課外實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與研究

曹永耀

注：2015年河南省教育技術(shù)裝備和實(shí)踐教育研究立項(xiàng)課題PZS148（河南省教育廳 教技裝【2016】35號(hào)）

如果把物理比做一扇緊閉的大門，那么實(shí)驗(yàn)就是打開這扇門的鑰匙。物理學(xué)是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。物理規(guī)律是在對生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象考察和再實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真思考總結(jié)得來的。我們耳熟能詳?shù)奈锢矶ɡ?、定律，大都是通過實(shí)驗(yàn)得出的，如卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)測出了引力常量，法拉第十年堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明原子的核式結(jié)構(gòu)等。實(shí)驗(yàn)就是科學(xué)家砥礪前行的燈，照亮他們科學(xué)之路。實(shí)驗(yàn)對于物理是如此的重要，所以沒有實(shí)驗(yàn)的物理就不是完整的物理。

就現(xiàn)在高考而言，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ歉呖贾攸c(diǎn)考察的五大能力之一，要求學(xué)生能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模斫鈱?shí)驗(yàn)原理和方法，使用儀器觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；就物理課堂而言，實(shí)驗(yàn)也是不可或缺的一環(huán)，無論是課前引入還是課上驗(yàn)證，都是非常重要的教學(xué)手段。但對于許多二類高中來說，學(xué)校的硬件設(shè)施、學(xué)生的薄弱基礎(chǔ)都嚴(yán)重制約了實(shí)驗(yàn)真正的重要作用。高考中并不體現(xiàn)學(xué)生的動(dòng)手能力，所以實(shí)際情況是實(shí)驗(yàn)課成為理論課，講述代替了操作，偶爾會(huì)有演示實(shí)驗(yàn)，也只是蜻蜓點(diǎn)水般的一閃而過，分組實(shí)驗(yàn)對于一個(gè)龐大的班級(jí)來說幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。種種原因的存在使得以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理學(xué)科變得重理論輕實(shí)驗(yàn)，重課本輕動(dòng)手，重死記輕變化。很多需要通過實(shí)驗(yàn)了解的現(xiàn)象變成了空洞的講授，學(xué)生毫無感覺，反而覺得物理脫離生活，不易理解，偏、難、怪成了物理的代名詞，以至于許多學(xué)生由此產(chǎn)生放棄學(xué)習(xí)物理的念頭。

新一輪的高考改革即將到來，鑒于實(shí)驗(yàn)與當(dāng)前物理課堂的矛盾，如果我們?nèi)越┦毓袒?，便?huì)跟不上時(shí)代潮流。由此我認(rèn)為課外實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)?zāi)苎a(bǔ)充課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不足，貼近學(xué)生的生活實(shí)際，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦獲得學(xué)習(xí)物理的感性材料，加深學(xué)習(xí)物理知識(shí)和規(guī)律的理解。由此我們設(shè)想怎樣把課外實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)與當(dāng)前的物理課堂相互聯(lián)系？既不與傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)沖突，又可以與學(xué)習(xí)相輔相成呢？我準(zhǔn)備從以下三個(gè)方面著手去操作：

（1）課前穿插課外實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)：興趣是最好的老師，一個(gè)好的開始是成功的一半，當(dāng)我用趣味實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，不僅讓枯燥的物理變得有趣起來，也讓學(xué)生對本節(jié)課充滿了好奇和想象。例如講授電磁感應(yīng)章節(jié)中自感現(xiàn)象時(shí)，利用日光燈里的鎮(zhèn)流器做“千人震實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生真實(shí)參與從而感受實(shí)驗(yàn)的魅力，并趁機(jī)拋出問題，引入新課，讓他們帶著興奮和刺激去學(xué)本節(jié)課，試想這節(jié)課他們還會(huì)睡覺、看課外書嗎？課前的引入就是讓學(xué)生知道物理真的是可以出彩的。

（2）課堂上的演示：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)我們在課堂上講解某個(gè)定理或結(jié)論時(shí)，基本都是理論上的，要求學(xué)生記住而不需要問為什么。此時(shí)如果我們用趣味實(shí)驗(yàn)或課外實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步的驗(yàn)證，既能說明理論的正確性，同時(shí)也讓學(xué)生真正學(xué)習(xí)物理背后的方法，例如學(xué)習(xí)完摩擦力中最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力后，我們會(huì)告知學(xué)生最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，然后就沒有然后了，只是讓他們記住，對，就是記住！如果我們通過實(shí)驗(yàn)求出最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的大小，定量比較二者的數(shù)值關(guān)系，那么就事實(shí)勝于雄辯了。一個(gè)老師設(shè)計(jì)用彈簧秤、滑塊和紅色小物塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用彈簧秤拉動(dòng)滑塊，當(dāng)摩擦力突變時(shí)，紅色小物塊會(huì)留在彈簧秤上，讀出讀數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)然也可以用傳感器直接找到靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小驗(yàn)證結(jié)果。

（3）課后的延續(xù)：課堂的結(jié)束不意味著學(xué)習(xí)的終結(jié)，一個(gè)巧妙的課外實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生有進(jìn)一步學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。例如學(xué)完電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼后，讓學(xué)生利用磁鐵和身邊的錫箔紙動(dòng)手做一個(gè)演示模型，當(dāng)磁鐵來回晃動(dòng)時(shí)，錫箔紙的紙片會(huì)慢慢跟隨擺動(dòng)；也可以讓錫箔紙動(dòng)起來，磁鐵不動(dòng)，它會(huì)比正常擺動(dòng)更快地停下來。通過自己的親身實(shí)踐，不僅加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，也與課本上的知識(shí)交相呼應(yīng)，一舉多得。

課外實(shí)驗(yàn)與趣味實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫靥钛a(bǔ)傳統(tǒng)課堂的枯燥乏味，改善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的單一性，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實(shí)踐證明，這樣做效果突出，學(xué)生在課堂上主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)發(fā)問，主動(dòng)思考。睡覺的少了，回答問題的多了；迷茫的少了，積極展示的多了。課外實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)發(fā)揮出了強(qiáng)大的能量，但如何利用好也是一個(gè)關(guān)鍵問題，需要我們做好前期的準(zhǔn)備工作，所以我準(zhǔn)備從三個(gè)角度提出合理化建議。

建立課外實(shí)驗(yàn)資源庫：我們專門由兩個(gè)老師做實(shí)驗(yàn)的搜集和整理工作，這些實(shí)驗(yàn)來源于課本上的科學(xué)足跡和做一做，也有的來自于資料上的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，也可以從網(wǎng)絡(luò)和一些科學(xué)節(jié)目中借鑒，如《是真的嗎？》《科學(xué)大求真》等。有了一個(gè)實(shí)驗(yàn)資源庫，我們講課時(shí)隨時(shí)都可以拿出來運(yùn)用，一次建立，終身受用。

成立物理興趣小組：從班級(jí)里挑選熱愛科學(xué)，善于動(dòng)手的學(xué)生參加，利用課余時(shí)間去實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，甚至于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。有時(shí)間的話利用周末去參觀工業(yè)園內(nèi)的電子廠，新能源汽車廠等，豐富知識(shí)，開闊視野。當(dāng)然必要的組規(guī)和要求能保證小組規(guī)范地操作和學(xué)習(xí)。

他山之石，可以攻玉：閉門造車與當(dāng)前教育理念不符，我們積極與外校合作，共同討論本課題的實(shí)踐意義，組織老師去一些名校參觀學(xué)習(xí)，相互交流，特別是參加省里組織的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽，從中汲取了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

在課改的春風(fēng)下，物理課堂也在尋求突破，打破原有模式，課外實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)很好的抓手，以此為契機(jī)，讓更多的學(xué)生重新愛上物理、學(xué)習(xí)物理、開發(fā)物理，讓物理真正“悟理”是我們最大的愿望。

（作者單位：河南省襄城縣實(shí)驗(yàn)高中）