讓趣味實驗重新煥發(fā)物理課的魅力

殷小波

讀高中時，我的物理老師利用某個課間時間，做了一個“水火箭”實驗，我清楚地記得那個塑料瓶飛得很高很高，也記得“火箭”飛上天時同學(xué)們的歡呼。這是筆者在十多年后對高中物理的深刻印象，也是筆者決定要寫這篇文章的原因之一。

在教學(xué)過程中，時常聽到學(xué)生反映物理難學(xué)，對物理課不感興趣。學(xué)生有此反映，具體原因可能是多方面的。但就筆者所見，一個較普遍的原因還是物理課的教學(xué)內(nèi)容和實際現(xiàn)象聯(lián)系不夠，學(xué)生感受不到所學(xué)習(xí)的知識在生活中的具體運用，時間長了，就失去了學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。而美國教育家布魯諾說：“學(xué)習(xí)的最大動力乃是對所學(xué)材料的興趣?！币虼耍處煈?yīng)該在將物理知識與學(xué)生生活實踐和社會實踐密切結(jié)合，把學(xué)生的感性認(rèn)識與理性知識相結(jié)合，選用一些生活用品和學(xué)習(xí)用具進(jìn)行一些趣味性的物理小實驗，拉近物理知識與學(xué)生生活實踐的關(guān)系，提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣。那么，對于這一設(shè)想，我們該如何做呢？

一、實驗與理論有機(jī)聯(lián)系

所做的趣味實驗不應(yīng)該是孤立的，應(yīng)該和平時的教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系。這就需要老師在平時的教學(xué)過程中，細(xì)心留意、勤于思考，看看可以針對哪些教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行趣味性實驗。下面列舉幾個實驗。

1.在“物體的平衡”的教學(xué)中，我們可以適時做這樣一個實驗。請同學(xué)們坐下來，把上身挺直，而且不準(zhǔn)把兩只腳移到椅子底下。不準(zhǔn)把上身向前傾，也不許改變兩腳的位置，請同學(xué)們試試看站起身來。實驗的結(jié)果是無論花多大力氣，只要不把上身向前傾或者把兩腳移到椅子底下去，就休想站得起來。

這是同學(xué)們平時沒有嘗試過的，他們會覺得很有趣。不用老師問，他們自己就會思考：這是為什么呢？這個時候老師可以引導(dǎo)他們得到答案：一個站立著的物體，只有當(dāng)那條從它重心引垂下來的豎直線沒有越出它的底面的時候，才不會倒下，也就是說，才能夠保持平衡。

2.在“靜電場”這里，我們?yōu)榱苏f明電荷和靜電力的存在，經(jīng)常做摩擦過的橡膠棒吸引紙屑的實驗，這對于學(xué)生來說早就沒有了新意。這里我們可以設(shè)計這樣一個實驗：將一個比較輕的薄木條支在一個摩擦很小的絕緣支架上，表演者站在絕緣的站臺上，用帶有靜電的手靠近木條的一端而不接觸，這樣就可以不接觸而牽引木條轉(zhuǎn)動。不明原因的同學(xué)會感覺到表演者有一種“魔力”，其實只是用靜電產(chǎn)生裝置不斷將電荷轉(zhuǎn)移到表演者的手上，利用靜電吸引力產(chǎn)生的效果。

二、實驗要具有趣味性

具有趣味性的實驗，自然更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使他們在觀察實驗中出現(xiàn)現(xiàn)象的同時，思考其中蘊藏的原理。教材中安排的實驗雖然對理論知識的得出或者理解很有幫助，但是普遍缺乏趣味性。那么我們應(yīng)該在這些實驗之外再開發(fā)一些具有相同原理的趣味性實驗。

例如：1.在解釋“反沖”時，教師會給學(xué)生講火箭的發(fā)射原理，展示火箭升空時的情景視頻，這些對于學(xué)生來說，已經(jīng)不新鮮了，起不到深刻的教學(xué)作用。如果在這里我們能做一個“水火箭”的實驗，當(dāng)看到那么簡單的裝置能夠使塑料瓶“嘭”地飛得老高時，學(xué)生的興趣和熱情一定很高。

2.在“熱學(xué)”這里講到壓強與溫度的關(guān)系時，我們可以做一個“小噴泉”實驗。在一個玻璃瓶內(nèi)裝四分之一的水，將一個較細(xì)的塑料管穿過瓶塞，使塑料管的下端沒入水中，塞緊瓶塞，然后往瓶上倒開水，一會兒就能看到水從塑料管中噴出，形成持續(xù)時間較長的“噴泉”。這個有趣的實驗?zāi)軌蛏羁痰刈寣W(xué)生領(lǐng)悟到壓強與溫度的關(guān)系。與此類似，還可以做這么一個實驗，在一個正在被加熱的盛有水的燒瓶口上套一個氣球，繼續(xù)加熱，氣球很快就鼓了起來。這時停止加熱，耐心觀察，便看到氣球逐漸癟了下去，最終被吸入瓶內(nèi)。這個實驗中，在氣球被反吸進(jìn)瓶內(nèi)的一剎那，學(xué)生一定會很驚訝，甚至感到震撼，留下非常深刻的印象。

三、能夠讓學(xué)生廣泛參與

如果對于每一個趣味實驗，學(xué)生只是旁觀者，那么我們就難以實現(xiàn)趣味實驗的更深遠(yuǎn)的意義。蘇霍姆林斯基說：“興趣的源泉還在于運用知識，人的內(nèi)心里總想感到自己是發(fā)現(xiàn)者、研究者、探尋者?！彼晕覀儜?yīng)該讓學(xué)生盡可能地參與到實驗中，從旁觀者變成實驗的制作者和表演者，切實體會其中的樂趣和成功的喜悅，從而使學(xué)生激發(fā)出源源不斷的學(xué)習(xí)動力。

另外，只有參與進(jìn)來，自己動手去做，才能談得上培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、解決問題的能力及創(chuàng)新能力。因為很多實驗看起來簡單，其實在制作和表演過程中會遇到很多細(xì)節(jié)問題，而這些細(xì)節(jié)問題能否解決直接影響實驗效果優(yōu)劣。在這樣的過程中，學(xué)生的能力一定會得到培養(yǎng)和提高。就拿“水火箭”這個實驗來說，要使實驗成功，使“火箭”飛得很高，就要解決這樣幾個細(xì)節(jié)問題：減小空氣阻力和自身重力、加強“火箭”飛行的穩(wěn)定性、塑料瓶內(nèi)裝多少水最適宜、瓶塞應(yīng)該緊到什么程度等。要解決這些問題學(xué)生考慮選擇什么樣的塑料瓶、什么樣的外形，并通過多次嘗試確定瓶內(nèi)水的多少及瓶塞的松緊度。

四、指導(dǎo)學(xué)生開展實驗活動

對學(xué)生的指導(dǎo)應(yīng)該包括兩個方面內(nèi)容。

第一，指導(dǎo)學(xué)生組建興趣活動小組。組建活動小組的意義，首先，可以發(fā)揮集體智慧，做出最好的實驗和最理想的實驗效果；其次，能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神和互相學(xué)習(xí)、取長補短的優(yōu)秀學(xué)習(xí)品質(zhì)；再次，對于一些比較復(fù)雜的實驗，可以拆解分配，使每個同學(xué)既能參與又不占用過多的學(xué)習(xí)時間。

第二，指導(dǎo)學(xué)生確立實驗方向和解決技術(shù)性問題。在學(xué)生不知道該做什么實驗的時候，老師應(yīng)該幫助他們確立實驗的方向或者實驗的題目。在完成一個實驗的過程中，學(xué)生難免會遇到一些技術(shù)性問題，這些問題會影響到實驗的完成或者是實驗的效果，如果學(xué)生無法解決，老師就可以給予適當(dāng)指導(dǎo)。例如，在做“孔明燈”時，要想使“孔明燈”飛得高、飛得久，就要使用盡可能輕的材料和較多燃料，特別是如何讓燃料又多又輕呢？這是這個趣味實驗中關(guān)鍵性的技術(shù)問題，老師可以給予引導(dǎo)。

據(jù)筆者了解，開展趣味性實驗這項活動的學(xué)校并不多，原因并不在于這項活動的難度，而在于它與現(xiàn)行的教育制度格格不入。眾多教師認(rèn)為，在高考的指揮棒下，這項活動于高考無益，有浪費時間的嫌疑。這種目光短淺的認(rèn)識，在當(dāng)今教育改革的思潮中應(yīng)當(dāng)予以摒棄。