中学物理教师教学基本功讲座-第22节
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对物体向上和向下的压力差而产生的。
4．应用物理知识的演示
这类演示实验可以在讲授新课之后进行，也可以在复习课中演示。
其教学目的在于让学生运用所学的知识解释实验现象，培养学生理论联
系实际和分析问题、解决问题的能力。例如初中物理讲授完焦耳定律
2
Q = I Rt以后，可以做这样的演示，把两只220V500W的电热水器（俗称
“热得快”）分别串联或并联后加热同样的一杯水。实验结果将表明把
水煮沸并联需时少，串联需时多。引导学生分析这一实验现象，把焦耳
定律和欧姆定律结合起来就可得到焦耳定律的变形：Q＝
UR2
t。当电压
U 保持不变时，Q 与R 成反比。两个电热水器并联的电阻小于串联时的电
阻，在相同的时间内并联时放出的热量多于串联时放出的热量，所以串
联时煮沸水需时多，并联时需时少。
三、中学物理演示实验设计
与教学的基本要求
演示实验是指在课堂上配合教学内容，由教师操作表演的实验。演
示实验在设计和教学方面的基本要求有三条：
（一）确保成功
演示实验必须确保成功。成功的演示以令人信服的深刻印象，保证
教学顺利进行。失败的演示，即使第一次失败，也很容易转移学生的注
意力，引起学生许多不必要的疑虑，增加教学的阻力，使教学效果变差。
怎样才能确保成功呢？首先要切实掌握实验原理。例如中学物理中
的静电演示实验历来被许多教师视为畏途。静电学的内容比较抽象，离
不开直观的演示，但是实验往往又不容易成功，因此，分析静电实验的
特点，把握静电实验的关键，研究实验的方法，是十分必要的，静电实
验通常有三个特点：一是压高，电压可以高达数千伏甚至几万伏，使在
通常情况下的绝缘体，如木头、玻璃、橡胶等都变成了导体；二是量少，
三是易漏。因此做好静电实验的关键在于解决绝缘问题，防止压高量少
的电荷流失。
其次确保演示实验成功要认真做好演示前的一切准备工作。准备工
作一般包括：
1．选择仪器装置，熟悉仪器装置的构造、原理和性能，熟练实验技
术，做好预演工作。教师要亲自用这些仪器装置做几遍，从而熟悉技巧，
并及时发现仪器、装置有无毛病或问题，及时检查、修理，改进或校正
仪表，并充分估计课堂上可能出现的故障，考虑好应急措施。
2．了解、掌握实验的准确程度，找出产生误差的主要原因和减少误
差的方法。
3．估计和掌握实验时间。
4．认真设计演示过程中如何引导学生进行观察，什么时候要提出什
么问题，启发学生积极开展思维活动，实验中要注意些什么，等等。教
师在备课时都必须做到心中有数、胸有成竹。
值得指出，在演示实验教学过程中由于各种意料之外的偶然原因会
导致实验失败。出了问题怎么办？首先要实事求是承认失败，二要镇静，
保持清醒的头脑，争取迅速从中找出失败的原因，确保第二次演示成功，
变坏事为好事，把排除故障的过程变成教育学生的过程。如果当堂课不
能返败为胜，则应向学生表示歉意，保证下次成功补做。那种文过饰非、
托词搪塞，或者违背实验事实编造一个假的数据的做法不仅得不到学生
的谅解，在学生中造成很不好的影响，也是与师德要求根本背道而驰的。
（二）简易方便
演示实验要做到三个简单，即仪器结构简单、操作简单和由演示现
象到得出结论的过程简单。我们不妨以低压沸腾的演示为例加以说明。
演示低压沸腾有许多方法：
方法一：用抽气机和真空罩演示。
方法二：将烧瓶中的水煮沸、加塞、停止加热后水沸腾停止了。再
将瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来。
方法三：往瓶中倒入八、九十度的热水，水温低于沸点，不沸腾。
用抽气机（或针筒）抽气，水就沸腾起来。方法四：用100 毫升的大针
筒直接抽取约10 毫升的90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住，拉
动活塞，针筒内的水就沸腾起来。
比较上述四种实验方法，显然方法四最符合“三个简单”的要求。
我们的主张是，凡是能用简单的方法演示的实验，就不必把它的实验装
置复杂化。那种片面追求高、精、尖的演示仪器，贪大求洋的做法并不
足取。
（三）现象清楚
演示实验的成功与否在很大程度上决定于实验现象是否清楚。怎样
才能使现象清楚呢？
1．尺寸够大、位置够高
为了让全班学生都能看清楚教师的演示，要求仪器的尺寸尽可能做
得大一些，像大型示教电表、演示用弹簧秤、游标卡尺和螺旋测微器模
型等等都是为了使现象清楚而设计制作的大尺寸仪器。原则上能采用大
型仪器演示的决不要换用小的。
有些仪器不宜做得太大，此外有一些物理现象所能显示的变化本来
就很微小，为了使演示实验现象清楚，就有必要采用各种机械放大或光
放大或电放大装置，或采用间接显示的方法。
2．图象要竖直、运动方向应取横向
许多电学演示实验，如果线路都平摊在桌面上，那么各种元、器件
及仪表的连接方法学生就看不清楚。采用平面镜反射的方法不如采用竖
直放置的示教板现象更清楚。示教板有条件的可做成多功能的或拼装式
的，便于一物多用，充分发挥效益。示教板上的一些关键部件不必要预
先连接好，应该在演示时当堂边讨论边连接，可以提高演示效果。
在演示电力线、磁力线、水波的干涉、衍射等现象时，一般都只能
在水平面上进行。为了能让学生看得清楚，常常把这些实验用投影仪投
影在天花板上或墙壁上。演示时物体运动的取向也有讲究，一般应取横
向。
3．背景衬托
4．采用对比表演手法
包括自身对比和相互对比两种。自身对比就是将同一仪器装置，改
变一下其中某个条件，前后作两次实验，进行对比。
四、加强和改进演示实验
教学的若干问题
（一）提高演示实验的生动性
设计和选择演示实验，要尽量做到生动、有趣。这样的演示实验能
够最大限度地调动学生学习物理的积极性，充分发挥学生非智力因素的
潜能，留给学生的印象也是终身难忘的。
学起于思、思起于疑。设计演示实验应以“趣”、“疑”、“难”
为诱因，趣中涉疑，发掘问题；疑中涉难，引导思维，造成一个向未知
境界不断探索的学习环境。生动的中学物理演示实验是举不胜举的，例
如：“筷子提米”、“纸锅烧水”、“一纸托千斤”、“一指断铁丝”、
“打不死的李逵”等等。正像美味的菜肴总是注重色、香、味俱全，同
时作用于人们的多种感官，使人产生美的感受，演示实验也要尽量搞得
有声有色，例如用鸡蛋演示物体的惯性、保险丝的熔断、尖端放电等等，
都是典型的例子。
必须指出：演示实验的生动性决不等同于哗众取宠，变魔术、玩杂
技，那些低级、庸俗的东西决不允许进入神圣的课堂，生动性必须服从
于科学性。
（二）增强演示实验的科学性
演示实验的科学性问题有着很丰富的内涵，每个演示实验的目的要
求是否紧紧围绕教学内容？教师实验操作是否规范？演示实验的操作如
何与推理相结合；演示的方式方法是否合适等等都是属于科学性的范
畴，这里我们只谈谈根据不同的教学目的、要求和教材的内容、特点以
及学生的实际状况决定的演示实验的几种常见方式。
1．单个实验的独立演示方法
单个实验一般只能起一种作用，演示时首先要介绍实验的装置，给
学生指明观察的对象和重点，还要引导学生在观察现象的基础上作思维
加工。
2．多个实验的综合演示方法
多个实验从不同角度、不同侧面阐述同一教学内容，通过分析和推
理，建立概念或导出规律。这类演示对每一个实验都要有具体的目的，
并安排好实验的顺序和方法。首先把直观的材料作为培养学生知觉、观
察力的材料，引导学生仔细、准确地进行观察，训练学生用科学的语言
描述，并解释所观察到的现象，得出应有的结论。
究竟一堂课的演示实验是多几个好，还是少一些好？这应该根据课
题的特点来确定。有些概念和规律是从大量的物理现象中归纳、概括出
来的，非得用较多的演示实验，不足以形成概念或导出规律，这时演示
实验就要多选几个典型的、效果显著的实验。至于一般的课题，精选一
个最能说明问题的演示实验就行了。实践证明，缺少必要的演示手段，
缺少感性认识，不利于物理模型、过程的想象，一个成功的演示可以减
少许多烦琐的叙述，而过多的不必要的演示反而会冲淡了主题，抑制学
生的抽象思维。
3．同一实验装置的程序演示方法
有些较难理解的概念、原理、理论或定律，要用同一实验装置，采
用程序演示方法。就是说在教学过程中的不同环节，重复做二、三次实
验，或者改变情况（或条件）再做一些实验。例如自感现象这一课题就
可采用通电自感演示——分析——断路自感演示——再分析——再实验
（把通电自感和断路自感重新演示一遍）的程序演示法，导出自感现象
的概念。又如电磁感应现象这一课题可采用实验——分析——再实验—
—再分析的程序演示法。
（三）重视演示实验的安全性
这里所指的安全性包括人身安全和仪器安全两个方面。无论教师在
实验室准备演示实验，还是在教室里进行操作表演，一定要遵守安全操
作规程，防止和杜绝任何事故的发生。对于涉及高温、高压、强电流、
易燃、易爆和剧毒的演示实验，必须采取相应的保护措施。教师在操作
时也要注意安全。例如由于教师的操作技术不高或粗枝大叶，致使实验
中的玻璃器件突然破碎，也有可能对师生的健康带来危害。总之对演示
实验的安全性切切不可掉以轻心。
（四）加强自制教学仪器的主动性
自制教学仪器（包括教具和学具）不仅是当前解决许多农村中学缺
少仪器的矛盾和急需的有效途径，同时也是科学家的优良传统。它对于
丰富第二课堂的内容，调动师生的积极性，培养学生实践能力、发展创
造精神及早发现人才、造就人才具有极大的作用。
（五）提高演示实验教学研究的自觉性
随着教学改革的深入，中学物理演示实验也在不断的发展，为了适
应这一发展的趋势，我们必须积极开展演示实验的研究。
1．设计思想的研究
能否设计出一个好的演示实验，或者能否发挥一个演示实验的作
用，首先在于深入分析它的设计思想，即从物理学的理论、思想、方法
和教学论的思想方法来发掘演示实验本身的潜在意义，研究组织实验教
学的规律。
2．提高已有演示实验的效果的研究
这是一种最为经常和大量的研究，不要认为已有的演示实验没有什
么可研究的了。例如，仪器设备是否能达到预定的教学要求？如何不断
进行更新？怎样更好地改进演示程序，运用现有的演示仪器，提高演示
效果等等，都值得深入研究。为适应教学改革的要求，必须大力改进演
示方法，提高演示效果。
3．填补演示实验空白、实破教学难点的专题研究
某些重要的物理概念和规律，需要用演示来帮助学生认识，然而有
时教学中还缺少这样的实验。因此需要我们进行研究和设计。例如建立
电场强度、磁感应强度等概念的演示实验，目前还比较缺乏。还有一些
物理学史中的重要历史实验，如库仑扭秤、罗兰实验、密立根油滴实验
等目前尚无简单有效的仪器可以加以演示，这也需要我们研究或设计出
相应的教学仪器，或用模拟的方法来解决困难。
特别要提出的是，我们要努力开发一些突破教学难点的演示。对此，
站在教学第一线的教师最有条件开展。为了研究这些课题，必须研究教
材中哪些地方学生感到抽象，容易混淆，接受困难，并结合教学，研究
解决的方法。从教材总体上看，目前原子物理学方面的演示非常少，这
部分内容涉及到微观结构，比较抽象，有待我们去研究，此外，努力开
发一些直观的演示，以利于在教学中引进近代物理学的某些思想方法和
现代科学的新成就（例如用激光或电子器件），它可以促进
