。說明在落地電線旁邊，人若兩腳拼攏站在同一“點(diǎn)”上，亦即使兩腳與落地電線距離大致相等，一般也不會(huì)觸電。（9）斷開h、k，接通h、j，氖泡發(fā)光。說明由于兩腳之間有跨步電壓，人就觸電了。當(dāng)一個(gè)人發(fā)覺跨步電壓威逼時(shí)，應(yīng)趕快把雙腳并在一起，然后馬上用一條腿或兩條腿跳離緊急區(qū)例：靜摩擦力的演示靜摩擦力及其方向的判定是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但在有些狀況下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)不明顯，學(xué)生很難正確推斷出靜摩擦力的方向。取三只長(zhǎng)毛刷和兩塊木塊。請(qǐng)其中的兩只長(zhǎng)毛刷分別固定在木塊A的上、下兩表面，毛朝外；將另一只長(zhǎng)毛刷固定在另一木塊B的上面，毛也朝外，這樣就制成了兩個(gè)待探討的物體A、B。1.在平面板上放一張砂布（增大摩擦力），再把一面有毛刷的木塊B放在砂布上，且使板刷的長(zhǎng)毛與砂布接觸。然后，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉此木塊。可以看到，由于木塊B與支撐面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，板刷的長(zhǎng)毛就發(fā)生了形變，由形變的狀況即可推斷靜摩擦力的反向（如圖所示）。假如使拉力漸漸增大，在接觸層沒有滑動(dòng)前，板刷毛的形變也漸漸加劇，由此可以說明，靜摩擦力的大小隨外力大小的變更而變更。例：靜摩擦力的演示2．把兩面有毛的木塊A放在支承板的砂布上，在它的上面再放木塊B，使木塊A、B之間通過刷毛接觸。用一水平向右的力拉木塊A，保持其與支承板之間不發(fā)生滑動(dòng)?？梢钥吹?，僅有底層的毛向左彎曲（如圖所示），說明木塊A受到支承面對(duì)它向左方向的靜摩擦力，而木塊A、B之間沒有靜摩擦力。3．如圖，用水平向右的拉力拉木塊B，則木塊A、B之間的接觸層、木塊A與支承面之間的接觸層，都發(fā)生了形變，由這些形變狀況即可推斷各自所受靜摩擦力的方向。例：靜摩擦力的演示還可以探究在傾角為θ的粗糙斜面上的木塊，當(dāng)有一個(gè)沿斜面對(duì)上的力F拉著它時(shí)，木塊所受靜摩擦力的方向和大小。四、演示試驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施3、通俗講解與恰當(dāng)比方在中學(xué)物理課堂演示試驗(yàn)中，往往有這樣一種狀況，就試驗(yàn)及其操作步驟來說沒有什么不妥之處，但學(xué)生卻不易理解，甚至產(chǎn)生錯(cuò)覺或懷疑，不能正確地思維，更不能得到自己確信的結(jié)論。因此，作為老師在進(jìn)行試驗(yàn)探討時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)身處地地為學(xué)生著想，試驗(yàn)教學(xué)層次（程序）不能使學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺，不能使學(xué)生對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果似信非信。應(yīng)當(dāng)針對(duì)學(xué)生在試驗(yàn)視察和思維上的種種難點(diǎn)，進(jìn)行通俗的講解和比方，甚至可以輔以另一簡(jiǎn)潔的試驗(yàn)或?qū)嵗齺砑右哉f明，以確保試驗(yàn)教學(xué)的效果。演示水低壓沸騰的試驗(yàn)在8年級(jí)物理課本中，有水低壓沸騰的演示試驗(yàn)。其中一種演示的方法是這樣的，將圓底燒瓶里的熱水燒至沸騰，移去酒精燈，用塞子塞緊燒瓶，此時(shí)水不再沸騰；把瓶子倒過來，在瓶底上面澆冷水，可見瓶?jī)?nèi)的水又沸騰了。這個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象是清晰的，但對(duì)于初中學(xué)生來說，由于沒有質(zhì)量和體積確定的氣體，當(dāng)其溫度降低后其壓強(qiáng)也要降低的學(xué)問，對(duì)于澆了冷水后瓶?jī)?nèi)的水沸騰是在低壓下的沸騰這一點(diǎn)，常常是半信半疑的。在橡皮塞子上插一根玻璃管（如圖所示），玻璃管外端套一橡皮管，用一夾子將橡皮管夾緊，使其不漏氣。按原方法進(jìn)行演示，最終，將橡皮管的下端置于紅色水中，打開夾子，可見紅色水在燒瓶?jī)?nèi)噴出（即表演低壓噴泉試驗(yàn)）。由此說明澆了冷水之后瓶?jī)?nèi)氣壓低于大氣壓這一事實(shí)。微小形變的演示演示時(shí)，用手壓玻璃瓶底，可以看到玻璃瓶上面玻璃管中的水面會(huì)上升，撤去壓力，玻璃管中的水面就會(huì)回到橡皮圈所在位置。試驗(yàn)結(jié)果說明玻璃瓶在外力作用下發(fā)生了形變學(xué)生在看這個(gè)試驗(yàn)時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)錯(cuò)覺：（1）瓶不是玻璃的；（2）手接觸瓶子后傳熱給瓶子，使瓶?jī)?nèi)的液體受熱膨脹。微小形變的演示

改進(jìn)措施：（1）演示前先用金屬棒敲瓶子，使學(xué)生確信這是玻璃瓶。（2）瓶子選用1kg裝的橢圓形底的墨水瓶。這樣，當(dāng)瓶子橢圓截面的短半軸方向受壓力時(shí)，水柱上升，當(dāng)瓶子橢圓截面的長(zhǎng)半軸方向受壓力時(shí)，水柱下降。假如前者“能”用“受熱臌脹”來說明的話，那么后者用“受熱縮小”是說明不通的?？梢娝叨茸兏木売刹⒎鞘軣崤蛎洝Ｉ厦娴难菔静荒苁箤W(xué)生確信，不論水柱是上升還是下降，都是由于受力形變的緣由?？捎脭D牙膏的試驗(yàn)類比。四、演示試驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施4、適當(dāng)設(shè)疑與激發(fā)愛好在試驗(yàn)演示中要引導(dǎo)學(xué)生視察，啟發(fā)學(xué)生思維，還應(yīng)當(dāng)利用中學(xué)生的新穎 心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的愛好，集中學(xué)生的有意留意力。對(duì)此，方法不少，而適當(dāng)設(shè)疑是其中比較有效的一種。這里說的“疑”應(yīng)當(dāng)稱得上是疑，不應(yīng)當(dāng)是為了設(shè)疑而做的簡(jiǎn)潔湊合，不應(yīng)當(dāng)是老師一說出口學(xué)生就能回答出的問題。可設(shè)疑的方面較多，如可以利用教材的難點(diǎn)設(shè)疑；利用學(xué)生簡(jiǎn)潔弄錯(cuò)的問題設(shè)疑；利用學(xué)生錯(cuò)誤的前概念設(shè)疑，等等。而通過試驗(yàn)來設(shè)疑的方法一般有以下幾種：①出人意外的現(xiàn)象的分析；②似是而非的問題的回答；③貌似相同的問題的對(duì)比，等等。演示有關(guān)電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)在中學(xué)物理講到“含有反電動(dòng)勢(shì)電路”時(shí)指出：在電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)里有反電動(dòng)勢(shì)存在。這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)是由于轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線而產(chǎn)生的。僅從這一點(diǎn)來講，轉(zhuǎn)子中流過的電流越大，轉(zhuǎn)子受到的力（轉(zhuǎn)動(dòng)力矩）越大，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)得越快、切割磁感線的速度就越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——反電動(dòng)勢(shì)就越大。對(duì)此，學(xué)生比較簡(jiǎn)潔接受。演示有關(guān)電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)（2）在電路中，固定滑線變阻器于某一位置，以使小電珠亮度一般，用手指或筆桿在電動(dòng)機(jī)皮帶輪或轉(zhuǎn)軸上漸漸加壓，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速漸漸變慢，小電珠的亮度卻漸漸變亮，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小電珠最亮。試驗(yàn)表明：電路中電流變小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快，反之，則變慢。“轉(zhuǎn)速”與“電流”成反比。

（1）如圖所示，變更滑線變阻器R阻值的大小，電流的大小可通過小電珠L(zhǎng)發(fā)光亮度的變更來反映（也可干脆串接上電流表）。試驗(yàn)表明：電路中的電流變大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快；反之，則變慢?！稗D(zhuǎn)速”與“電流”成正比。引導(dǎo)學(xué)生用反電動(dòng)勢(shì)的概念來說明這兩個(gè)試驗(yàn)假如將9年級(jí)學(xué)生試驗(yàn)“安裝電動(dòng)機(jī)模型”中所做的試驗(yàn)和中學(xué)“用電動(dòng)機(jī)演示反電動(dòng)勢(shì)”的試驗(yàn)放在一起做例：磁秋千首先證明磁鐵和鋁板是不相互吸引的，調(diào)整擺線的長(zhǎng)度，使磁鐵與鋁板間的距離大約在1cm左右。1、電磁驅(qū)動(dòng)。水平推動(dòng)鋁板，使鋁板相對(duì)磁鐵發(fā)生靠近或遠(yuǎn)離的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁鐵秋千也隨之運(yùn)動(dòng)。鋁板向右，磁鐵也隨之向右；鋁板向左，磁鐵也隨之向左。2、電磁阻尼。讓磁鐵秋千做單擺運(yùn)動(dòng)，它將在平衡位置附件持續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后緩慢停下來。把鋁板放在磁鐵秋千的下方，運(yùn)動(dòng)的磁鐵很快停下來。3、共振。鋁板與磁鐵秋千相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁板對(duì)磁鐵秋千施加了一策動(dòng)力，當(dāng)鋁板推動(dòng)的頻率與磁鐵秋千的固有頻率相同時(shí)，秋千搖擺的幅度最大。五、中學(xué)物理試驗(yàn)教學(xué)程序應(yīng)適應(yīng)新課程改革中教學(xué)要求即使是同樣的試驗(yàn)裝置、器材等，在不同的教學(xué)階段或?qū)Σ煌慕袒瘜?duì)象，需有不同的試驗(yàn)教學(xué)層次（程序）。換言之，試驗(yàn)的層次（程序）必需與不同的教學(xué)要求相適應(yīng)，中學(xué)物理試驗(yàn)教學(xué)程序應(yīng)適應(yīng)新課程改革中教學(xué)要求（一）與新課程改革中課程目標(biāo)要求的學(xué)問深度相適應(yīng)【教學(xué)案例】通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)依據(jù)9年級(jí)物理學(xué)科目標(biāo)的要求，在學(xué)習(xí)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，只要演示說明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受力才運(yùn)動(dòng)，幫助學(xué)生視察到運(yùn)動(dòng)的方向（即受力方向）與電流和磁場(chǎng)方向的有關(guān)即可，不必再總結(jié)出左手定則在中學(xué)物理為引入磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念，則主要演示說明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的快慢，即受力大小與L、I、B的關(guān)系。之后，又要演示說明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小與電流和磁場(chǎng)夾角θ之間的關(guān)系。明顯，對(duì)于這一試驗(yàn)，在初、中學(xué)所要演示的內(nèi)容和試驗(yàn)層次（程序）是不同的。五、中學(xué)物理試驗(yàn)教學(xué)程序應(yīng)適應(yīng)新課程改革中教學(xué)要求（二）與要說明的問題的側(cè)重點(diǎn)相適應(yīng)

演示慣性的抽布試驗(yàn)在8年級(jí)，這個(gè)試驗(yàn)主要用以說明靜止物體具有慣性。假如先漸漸抽動(dòng)化纖桌布——玻璃杯被桌布拖著走，拖到桌邊時(shí)快速抽動(dòng)化纖桌布——玻璃杯保持在桌邊不動(dòng)，并不隨桌布一起離開桌面。這樣演示必定會(huì)給說明這一現(xiàn)象時(shí)帶來一些麻煩：（1）慣性，即物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之屬性。為什么漸漸抽動(dòng)桌布時(shí)玻璃杯不保持靜止不動(dòng)，反而隨桌布運(yùn)動(dòng)？為什么快速抽動(dòng)桌布時(shí)玻璃杯不隨桌布運(yùn)動(dòng)，反而靜止？（2）假如說快速動(dòng)抽桌布時(shí)玻璃杯有慣性，表現(xiàn)為不隨紙條運(yùn)動(dòng)，那么漸漸抽動(dòng)桌布時(shí)玻璃杯也有慣性，為什么沒有表現(xiàn)出來？因此，在8年級(jí)演示這個(gè)試驗(yàn)時(shí)只適宜快速抽動(dòng)桌布。在中學(xué)就不同了，學(xué)習(xí)動(dòng)量定理時(shí)，為說明動(dòng)量的變更僅確定于沖量的大小，也可演示這個(gè)抽動(dòng)桌布的試驗(yàn)。此時(shí)，就適宜既演示漸漸抽動(dòng)桌布，又演示快速抽動(dòng)桌布，以利于比較說明。五、中學(xué)物理試驗(yàn)教學(xué)程序應(yīng)適應(yīng)新課程改革中教學(xué)要求（三）與課型或教學(xué)要求相適應(yīng)液體有向上的壓力的試驗(yàn)1．現(xiàn)行初中二年級(jí)課本在液體壓強(qiáng)公式講過之后，把這個(gè)試驗(yàn)放在習(xí)題中。在推導(dǎo)液壓公式時(shí)是把壓強(qiáng)歸結(jié)為某液面上液柱重力所產(chǎn)生。重力的方向是向下的，液壓公式是否適用于向上壓力呢？這個(gè)試驗(yàn)只是供應(yīng)了一種驗(yàn)證方法。2．現(xiàn)行初中二年級(jí)課本把這個(gè)液體有向上的壓力的試驗(yàn)作為學(xué)生小試驗(yàn)。它要學(xué)生有這樣的相識(shí)：某一液面上所受到的壓力與此液面上液柱的重力大小相等。3．如想充分利用這個(gè)試驗(yàn)，在學(xué)生做過小試驗(yàn)之后，再做演示，可用以說明：液壓P與深度h有關(guān)，與密度ρ有關(guān)。六、中學(xué)物理課堂試驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與探討在實(shí)際的教學(xué)過程中，還需常?？紤]教材的章、節(jié)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的系統(tǒng)性，以及各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系。因此，不僅要考慮到單個(gè)試驗(yàn)在各自教學(xué)環(huán)節(jié)中的作用，還要考慮這個(gè)試驗(yàn)在整個(gè)或某一部分教材體系中的作用，以及它與其他試驗(yàn)的相互聯(lián)系等，盡可能使各試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)保持連貫性。隨著教學(xué)內(nèi)容的深化，試驗(yàn)教學(xué)也逐步深化。這就要求老師應(yīng)依據(jù)教材的體系和教學(xué)的須要，留意相關(guān)試驗(yàn)、系列試驗(yàn)（試驗(yàn)教學(xué)體系）的探討和設(shè)計(jì)問題。（一）相關(guān)試驗(yàn)所謂相關(guān)試驗(yàn)，是指一些試驗(yàn)之間具有這樣的特點(diǎn)：前面的試驗(yàn)一方面是當(dāng)時(shí)的教學(xué)須要，另一方面為后面的試驗(yàn)做鋪墊；后面的試驗(yàn)一方面是當(dāng)時(shí)的教學(xué)須要，另一方面也是前面試驗(yàn)的接著、深化和擴(kuò)展?！窘虒W(xué)案例】電流表的運(yùn)用與楞次定律試驗(yàn)用磁鐵插入或抽出線圈，依據(jù)電表指針偏轉(zhuǎn)方向的變更來分析、歸納出楞次定律的試驗(yàn)，就須要有通過電表的電流方向不同，電表指針偏轉(zhuǎn)方向不同的試驗(yàn)為基礎(chǔ)。因此在前面講到用電流表測(cè)電流強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)做電流方向不同，電流表指針偏轉(zhuǎn)也不同的試驗(yàn)進(jìn)行演示（在那時(shí)，也可以用此試驗(yàn)說明為什么電流表的極性不能接反）。六、中學(xué)物理課堂試驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與探討六、中學(xué)物理課堂試驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與探討（二）系列試驗(yàn)所謂系列試驗(yàn)，就是圍繞一個(gè)主題、按確定邏輯關(guān)系組合而成的一系列試驗(yàn)；或者，按某一教學(xué)意圖而分層次進(jìn)行的一系列試驗(yàn)。就系列試驗(yàn)中的某個(gè)試驗(yàn)來看，它有自己的試驗(yàn)層次（程序），旨在說明某個(gè)物理內(nèi)容，但是，把這些單個(gè)試驗(yàn)集中起來看，它們是一個(gè)整體，是按教材內(nèi)容和教學(xué)須要而有機(jī)地結(jié)合起來的一個(gè)整體，是為完成一個(gè)教學(xué)目標(biāo)的整體。假如能留意到系列試驗(yàn)，能設(shè)計(jì)好系列試驗(yàn)，對(duì)教學(xué)是特殊有益的。第四章課堂試驗(yàn)導(dǎo)入的設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入的主要任務(wù)和試驗(yàn)導(dǎo)入的意義(1)激發(fā)學(xué)習(xí)愛好和愿望；(2)使具有課題意識(shí)，明確的學(xué)習(xí)目的；(3)動(dòng)員必要的已有閱歷和相識(shí)，運(yùn)用學(xué)會(huì)的學(xué)習(xí)方法。2.試驗(yàn)導(dǎo)入的主要方法和選擇依據(jù)(1)驚異現(xiàn)象導(dǎo)入法這是一種相當(dāng)普遍的試驗(yàn)導(dǎo)入方法。利用學(xué)生意想不到的奇異現(xiàn)象，喚起學(xué)生的留意，引起學(xué)生思索，從而產(chǎn)生猛烈的求知欲望而導(dǎo)入新課。①大氣壓強(qiáng)——覆杯試驗(yàn)導(dǎo)入②大氣壓強(qiáng)——魔瓶試驗(yàn)導(dǎo)入③跳得更高——彈性勢(shì)能的導(dǎo)入(2)協(xié)作故事導(dǎo)入法在物理學(xué)的發(fā)展過程中，充溢著許很多多妙趣橫生的故事和傳聞，假如在課堂教學(xué)中選用一些故事片斷，并做一些模擬演示，就會(huì)創(chuàng)設(shè)出特殊活躍的學(xué)習(xí)情境①大氣壓強(qiáng)——模擬馬德堡半球試驗(yàn)導(dǎo)入(3)解決實(shí)際問題和試驗(yàn)競(jìng)賽導(dǎo)入法創(chuàng)設(shè)一種解決實(shí)際問題的情境或者以雙方競(jìng)賽來解決某一實(shí)際問題的形式導(dǎo)入新課，往往也能產(chǎn)生很好的效果。①兩力的合成——拉健身彈簧導(dǎo)入②簡(jiǎn)潔機(jī)械——撬木板導(dǎo)入(4)試驗(yàn)復(fù)習(xí)導(dǎo)入法利用試驗(yàn)復(fù)習(xí)，既可以創(chuàng)建一種直觀的環(huán)境，又可以較好的起到承上啟下的作用①大氣壓強(qiáng)——復(fù)習(xí)液體壓強(qiáng)導(dǎo)入②阿基米德原理——復(fù)習(xí)浮力試驗(yàn)導(dǎo)入(5)

懸念性情境導(dǎo)入教學(xué)中，在學(xué)生已有認(rèn)知基礎(chǔ)上，提出新問題，揭示新沖突，故布疑陣，巧設(shè)懸念，引起學(xué)生認(rèn)知的沖突，他們那種急于想得到理論上說明的欲望難以壓抑，從而激發(fā)他們那種探求新知的欲望，在主動(dòng)、輕松的心態(tài)中進(jìn)入探求新知的狀態(tài)，使味同嚼蠟的教學(xué)內(nèi)容變得妙趣橫生、活潑生動(dòng)。結(jié)果出乎意料，學(xué)生的新穎 之火被點(diǎn)燃，隨著學(xué)習(xí)的深化，學(xué)生領(lǐng)悟到其中的道理，懸念的誘發(fā)和解決是學(xué)生不知不覺以快樂輕松的心情駕馭學(xué)問。(6)從生活性情境導(dǎo)入

心理學(xué)指出：青少年有渴望知道四周世界的好問心理，學(xué)生對(duì)四周事物感知的深度和廣度特殊有限，對(duì)絢麗多彩的世界總想知道為什么。讓生活實(shí)例走進(jìn)課堂，讓學(xué)生了解事物發(fā)生的“真相”，相識(shí)事物發(fā)展的必定結(jié)果，課堂就變得充溢而開闊了，學(xué)習(xí)更顯得好玩和有用。每個(gè)學(xué)生都有規(guī)格相同的小口徑、長(zhǎng)柱型空瓶子（如可樂瓶、礦泉水瓶、雪碧瓶等）。老師另備有1號(hào)瓶（與學(xué)生的瓶子一樣規(guī)格）和2、3號(hào)瓶（與1號(hào)瓶的高度相差較大）各一個(gè)，再備水適量。例:空氣柱共鳴

(7)魔術(shù)型演示試驗(yàn)將盛滿水的透亮玻璃瓶（相當(dāng)于一個(gè)柱透鏡）放在如圖所示的字母框前面，同學(xué)們會(huì)清晰地看到這排字母，使玻璃瓶始終與紙面平行（圖7），由左向右平移玻璃瓶，由于字母在柱透鏡的焦距之內(nèi)，將會(huì)看到這排字母的正立放大的虛像（圖甲）。在向前移動(dòng)玻璃瓶（圖6），移動(dòng)確定距離后，字母移到了柱透鏡焦距之外，此時(shí)這排字母竟單數(shù)倒立，雙數(shù)正立。即眼睛看到如圖（圖乙）所示的像將盛滿水的透亮玻璃瓶（相當(dāng)于一個(gè)柱透鏡）放在如圖所示的字母框前面，同學(xué)們會(huì)清晰地看到這排字母，使玻璃瓶始終與紙面平行（圖7），由左向右平移玻璃瓶，由于字母在柱透鏡的焦距之內(nèi)，將會(huì)看到這排字母的正立放大的虛像（圖甲）。在向前移動(dòng)玻璃瓶（圖6），移動(dòng)確定距離后，字母移到了柱透鏡焦距之外，此時(shí)這排字母竟變成倒立。即眼睛看到如圖（圖乙）所示的像試驗(yàn)導(dǎo)入的類型很多，同一個(gè)課題可以有很多不同的導(dǎo)入方法。選擇的依據(jù)主要是教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的狀況。一般在學(xué)習(xí)單元起先或課題比較平直和抽象時(shí)，可考慮選擇趣味性較強(qiáng)的演示法和故事法；假如學(xué)生存在著較固執(zhí)的錯(cuò)誤概念，就須要選擇能激起猛烈思維沖突的方法；假如課題與前面所學(xué)學(xué)問的聯(lián)系性較強(qiáng)，而學(xué)生的準(zhǔn)備學(xué)問又不足，則選擇復(fù)習(xí)導(dǎo)入的方法；應(yīng)用性強(qiáng)的課題，多引用聯(lián)系實(shí)際的方法；對(duì)年齡較小的學(xué)生，可多用競(jìng)賽的方法。3.試驗(yàn)導(dǎo)入的結(jié)構(gòu)和要求(1)在導(dǎo)入階段創(chuàng)設(shè)試驗(yàn)情境，供應(yīng)新穎 、奇異、驚險(xiǎn)、多變的現(xiàn)象.(2)激發(fā)認(rèn)知沖突，這