淺談物理演示實(shí)驗(yàn)的“包裝”

　　物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)大廈的根基，也是物理學(xué)發(fā)展的前沿陣地。物理演示實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的一大分支，具有獨(dú)特的教學(xué)作用。隨著我國(guó)新課程改革在全國(guó)范圍內(nèi)的鋪開(kāi)，新課程強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)聯(lián)系實(shí)際的理念已經(jīng)深入人心。演示實(shí)驗(yàn)往往作為物理教學(xué)的起點(diǎn)，作為課堂的引入，俗話說(shuō)“好的開(kāi)始是成功的一半”，其在教學(xué)中的重要性可見(jiàn)一斑。
　　一、問(wèn)題的提出及“包裝”的思路
　　如何有效地加強(qiáng)物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用呢？筆者通過(guò)長(zhǎng)期的研究和思考，提出一種思路，即對(duì)演示實(shí)驗(yàn)本身做必要的“包裝”。基于以下邏輯：教師之于學(xué)生，恰如商家之于顧客，演示實(shí)驗(yàn)即銷售的商品。對(duì)于商品來(lái)說(shuō)，包裝是十分重要的，包裝使商品的外在表現(xiàn)形式獨(dú)具特色，容易被顧客接受；同樣，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，“包裝”使其外在表現(xiàn)形式具有極大的魅力，一方面可能是因?yàn)榘b帶來(lái)的美感，另一方面可能是因?yàn)榘b使演示實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)得以“曲線表達(dá)”，使學(xué)生的好奇心劇烈膨脹，將教學(xué)中教師的“我要教”化為學(xué)生的“我要學(xué)”，從而加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用。邏輯圖見(jiàn)圖1。
　　二、“包裝”的具體方法及案例
　　1.賦予物理演示實(shí)驗(yàn)以生活的實(shí)際含義
　　根據(jù)前蘇聯(lián)心理學(xué)家維果斯基的最近發(fā)展區(qū)理論，教學(xué)應(yīng)該緊貼學(xué)生的現(xiàn)有水平。尤其對(duì)新知識(shí)的教學(xué)，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活實(shí)際的教學(xué)情境，從而有效地教學(xué)。對(duì)于學(xué)生，物理演示實(shí)驗(yàn)本身并沒(méi)有多大“自然”的吸引力，但學(xué)生的好奇心卻具有超乎想象的“天然”能力。學(xué)生往往對(duì)自己身邊熟悉的、有趣的事物或親身經(jīng)歷的生活情境，會(huì)產(chǎn)生不由自主的認(rèn)知欲望。教師正好可以利用這一點(diǎn)，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)摹鞍b”，賦予實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以生活的內(nèi)容，將學(xué)生的生活實(shí)際與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)。此所謂有條件要聯(lián)系，沒(méi)有條件，創(chuàng)造條件也要聯(lián)系?！鞍b”正是創(chuàng)造條件的一種手段。
　　【案例1】飲水鳥(niǎo)（如圖2所示）
　　飲水鳥(niǎo)是中國(guó)古代的一個(gè)科學(xué)玩具，被人稱為“愛(ài)因斯坦也吃驚的玩具”。飲水鳥(niǎo)的主體是由玻璃制成，它的身體是一根玻璃管，管的上端是一個(gè)玻璃小球，也就是鳥(niǎo)的頭部，管的下端有一個(gè)大球，也就是鳥(niǎo)的尾部，球內(nèi)裝有液體，管的下端浸在液面下。整個(gè)鳥(niǎo)身是密閉的，架在一個(gè)類似鳥(niǎo)腿的座上。它的頭部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。為了讓人不能看清鳥(niǎo)身體里的秘密，它的身體被涂上了顏色。而它的神奇之處就是，在鳥(niǎo)的面前放上一杯水，鳥(niǎo)就會(huì)俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起來(lái)；然后好像是又渴了，鳥(niǎo)直立一會(huì)兒又會(huì)俯下身去，等到鳥(niǎo)嘴浸到水里，“喝”了一口，又會(huì)直立起來(lái)。就這樣，它不停地點(diǎn)頭喝水，就仿佛是一臺(tái)永動(dòng)機(jī)。原理在這里不再詳細(xì)說(shuō)明了，請(qǐng)有興趣的讀者自行查找有關(guān)資料。
　　這個(gè)玩具的原理中包含了氣體壓強(qiáng)、重心與力矩、毛細(xì)現(xiàn)象、熱力學(xué)定律與能量守恒定律等物理內(nèi)容。飲水鳥(niǎo)作為這些內(nèi)容的講授課的演示實(shí)驗(yàn)引入，可以極大地引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。飲水鳥(niǎo)的設(shè)計(jì)中，將原本的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（一個(gè)杠桿在支架上左右上下運(yùn)動(dòng)）賦予了一種實(shí)際生活的內(nèi)涵，即一只小鳥(niǎo)在上下點(diǎn)頭；將從左端吸取液體的演示現(xiàn)象，賦予了鳥(niǎo)上下點(diǎn)頭，正在喝水的意義。學(xué)生對(duì)這種具有實(shí)際生活含義的演示實(shí)驗(yàn)，有天生的好奇心，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，可以使演示實(shí)驗(yàn)的效果更好，教學(xué)作用更佳。
　　【案例2】蠟燭蹺蹺板實(shí)驗(yàn)（如圖3所示）
　　蠟燭蹺蹺板是用一根較硬的細(xì)金屬絲穿過(guò)一根蠟燭（將蠟燭的底端也削成和頂端一樣），在蠟燭的兩端放上做好的兩個(gè)小紙人，再用一根金屬絲做成如圖3所示的支架，并放在水平桌面上，然后將做好的蠟燭放到支架上，通過(guò)各種方法將蠟燭調(diào)至水平，如移動(dòng)小紙人、點(diǎn)燃重的一端等。調(diào)平后，即可開(kāi)始演示實(shí)驗(yàn)，將蠟燭兩端幾乎同時(shí)點(diǎn)燃?？梢钥吹较灎T兩端在一上一下的運(yùn)動(dòng)，就像兩個(gè)小紙人在玩蹺蹺板似的。
　　此演示實(shí)驗(yàn)中，包含了杠桿平衡原理的知識(shí)，將一個(gè)簡(jiǎn)單的蠟燭兩端一上一下的運(yùn)動(dòng)，做了恰如其分的“包裝”，即在蠟燭兩端放上了小紙人。這樣就呈現(xiàn)出一個(gè)同學(xué)們生活中的游戲場(chǎng)景，賦予了演示實(shí)驗(yàn)以學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的內(nèi)涵，有效地增強(qiáng)了其教學(xué)作用。
　　2.將演示實(shí)驗(yàn)做“奇”
　　學(xué)生對(duì)于新鮮的、沒(méi)見(jiàn)過(guò)的、有悖常理的奇特事物有天生的好奇心，利用好這一點(diǎn)，我們可以“包裝”演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，將其做得新奇，同學(xué)們會(huì)非常感興趣。
　　【案例3】魔法盒的演示實(shí)驗(yàn)（如圖4所示）
　　此魔法盒是一個(gè)正方體盒子，其正面是一塊透明玻璃，其余各面均不透明，頂部有一圓口，并且在盒子里傾斜放置一塊平面鏡，鏡面朝向紙外。學(xué)生從正面觀察，教師將一枚硬幣通過(guò)頂部的圓口放進(jìn)盒子，能夠聽(tīng)到硬幣落進(jìn)去的碰撞聲，但卻看不到硬幣，仿佛是硬幣被魔法盒“吞”掉了。
　　此演示實(shí)驗(yàn)包含了平面鏡成像的知識(shí)，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果被包裝后非常的奇特，與學(xué)生們預(yù)料的結(jié)果不同，應(yīng)該看到的卻沒(méi)有看到，引起了學(xué)生學(xué)習(xí)新課程的興趣，增強(qiáng)了演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用。
　　3.將演示實(shí)驗(yàn)做“險(xiǎn)”
　　學(xué)生通常在危險(xiǎn)的情況下，注意力能夠十分集中，并且對(duì)此留下深刻的印象。教學(xué)過(guò)程中教師為了真正使學(xué)生與教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生相互作用，達(dá)到學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)之目的，教師可以創(chuàng)設(shè)一些看起來(lái)可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，但實(shí)際操作中并不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)情境，以此來(lái)“包裝”演示實(shí)驗(yàn)。
　　【案例4】單擺實(shí)驗(yàn)
　　教師在講單擺有關(guān)知識(shí)時(shí)，可以自己做一個(gè)比較大的單擺，擺線可以長(zhǎng)到兩米多，用一個(gè)較重的金屬球做錘兒。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)教師可以把金屬球拉到自己的鼻子尖上，靠在黑板前（讓學(xué)生知道自己無(wú)路可退），同時(shí)給學(xué)生說(shuō)：“大家看好，我松手后，球會(huì)不會(huì)擺回來(lái)砸到我的鼻子？”即使有的學(xué)生認(rèn)為不會(huì)，但也會(huì)為老師捏把汗。教師也可以讓學(xué)生來(lái)做，這樣的演示實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生終生難忘，同時(shí)有助于加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用。把演示器材做大，是演示實(shí)驗(yàn)本身的要求——實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要清晰，同時(shí)也是將實(shí)驗(yàn)做“險(xiǎn)”的一個(gè)重要手段。
　　【案例5】失重的演示實(shí)驗(yàn)
　　在演示失重時(shí)，教師可以用一個(gè)礦泉水瓶，瓶蓋上和瓶的下端側(cè)面各扎一個(gè)孔，先用大拇指按住瓶子側(cè)面的孔，將瓶子接滿水，蓋好蓋子。然后將大拇指松開(kāi)，會(huì)看到水從側(cè)口里噴出，教師裝作差點(diǎn)弄濕自己的衣服，然后趕緊按住側(cè)口，接著問(wèn)學(xué)生：“假如使瓶子自由下落，我們看看會(huì)有什么現(xiàn)象?！边@時(shí)把側(cè)口朝向自己，松手。結(jié)果發(fā)現(xiàn)衣服卻沒(méi)有濕，從而引出了失重的概念和有關(guān)知識(shí)。當(dāng)然也可以讓學(xué)生做，演示實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好，教學(xué)作用更佳。
　　通過(guò)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的“包裝”，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，而興趣則是學(xué)生最好的老師；可以使演示實(shí)驗(yàn)豐富的物理知識(shí)內(nèi)涵與獨(dú)特的外在表現(xiàn)形式達(dá)到統(tǒng)一，互相促進(jìn)；可以使演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用得以充分的發(fā)揮。物理教師應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)自身的積極性，投身到演示實(shí)驗(yàn)的研究和自制教具的開(kāi)發(fā)中，同時(shí)也要研究怎樣通過(guò)“包裝”去完善已有的優(yōu)秀演示實(shí)驗(yàn)和自制教具。
　　（責(zé)任編輯郭振玲）