演示實驗在中的不可替代性
摘要：本文闡述了演示實驗在物理教學中的重要性和不可替代的作用。說明了演示實驗在物理教學過程中的注意點，對發揮演示實驗的作用，提高演示效率，促進學生物理學習興趣的培養，建立正確的學習方法等有一定的指導作用。
關鍵詞：替代性，明確，直觀，可靠，啟發性
實驗是物理學的基礎，是檢驗物理理論的標準。在學生建立完整的物理概念和匯出正確物理規律的課堂教學中，實驗是最活躍最具生命力的部分。演示實驗是指為配合教學內容由教師操作表演示範的實驗。是深受學生歡迎的實驗形式，是教師施展教學藝術的獨特方法。它能化抽象為具體，化枯燥為生動，把要研究的物理現象清楚地展示在學生面前。能引導學生觀察，並進行思考，配合講授使學生認識物理概念和規律，達到"事半功倍"的效果。
1.要目的明確，忌隨心所欲
物理教學中，演示實驗是新課匯入的重要方法之一。實驗具有生動、直觀、新奇的特點，容易激發學生的直覺興趣。如能充分發揮實驗的趣味性、奇異性、多變性，就能創造出生動的情景，使學生思維活躍。演示實驗是用來配合教學的，應根據不同教學內容和要求，選擇用合適的實驗，合理地進行實驗，以便讓學生清楚地認清物理概念和規律。
例如，在講授"平拋運動"這一節的內容時，我們可以選擇的演示實驗比較多。如丟擲的粉筆頭、桌上滾落的玻璃球、水流的噴射、平拋運動演示儀、閃光照相等。其目的就是讓學生認識"平拋運動可以看作是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成。"這一規律。我們利用演示實驗都應清楚地顯示出演示內容的本質特徵。當然實驗時要增強實驗的趣味性，更好地調動學生的思維積極性。
演示實驗切忌毫無目的，隨心所欲。演示實驗的最終目的是為教學服務的，為的是在實驗中發現規律，理解規律，從而掌握規律。為實驗而實驗，沒有目的性，只會使學生浮於實驗過程與表面現象，不知道老師為什麼做實驗，不知道實驗演示了什麼規律，更談不上自己去發現與探討規律了。對老師而言，這樣的實驗是"吃力不討好" 的事。
2.要明顯直觀，忌模糊不清
可以說演示實驗的一切功能都不能離開觀察，觀察者只能在演示者所給現象的基礎上進行觀察。因此，演示實驗的直觀是最起碼的要求，教師在設計演示實驗時應注意以下幾點：
首先，物理過程的變化要顯著。為了使現象明顯，儀器的尺寸要比較大，尤其是觀察部分的尺寸要大、刻度線條要粗，要使教室內最遠的同學也能看清。這樣做演示的精密度雖有所降低，但可以用感受效果來彌補。必要時可以藉助投影、機械放大、光槓杆、放大電路等手段增強現象的明顯性，提高觀察效果。另外，儀器擺放的位置，被觀察主體與背景的色調對比等也會影響觀察的效果。通常可採用演示板、磁性黑板、染色、生煙、襯托背景、照明等方法來增強觀察效果。
其次，儀器簡單，過程明瞭。演示之所以要直觀，就是為了能從實驗中直接觀察到物理過程，認識物理現象的本質，而不需要過多地拐彎抹角，受其它無關因素的干擾。特別是一些為建立、鞏固物理概念的定性演示中，沒有必要選擇精密複雜的實驗裝置。例如，我們用橢圓墨水瓶演示微小形變現象，效果就比用複雜的光桿系統裝置要好。又如，用旋轉電樞（或磁鐵）的方法演示電動機的原理就比搬一個真的電動機來做實驗更能突出物理原理。
第三，要多種感官並用。有資料表明"在接受知識方面，單靠聽覺一般只能記住15%左右；單靠視覺，從圖象獲得知識，只能記住45%左右；如果兩者結合起來，可記住65%"。因此，調動學生各部分感官的協調並用，比單一渠道要好。我們應該考慮學生的各種感官對資訊的分辨能力，以強化有效刺激，促進學生對新知識、新規律的理解。例如，講加速度時，學生視覺感受到加速度影響速度的變化可能不很明顯，可以用多媒體課件來演示。演示時，速度的變化可以用音高變化來表示。使學生聽覺、視覺共同作用可能比單純用視覺更直接。因而對變化率的概念比較容易建立。
演示實驗切忌模糊不清。學生看不到清晰的實驗過程和明顯的實驗結果，搞不清實驗所演示的規律、原理，無助於物理教學。與其浪費時間，不如不做。
3.要安全可靠，忌弄虛作假。
課堂上的教學時間是極其寶貴的，如果教師在演示中出現失誤和差錯，不僅會殆誤時間，而且會引起對所得結論的懷疑。因此，教師在課堂上的演示實驗必須確保成功。
成功的演示是由多方面的因素決定的。首要條件是掌握實驗原理，它是設計和改進實驗的依據。只有掌握了原理，才能準確的抓住關鍵，成功的進行演示。例如，靜電實驗我們一般認為比較難做，其實關鍵在於靜電電壓高而電量少。因其電壓高，通常所說的絕緣體在高壓下變成了導電體；因其電量少，電荷容易漏。從原理上進行分析，我們就可以找到改進靜電演示實驗的關鍵--解決絕緣問題。只要對儀器進行簡單的改進就行了。
其次，要注意環境條件。有些實驗的成敗與環境等外界條件很有關係。例如，空氣的溼度對靜電實驗很有影響，某些電學實驗跟電源電壓的穩定性有關。因此，教師在課前要選擇好所需的儀器和材料，仔細地進行檢查，熟悉儀器的使用效能，瞭解實驗的精確程度，估計實驗時間，觀察教室裡即將演示的環境等。
課前做好充分的準備，可以提高演示的成功率，但不能保證課堂上一定不出問題。出了問題怎麼辦？一是要鎮定，切忌手忙腳亂，應認真思考和分析，儘可能及時找出原因，迅速排除故障；二是要實事求是，實驗失敗不可簡單地用"儀器不行"來搪塞過去，更不能編造資料，弄虛作假。應當向學生如實說明實驗失敗的原因，申明下次再做。這種負責的精神和科學的態度，必將培養學生實事求是的科學作風，對學生產生良好的影響。
4.要有啟發性，忌難易不分
演示實驗能夠提供豐富的感性材料，變抽象為形象。但它的最終目的是要通過觀察啟發思維，使學生更好地認識客觀規律，發展能力，培養興趣。因此，在設計和編制演示程式時，必須在啟發性上下功夫。
演示中的啟發性，首先在於以趣激疑。當生動的演示現象出乎學生的意料之外時，認知的矛盾將上升為思維的動力。例如，靜電植絨實驗中，當啟動手搖感應起電機時，下極板上的小紙屑不斷地飛舞，粘附在塗有膠水的上極板上，形成了美麗的圖案。而對這一美妙神氣的現象，學生的問題必將油然而生。
運用演示引發問題，只是啟發思維的起點，雖然它是學生開展積極思維的突破口，但要推進思維的展開，仍需有教師不斷的引導。例如，為什麼會有這種現象？怎樣才能產生？怎樣才能做得更好？……在學生不斷的探討、思索中，逐步掌握物理知識，瞭解物理規律，這樣的實驗就成為了推進思維的嚮導。
演示實驗一般情況可採用這樣的幾步：提出問題，通過實驗建立初步表象；再做實驗，又提出問題進行探討，找出規律；應用規律來說明問題，並用實驗來驗證。這一過程體現了實踐--理論--實踐的認知規律。演示實驗切忌難易不分，草草了事。有些新教師做實驗，常常以能顯示實驗現象為滿足，急急表演，匆匆收場。這樣的實驗必不能給學生留下深刻的印象，而且忽視了學生由感性到理性的上升過程，忽視了學生能力的培養，不可能達到實驗所需的目的。
總之，演示實驗在物理教學中有不可替代的作用。教師只有明確了演示實驗的重要性，掌握了正確的方法，才能使學生的觀察和思維活動緊密地結合起來，用觀察促進思維活動的展開，又用思維指導觀察活動的進行，逐步掌握物理概念和規律，發展觀察和思維能力，才能使我們的物理教學達到"事半功倍"的效果。此外，教師對待演示實驗的嚴謹作風和科學態度也會對學生的實驗素養起到潛移默化的作用。
參考文獻：
《中學物理教學法》 許國樑 高等教育出版社
《中學物理教學概論》 閻金鐸 田世昆 高等教育出版社
《中學物理實驗與教學研究》 安 忠 劉炳升 高等教育出版社