趣味玩具在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

姜軍軍

[摘? ?要]文章主要研究了如何挖掘趣味玩具的應(yīng)用價值，將其作為一種優(yōu)質(zhì)的課程資源應(yīng)用到初中物理課堂教學(xué)中，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，加深學(xué)生對知識的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為以后的物理學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]趣味玩具;物理思維;課程資源

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）23-0045-02

玩具，泛指兒童游戲時用的物品，很多新奇的玩具背后蘊含著豐富的物理知識，是一種非常新穎又貼近生活實際的非課程資源。在不斷地摸索實踐中，如何充分挖掘趣味玩具的應(yīng)用價值，將這一優(yōu)質(zhì)的非課程資源課程化，筆者有些許思考。

一、新課引入，激發(fā)學(xué)生興趣

學(xué)生甚至部分成年人之所以容易沉迷游戲，其主要原因就在于游戲的設(shè)計者深知玩家對什么感興趣，什么樣的游戲體驗比較好玩、有趣，因此對癥下藥設(shè)計出的游戲一定是玩家所喜愛的。學(xué)習(xí)亦是如此，興趣是最好的老師，一節(jié)課剛開始如果能瞬間抓住學(xué)生的眼球，學(xué)生一定會對本節(jié)課的內(nèi)容產(chǎn)生極大的興趣，以最快的速度、以玩家的視角瞬間進(jìn)入上課的狀態(tài)。初中學(xué)生的求知欲強(qiáng)，且有很強(qiáng)的獵奇心理，因此對新奇的實驗現(xiàn)象會產(chǎn)生極大的興趣。教學(xué)時，用一些稀奇古怪的趣味玩具引入課堂教學(xué)，往往可以將學(xué)生的探索欲激發(fā)到最強(qiáng)。如在蘇科版教材《磁體與磁場》一節(jié)的新課引入時，因為內(nèi)容較為簡單，用生活中常見的磁體引入無法吸引學(xué)生，因此可以利用一些別出心裁的磁懸浮擺件，如“磁懸浮盆栽”“磁懸浮陀螺”“磁懸浮地球儀”等，從怎么讓這些物體懸浮說起引入新課，既激發(fā)了學(xué)生的興趣，又自然地過渡到新課內(nèi)容。又如教學(xué)《二力平衡》時，可用如圖1所示的小鐵人平衡擺件來引入，輕輕晃動小鐵人卻不會掉下支架，引發(fā)學(xué)生思考，引入平衡的知識。在教學(xué)《物體的浮與沉》時，可以用如圖2所示的“伽利略溫度計”的擺件來引入浮與沉的知識。新課結(jié)束后，還可與引入相呼應(yīng)，讓學(xué)生解釋其原理。通過浮與沉的學(xué)習(xí)，不難想到液體密度在不同溫度下并不相同，若玻璃球的密度大于液體密度，則下沉;若小于液體密度，則漂浮;若等于液體密度，則懸浮，因此可通過玻璃小球的懸浮或漂浮及其露出液面體積的大小對應(yīng)的溫度來確定當(dāng)前的大致氣溫。

二、課堂穿插，加深知識理解

新奇趣味的玩具并非只能用來吸引學(xué)生的注意力和激發(fā)學(xué)生的興趣，其實不少玩具涉及的原理和初中物理知識聯(lián)系較為緊密，因此可以穿插在課堂教學(xué)中，作為知識的應(yīng)用來加深學(xué)生對知識的理解。如有一款玩具叫作“爬墻小汽車”（如圖3），打開之后可以在任何平整的墻面上行駛。關(guān)于爬墻的原理，學(xué)生可能會猜想是因為有磁鐵，可以通過在普通墻面和磁性黑板上行駛（都可以正常行駛），對比后，排除這一猜想。此時學(xué)生會更加好奇它的原理，可以讓學(xué)生湊近觀察，甚至用手去觸摸。觸摸時會感覺有風(fēng)，進(jìn)而聯(lián)想到大氣壓的作用。結(jié)合教材內(nèi)的一些大氣壓的演示實驗可知，只有減小一側(cè)氣壓才能感到大氣壓的存在，從而推理出玩具小車通過電動機(jī)高速驅(qū)動風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，使空氣高速排出，致使車身內(nèi)部產(chǎn)生瞬時真空，和外界大氣壓形成氣壓差，在此氣壓差的作用下，爬墻小汽車緊緊吸附在墻壁、玻璃等豎直平面上。 學(xué)生，以興趣為內(nèi)核驅(qū)動，通過實驗加推理去探究，借助所學(xué)知識分析、解決問題，真正將“從生活走向物理”的理念落實到了物理課堂教學(xué)中。又如，教學(xué)《照相機(jī)與眼球 視力的矯正》時可用“炫光指尖陀螺”（如圖4，陀螺上裝有彩色LED燈，旋轉(zhuǎn)時可顯示特定圖案）以及“翻頁動畫書”（在書頁的邊緣畫上一系列連續(xù)的動作，快速翻頁時可以看到連續(xù)的動畫效果）來講解視覺暫留，通過一動一靜兩個現(xiàn)象的深入剖析，為學(xué)生理解視覺暫留現(xiàn)象提供了鮮活的素材。再如《動能 勢能 機(jī)械能》的教學(xué)中可用一款叫作“彩虹圈”（如圖5）的玩具來引導(dǎo)學(xué)生分析動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。能量的轉(zhuǎn)化較為抽象，尤其是三種能量間的互相轉(zhuǎn)化更為復(fù)雜，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒。教師通過表演“彩虹圈爬樓梯”等彩虹圈的簡單玩法，既可以消除學(xué)生的畏難情緒，也可化抽象為具體形象，幫助學(xué)生更好地分析其中的能量轉(zhuǎn)化。若將彩虹圈橫放于桌面，使其一端振動，還可以模擬聲波的傳播過程，將看不見、摸不著的聲波類比成形象生動的彈簧波，更加便于學(xué)生理解掌握。

三、課后遷移，培養(yǎng)物理思維

初中是學(xué)生形成科學(xué)的物理思維的階段，因此培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力是初中物理教學(xué)的核心。教師在課后推薦一些有趣的玩具，讓學(xué)生通過動手實驗和理論分析，弄清背后的原理，不失為一[圖6][圖8][圖7]種有趣且有效的培養(yǎng)學(xué)生物理思維的方法。特別是有一些玩具涉及的知識雖然和初中物理相關(guān)，但是構(gòu)造或過程較為復(fù)雜，可能涉及多方面的物理知識，這樣的玩具在課上進(jìn)行研究探討顯然并不合適，但是課后學(xué)生合作研究分析，不僅能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，而且還能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感和自信心。例如，圖6所示的小玩具“3D幻視箱”，拆開之后不難發(fā)現(xiàn)是由一個小模型和兩個凹面鏡組成的，學(xué)生根據(jù)光的反射原理和成像知識，通過作光路圖（如圖7）不難分析出其原理。雖然對于凹面鏡成像，考試說明并未作出要求，但是并未超出初中所學(xué)知識的范疇，而這樣的課后延伸，對學(xué)生物理思維的培養(yǎng)的確效果顯著。 又如圖8的趣味玩具“點頭啄木鳥”，是由一根豎直金屬桿、由彈簧連接的啄木鳥模型及套筒組成，將啄木鳥模型置于頂端輕輕撥動，啄木鳥就會一邊下滑一邊不斷點頭啄著金屬桿。簡單來說，啄木鳥呈現(xiàn)出這樣的運動特點是因為在下滑的過程中，當(dāng)套筒傾斜時，端部與豎直桿接觸，接觸處的摩擦力足以平衡套筒和啄木鳥的重力時，啄木鳥即作短暫的停歇，而當(dāng)接觸處的摩擦力小于重力時，啄木鳥向下滑動，直到套筒再次傾斜，端部與豎直桿接觸，再次停歇，如此反復(fù)直到啄木鳥運動到最底端。該玩具蘊含了豐富的物理知識，如摩擦力、力與運動關(guān)系、振動及能量的轉(zhuǎn)化等。教師可以讓學(xué)生課后觀察該玩具的運動過程，并根據(jù)學(xué)生層次布置相應(yīng)的分層作業(yè)，比如對物理基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生，可令其觀察總結(jié)啄木鳥的運動特點，分析當(dāng)啄木鳥停頓時和下滑時的受力情況;對于具有一定物理思維能力的學(xué)生，可布置其分析在啄木鳥點頭下滑的過程中，重力勢能、動能和彈性勢能之間是如何轉(zhuǎn)化的;對物理思維能力非常好的學(xué)生，可適當(dāng)引導(dǎo)，指導(dǎo)其分析啄木鳥如此運動的原因。利用這樣一個小小的趣味玩具，既能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，又能針對不同層次的學(xué)生進(jìn)行因材施教，有效培養(yǎng)全體學(xué)生的物理思維。

物理本該是一門有趣的學(xué)科，于玩中求學(xué)一直以來都是筆者心目中最理想的物理課堂教學(xué)模式。在這個創(chuàng)意無限、信息爆炸的時代，我們所能接觸和了解的新奇的玩具不足其總數(shù)之萬一，這是一個在不斷擴(kuò)充的龐大的課程資源庫。將趣味玩具作為一種教學(xué)資源，應(yīng)用到初中物理教學(xué)中，不僅能拓寬初中物理課堂的廣度，更能不斷挖掘物理課堂的深度，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 王勁存. 趣味玩具在物理課堂教學(xué)中的運用：以“飲水鳥”為例[J]. 物理教師，2011（3）：35+37.

[2]? 楊紹蘭，夏艷. 小玩具 大智慧：芻議玩具啄木鳥背后的力學(xué)原理[J]. 物理教師，2017（5）：69-70.

（責(zé)任編輯 易志毅）