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1、物理演示实验教学策略研究 演示实验是为了展示物理现象，揭示所研究问题的发生、发展过程，引导学生进行观察、思考，并配合教学内容而由教师操作示范的实验。它具有化抽象为具体、化枯燥为生动、化平淡为神奇的功能。演示实验的目的是引导学生观察，使学生对某个物理现象有清晰的了解，这是教师讲解物理概念、规律的基础，是培养学生科学素养的重要手段。演示实验也为学生实验、操作仪器做出了示范。教师在做演示实验时，必须把准确无误的物理现象清晰地展现在学生面前，让每个学生看清楚，使学生确信定律、概念的客观性和科学性。（1）目的性演示实验是物理教学的一个重要手段，具有新奇、生动、直观的特点，容易激发学生的学习兴趣。演示实验
2、的目的是为教学服务的，为的是在实验中发现规律、理解规律，从而掌握规律。因此根据不同的教学内容和要求，选择合适的实验配合物理教学，以便让学生清楚认识物理规律与概念。（2）直观性演示实验要现象明晰易见，力求简单明了、直观，能充分说明问题，有足够可见度，便于学生观察。这就要求实验装置要恰当地优化布局，力争大型化、简单化，并充分利用多媒体手段，突出其基本的结构原理，而不被次要的复杂结构所干扰；显示要清晰醒目，要增强对比度以突出观察目标。例如，在做电学演示实验时，如果需要观察某一物理过程中的电流变化，显然不能用小型安培计，而应采用大型演示电表。（3）科学性演示实验是帮助学生认识自然现象、揭示客观规律的手
3、段。因此，从实验的设计、操作到分析都必须坚持实事求是的科学态度，教师在操作仪器、连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、标准、规范、科学。对真实物理图像的近似或模拟，在演示时要向学生说明，以免误解。不能为了使演示的效果明显而违背了科学性，更不能弄虚作假。如在使用托盘天平时，取用砝码、移动游码必须用镊子而不能用手；电路的连接应先接线路后接电源，拆卸时先断电源，后拆线路等等。教师的一举一动都会给学生留下深刻的印象，起到潜移默化的作用。教师的操作科学规范，不仅是实验成功的前提，而且会使学生养成严谨求实的良好实验习惯。（4）稳定性演示实验的实验装置要牢靠稳固，经得起反复操作和轻微震动；要有很好的现象重复
4、性，达到一次就能成功的程度。教师在课堂上演示实验必须确保成功。实验成功的先决条件是掌握实验原理。只有撑握实验的原理才能准确地抓住关键条件，从而成功地进行演示。比如，静电实验比较难做，一直是教学的难点， 也成了学生学习的难点。其实静电实验的关键是因为静电电压高而电量少。因此从这个关键的原理上分析，就可以找到改进静电实验的措施解决绝缘问题。其次是课前认真准备。课堂上演示不能保证万无一失，一旦出现问题， 由于课前有充分的准备，做过几遍， 就会知道问题的原因，从而迅速排除故障。一般来说，演示实验所占课堂的时间都不会很长，因此要求教师一定在五分钟内排除实验故障。（5）启发性演示实验能提供丰富多彩的感性材
5、料，变抽象为形象。但它的最终目的是要通过观察现象启发学生的思维，使学生能更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。因此，在设计和进行演示实验时，必须在启发性上下功夫。首先通过生动的演示实验现象出乎意料地展现在学生面前，启发学生产生问题；其次通过教师的不断引导，进一步明确问题产生的原因，如何解决问题，从而启发学生进行探究，使学生在不断的思索、探讨中逐步掌握物理规律与知识。（6）指导性教师在进行演示实验的同时，要指导学生进行观察和思考。对于观察到的现象，分析所说明的问题，以至引出规律性的认识，应尽可能由学生进行，培养学生的观察、分析能力。一、课堂演示实验教学设计加涅把知识分成陈述性知识（言语信息）和
6、程序性知识（智慧技能和认知策略）两种，皮连生在智育心理学中提出了“六步三阶段教学两分支”的学与教过程模型。模型如图表10所示，左边为陈述性知识的学与教，右边为程序性知识的学与教。14步为学与教的第一阶段，这一阶段是解决新知识的理解问题，第5步代表知识的巩固或转化阶段，第6步代表知识的提取与运用阶段。演示实验教学过程可以参考六步三阶段教学法。教育心理学有一个著名公式：学习成绩f（M，IQ，K），M代表学习动机，IQ代表智商分数，K代表原有知识技能，因此应用其指导教学设计时应满足以下原则：1.好的教学应有利于激励学生的学习动机2.好的教学应充分利用学生的原有知识基础3.好的教学应适应学生的个别差异
7、4.用具体教学目标指导教师的教、学生的学以及学习结果测量与评价。5.通过任务分析，为不同的教学目标选择最优教学步骤、方法和技术。图表 “六步三阶段教学两分支”的学与教过程模型演示实验课堂教学结构模式分成如下几种：引入型、逻辑演绎型、逻辑归纳型、探究发现型、练习型。（一）、引入型引入型演示实验一般在课堂教学开始时使用，作用是引起学生对将要学习的物理知识的兴趣，设置疑难点，激发学生主动学习和探索的热情。引入型演示实验能提高学生的观察能力，对演示实验的要求一般为实验现象漂亮新奇，多为定性实验。用演示实验引入课堂教学，这种教学方法一般在新课上使用。教师应注意在教学过程中紧扣演示实验，做到在课堂中逐步解
8、释演示实验现象，课堂结束时能完全解释实验现象。如果在演示实验引入课堂后就把实验抛开，演示实验所能起的教学作用将大大降低。利用压强的演示；用砖、啤酒瓶、沙盘等；用四脚凳、纸、砖等。（二）、逻辑演绎型逻辑演绎型演示实验主要应用于课堂教学过程中，老师利用演示实验进行分析、推理、演绎，促使学生进行知识迁移，使旧知识与新知识结合，引起学生认知结构的重组。演示方法有很多种，如由量的关系推出质的关系，原理与现象之间互相推理等，培养学生的观察能力。逻辑演绎型为演示实验中教师最常使用的类型，一般应用于概念和原理的学习。如：分析和讲解楞次定律。（三）、逻辑归纳型逻辑归纳型主要在应用性演示实验中使用，通过具体实验仪
9、器的使用或物理知识在实践中的应用举例，促使学生发散思维，巩固新知识。利用逻辑归纳型演示实验介绍理论知识的开发和应用，有助于帮助学生认识到理论的有用性，而不只是空洞的逻辑数学演绎，有助于帮助学生了解仪器的使用方法、原理，及如何改进，是理论于现实的桥梁。例如：电磁感应定律的演示。（四）、探究发现型科学探究包括以下几个基本要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。在探究发现型演示实验教学过程中，演示实验所起的作用是向学生提供典型的现象和过程。探究发现型演示实验教学有利于组织学生观察，引导思考，激发争辩，探究原因，分析特征，寻找规律。通过探究式学
10、习，学生能够获得科学探究的能力和方法，能帮助学生自发地探索复杂现象的本质，发现它们之间的相互关系，从而掌握探索自然规律的科学方法。（五）、练习型传统的习题课一般不会有演示实验，教师在课堂上主要是讲解作业答疑。而实际上很多的习题其实就是一个个有趣的实验。在习题课上如果能适当加入演示实验，有利于学生对习题的理解，并能提高学生对做习题的兴趣。例题：如图所示，A、B叠放在一起漂在杯中的水面上，若把A取下扔入杯中，则杯中水面会上升、下降，还是不变？1、设置情景、提出猜想教师活动：在一个平静的湖中央，有一个人坐在装有石块的小船上，当他把石头往水中丢时，湖面将上升还是下降？如果小船上装的是水或者是木块，湖面
11、又将如何变化？学生活动：根据情境，提出自己的猜想。2、演示实验教师活动：用大烧杯代替湖，用小烧杯代替小船。在大烧杯中加入半杯水左右，将装有小石头的小烧杯放入大烧杯中（石头不能放太多，必须保重小烧杯是漂浮的），继续往烧杯中加水直至刚好满杯，将石头扔入水中。学生活动：仔细观察并记录实验现象。教师活动：将小石头分别换成水和木块，重复上面的实验。3、验证猜想教师活动：你的猜想正确吗？液面上升下降还是不变？这道题需要灵活运用阿基米德原理来推导。学生活动：验证自己的猜想。4、总结习题学生活动：交流自己所观察到的实验现象和验证猜想的推理过程。教师活动：（1）对学生所观察到的实验现象现行总结：当小烧杯内装的是
12、小石块是，液面下降。当小烧杯内装的是小木块和水时，液面不变。（2）讲解习题：对于石头，当石头在小烧杯中漂浮的时候，排开水的重力等于石头重力，扔入水中后，排开水的重力小于石头重力（浮力小于重力），所以排开水的量减少，液面下降。对于木块，因为无论是在小烧杯内还是小烧杯外，所受浮力一样，排开的水也一样多，所以液面不变。对于水，在小烧杯内受到的浮力等于重力，倒入大烧杯后，刚好弥补排开水的减少量，所以液面不变。所以题中，要考虑物块A的密度，液面可能下降也可能不变。（3）引导学生总结归纳知识点：阿基米德原理，物体受到浮力的大小等于物体排开液体受到的重力；物体的沉浮条件。5、评价反思引导学生反思以下几个问题
13、：知道阿基米德原理吗？是否真正理解阿基米德原理？知道什么是轮船的排水量吗？轮船在江中和海中的排水量相同吗？二、演示-观察-解释（DOE）策略演示实验包括实验演示、实验观察、实验解释三个过程，常规演示实验教学是教师演示实验，学生观察实验，教师对实验进行解释。这种演示策略可以称为演示-观察-解释（demonstrate-observe-explain，缩写为DOE）策略。在演示-观察-解释策略中，演示主要是教师操作表演实验，有时候也可以请学生充当教师的助手或在教师的指导下让学生在讲台上操作实验。观察是在实验操作的过程中，学生在教师的引导下，对实验器材、实验方法、实验过程和实验现象等进行观察和记录。
14、解释不单单是教师对实验现象的分析，得出实验结论，从结论中总结物理规律或理论，还包括对器材的选用、器材的使用、实验方法的选择进行必要的说明和讲解。在实际演示实验教学中，这三种活动一般都是同时进行的。为了使学生获得丰富的感性认识，加深对物理概念、原理和定律的理解，激发学生学习物理学的兴趣；为了培养学生的观察和实验能力，发展学生的智力；为了使学生初步了解物理学的研究方法，培养学生实事求是的科学态度和遵纪守法、爱护仪器的优良品质，在DOE的实施过程中，教师应该做到操作规范、演示成功、实验现象清楚、明确有效的引导和逻辑缜密的讲解。1.操作规范。学生所接触的实验大部分是演示实验，学生对物理仪器初次接触绝大
15、多数是在演示实验中完成的，所以，教师在演示实验中的操作对学生的影响很重要，甚至砝码的拿取、天平的放置、温度计的读数、导线的连接等等这些琐碎的细节也将影响学生对物理仪器的理解和他们实验操作能力的提高。2.演示成功。演示实验是物理课堂教学的有机组成部分，实验演示成功是有效教学的重要环节，因此要确保实验演示成功。成功地进行演示实验的首要条件是掌握实验原理。只有掌握原理，才能准确地抓住关键，成功的进行演示实验。例如，用毛皮摩擦橡胶棒，或用丝绸摩擦玻璃棒，要获得较多的电量，须知道摩擦起电的原理。摩擦起电的实质是接触带电，当两种物质接触时，由于不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同，而实现电子的转移的，因此只要把毛皮紧握在橡胶棒上，把橡胶棒用力抽出，就能使物体带电。但有的教师误认为起电的原因是摩擦温度升高导致核外电子逸出，于是不停地摩擦橡胶棒，虽然用了不少的力气，但是效果并不理想。成功地进行演示实验除了在课前充分准备外，还要注意教室环境条件，例如，静电实验的难易跟天气的湿度有很大的关系。另外实验失败是不可避免的，教师要在课前要有充分的准备确保成功，但是在课堂上一旦失败，千万不能弄虚作假欺骗学生。3.现象清楚。演示现象务必使全班学生都能看清楚，为此仪
