浅谈中学物理演示实验的设计原则

张龙

物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验方法是人们研究物理学的重要方法。大量的物理概念、规律、原理都是通过实验发现、总结归纳得出的。物理实验在物理教学中的作用一般可以归纳为以下几点：一是可以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;二是可以培养学生的观察和实验能力，发展学生智力;三是让学生初步了解物理学的研究方法，培养实事求是的科学态度和遵守纪律的优良品质。而演示实验作为物理教学中的一种重要的方法和手段，它把研究的物理现象清楚地展现给学生，从而更好地掌握物理概念和规律。笔者根据演示实验的特点，依照教学原则，总结出中学物理演示实验的基本设计原则，以便能最大程度地发挥出演示实验在物理教学中的作用。

第一，科学性原则

物理实验的误差是难免的，但不能为了避免误差而拼凑数据，欺骗学生，也不能把任何不正确的实验结果都归结于误差而了结，要很好地分析误差产生的原因，要尽量减少误差。例如：在演示萘的熔解和凝固时，实验测得萘的熔点常常不是80℃或不是保持80℃不变。原因是什么呢？反复实验后发现有以下四个原因：（1）煤油温度计不够准确，用水银温度计较为难确;（2）萘粉要纯，如化学纯萘粉;（3）酒精灯加热要缓慢均匀，使杯中水温与试管中萘粉温度差不超过3℃;（4）搅拌器搅拌萘粉要认真、细致，使萘粉受热均匀。

第二，简单性原则

结构复杂、操作繁琐的演示实验;很容易分散学生的注意力。所以演示仪器只要效果明显，不失科学性，那么越简单越好。

第三，直观性原则

演示实验一定要使班上每一位学生都能清楚地看到所演示的现象，如灵敏验电器，演示时“灵”而不“显”，如果把金属箔做得太大，则会“显”而不“灵”。因此，在设计此实验时，可以采用灯光反射原理，在验电器后方装上两只灯泡，达到了演示现象明显清楚可见度大的效果。又如，演示液体的热胀冷缩时，水中滴几滴红墨水，烧瓶上方的玻璃管中插入一根铁丝，就可以大大增加可见度。

第四，目的性原则

教师应根据教学目的策划设计演示实验。有些现象学生比较陌生，抱有怀疑态度。如电磁波的传播是不需要媒质的，对此，学生不是坚信不移的，我们便通过实验证实。在一只玻璃钟罩内放一只小型讯号发生器，在外面用架收音机来接收，可以听到讯号声。把钟罩内的空气抽去不影响收音机的正常接收，但是如果换了一台闹钟，当钟罩内的空气抽去后就听不到声音了。这说明了声音的传播需要媒质，而电磁波的传播不需要媒质。

第五，适度性原则

演示实验应在几分钟内完成，时间过长会分散学生注意力，影响课堂教学。如演示液体热胀冷缩，按课本上的设计，用酒精灯将一满烧瓶的冷水烧热看到瓶塞上方玻璃管內液面上升的情况，需要10多分钟。用小试管代替烧瓶，水里滴入几滴红墨水，在试管塞上插入细玻璃管，管内插入铁丝，管内空气柱就变得更细，液面上升情况就更明显。用酒精灯加热小试管，一分钟内就可明显看到液面上升。又如演示萘的熔解与凝固，用78℃左右的热水就可以加速实验过程，大大缩短实验时间。

第六，趣味性原则

富有魅力的大气压实验，可补充“酒瓶吞蛋”实验。把煮熟的鸡蛋去皮，放在一旁备用，取一个普通的开口啤酒瓶，将燃烧着的细纸条迅速塞入瓶中，再马上将鸡蛋的小头朝下立在瓶口上，随着火的熄灭和白烟升起，啤酒瓶将把鸡蛋吞进“肚子”里。接着举例针炙“拔火罐去风”的原理，学生会感到学习物理其乐无穷。

总之，在演示实验教学中，教师是实验的主体，处于主动地位。学生是观察的主体，处于被动地位。演示实验的效果取决于实验本身以及教师的主导作用的发挥。只有遵循以上六点原则，设计出好的物理演示实验，并在教学中进行合理有效的应用，才能达到教育目的，提高学生的综合素质。