趣味物理實驗與制作課程的開設(shè)及其體會

曾義

摘 要：筆者開設(shè)的選修課“趣味物理實驗與制作”具備三大亮點：一是激趣；二是創(chuàng)新；三是具有開放性。可以作為物理課的輔助與補充。

關(guān)鍵詞：選修課；趣味物理實驗；制作；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）4-0058-2

1 課程提出的背景

新時代的中學物理教學，不僅要求學生全面掌握課本知識，更需要培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新思維，提高學生的觀察能力和實際操作能力。高考導向下的物理學科課程教學主要針對課本知識的傳授，以學習知識、鞏固知識為主，有一定局限性。為了輔助學科教學，豐富學生物理學科的知識，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力，筆者在重慶南開中學開設(shè)了選修課“趣味物理實驗與制作”。

“趣味物理實驗與制作”作為學科教學的延伸應(yīng)運而生，它立足于生活，展現(xiàn)物理規(guī)律，喜聞樂見，妙趣橫生，產(chǎn)生了很好的課堂效果；它開放性強，自由度高，研究性學習，自助式開發(fā)，教學形式相對靈活，為教師和學生開辟了一片“自由天堂”；它的教學模式和教學內(nèi)容少了許多應(yīng)試教育的痕跡，與傳統(tǒng)的課堂教學有所差異，使學生開闊視野，豐富知識，理論和實踐能力得以全面提升，對學生學習大學課程，或者進一步探究物理，應(yīng)用物理知識，都有很好的作用。

2 課程目標和內(nèi)容的定位

本課程緊緊圍繞中學課本知識，設(shè)計一些創(chuàng)造性實驗和探究性實驗進行教學。在教學活動中，我們以“趣”來激發(fā)學生的內(nèi)在情感，使他們樂于主動投入，同時培養(yǎng)學生敏銳的觀察能力，繼而充分挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，加以科學想象，合理推演，提高學生的邏輯思維能力。課程演示或研究結(jié)束后，教師也可以進行適當拓展，讓學生自主設(shè)計一些新型的實驗或小制作。

下面以兩個實驗為例：

【實驗一】 會自動翻滾的“小黃人”

如圖1所示，在一內(nèi)部呈藥丸形的“小黃人”中裝一小鋼珠，然后放在一斜面上，放手后“小黃人”會自動從上端翻跟斗，一直會翻到下端。

在做實驗之前，事先不讓學生知道“小黃人”里面裝有什么東西。實驗一結(jié)束，學生就會產(chǎn)生好奇，急于想知道其運動原理。充分調(diào)動了學生的熱情之后，讓一學生再做一次，他們便會仔細觀察，發(fā)揮想象力，積極思考，學生自然會有不同的答案。這時，老師再告訴其事實真相，解釋其物理原理——重心和力矩作用。學生最后會感覺到這一原理非常簡單，并沒有超過他們的學科知識水平。學生明白原理后，再讓他們自己去選不同的器材，設(shè)計相應(yīng)實驗，體會其中的樂趣，培養(yǎng)學生的思維及操作技能。

【實驗二】 有趣的智能手機

用一鑰匙尖去滑一智能手機，手機沒有反應(yīng)。然后用鑰匙平面平行滑動智能手機，這時手機中的界面就像手去滑動一樣動了起來。

通過手機實驗：第一，學生根本沒想到除手以外還可以操作手機；第二，讓學生聯(lián)想到平時用指甲滑動與用手指（或手掌）滑動手機的區(qū)別；第三，讓學生進一步認識電容器。

從以上實驗來看，體現(xiàn)了“簡單”“有趣”，蘊含豐富的物理意義，緊貼教材。學生愛學、愛做，收獲頗豐。寓教于樂，何樂而不為呢？

3 課程開設(shè)的形式

該課程以觀察、設(shè)計、探究、實踐為主，培養(yǎng)學生的邏輯思維、創(chuàng)造思維及實際操作能力。筆者采取的教學形式有：

（1）在教學活動中，通過實驗觀察，讓學生思考，體會其中蘊含的物理意義，然后老師再解釋、補充、完善其物理原理和規(guī)律，最后再拋出一些類似實驗。這可使學生從淺層學習階段上升到研究物理規(guī)律層面。比如：通過對水龍頭下的水進行觀察，發(fā)現(xiàn)水龍頭震動時水流細線的長短將發(fā)生變化，于是可用塑料瓶制作微型地震儀。

（2）介紹實驗原理或工作原理，讓學生實驗或制作。比如“通過介紹音樂賀卡電路工作原理，讓學生為同學制作音樂賀卡；通過對水火箭的介紹，讓學生制作水火箭進行比賽。

（3）拋出相應(yīng)課題或讓學生自己設(shè)計課題，制作相應(yīng)成果。在課題選擇當中，一般選取具有探索性或創(chuàng)造性的科技小制作。選擇時可從以下兩個方面考慮：一是研究的價值，即要有創(chuàng)新或應(yīng)用價值；二是研究的可行性，即要考慮學生具備相應(yīng)的知識、可取的環(huán)境和器材等因素。比如：講電源時，通過水果電池實驗，讓學生查找資料，解釋其原理，并制作其他能源電池。在一次教學中，學生用堿水、銅片和鋅片制作了一個堿水電池。

當然，教學形式及學習模式并非按部就班，在教學及學習過程中可根據(jù)實際需要靈活調(diào)節(jié)。

4 課程開設(shè)的意義

選修課并不是一門獨立的課程，它既可與中學物理教學緊密聯(lián)系，又可豐富學生的課外物理知識，有助于學生更好地學好物理，提高學生的學科綜合素養(yǎng)。

（1）豐富學科課程實驗，進一步鞏固學科課程的學習。在學科教學中，由于教學時間、內(nèi)容及實驗器材的限制，演示實驗（數(shù)量少，器材是已加工的成品）也有所牽絆，其實驗以輔助教學為主，主要是幫助完成課本教學。在選修課“趣味物理實驗與制作”中，實驗以課本以外為主，操作簡單，現(xiàn)場制作，既突破了課本教學的局限，又能幫助學生鞏固學科知識。比如：常規(guī)教學中講力矩一般就舉桿秤、撬鐵軌等例。在選修課中，我們可引入蠟燭蹺蹺板、筷子開啤酒瓶等實驗鞏固力矩知識。再如：我們用一紙?zhí)崆Ы飳嶒瀬碚莆漳Σ亮Φ闹R，用大氣壓壓扁易拉罐來鞏固大氣壓的知識。

（2）培養(yǎng)學生對學科課程的學習興趣。興趣是學生學習的最大動力。在選修課中，教師借助簡單有趣的實驗，緊密聯(lián)系生活，使學生體會到物理學科中的奧妙，有利于激發(fā)他們學習課本知識的積極性。比如：我們可以用兩偏振墨鏡片來演示偏振現(xiàn)象，從而教會學生如何識別偏振墨鏡。

（3）豐富學科課程教學內(nèi)容。在學科教學中，有部分是高考刪去或選學的內(nèi)容，但這些內(nèi)容都可作為學生對學科知識的擴展，有助于去解釋一些生活常識。比如，伯努利方程可解釋汽車高速行駛時行人不能靠得太近、氣頂乒乓球、仙女撒花等現(xiàn)象；用重心與穩(wěn)定平衡，可讓學生懂得人走鋼絲繩的道理，進一步可讓學生思考如何將一個塑料瓶能平穩(wěn)地放在一根桿上。諸如這些刪去內(nèi)容，都可放入“趣味物理實驗與制作”教學之中。

（4）培養(yǎng)學生的觀察能力、實際操作能力和學科綜合能力。要學好物理，最基本的要求就是具有敏銳的觀察能力。在“趣味物理實驗與制作”中，由于教學的靈活性，教師可以拋出一些課題，或者讓學生自行去設(shè)計、探究一些更有價值的實驗或創(chuàng)新的科技成果，并親自制作出來。通過這樣的方式，可以培養(yǎng)學生將物理學科知識綜合、甚至是與其他學科知識綜合的能力，同時也在培養(yǎng)學生實際操作的能力。這不僅是對學生的一種訓練、考驗，更是一種挑戰(zhàn)，也是培養(yǎng)未來科學家的一種有力措施。

參考文獻：

[1]徐建平.引入趣味物理實驗 培養(yǎng)學生能力[J].中學物理，2009（11）：17-18.

[2]方鴻輝，劉貴興. 創(chuàng)造性實驗[M].上海：上海科學普及出版社，1999.

（欄目編輯 王柏廬）