讓趣味小實驗“點燃”高中物理課堂

郭文發(fā)

(泉州師范學(xué)院附屬鵬峰中學(xué),福建 泉州 362300)

趣味小實驗是物理實驗的一個特殊的組成部分,具有簡單、易操作、現(xiàn)象有趣等特點,能夠滿足學(xué)生的好奇心,調(diào)動學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)能動性,對于培養(yǎng)學(xué)生的求知欲和動手實踐能力有積極作用.在高中物理教學(xué)中設(shè)計趣味小實驗,能夠讓學(xué)生更好地掌握抽象物理知識,激發(fā)其探究物理的積極性.因此,教師應(yīng)當(dāng)把握物理教材中的抽象性知識,立足學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求與發(fā)展需要,設(shè)計形式新穎、內(nèi)容多樣的趣味小實驗,在恰當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)引入小實驗,以營造積極的教學(xué)氛圍,在“點燃”課堂的同時,改善物理實驗教學(xué)質(zhì)量.

1 高中物理小實驗的價值

1.1 拓展知識教學(xué)途徑

物理實驗教學(xué)的優(yōu)勢在于創(chuàng)新教學(xué)形式,讓學(xué)生在書本知識與既有經(jīng)驗的加持下,通過分析物理實驗現(xiàn)象,更為直觀地理解抽象理論知識,掌握更多的實踐技能.開展高中物理小實驗活動,能夠有效拓展知識教學(xué)的途徑,讓學(xué)生通過做實驗,建構(gòu)物理概念、理解抽象現(xiàn)象,由此拓展教學(xué)途徑,幫助學(xué)生更為直觀地進行思考、學(xué)習(xí)、探究,提高物理教學(xué)效率[1].

1.2 激發(fā)物理學(xué)習(xí)興趣

興趣能夠驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識,新穎、有趣的物理小實驗,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.物理小實驗具有簡易、時間短、趣味性強等特點,能夠順應(yīng)高中階段學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,讓學(xué)生在觀察或參與趣味實驗的過程中,形成對物理知識的理性認(rèn)識并產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,從而在興趣的驅(qū)動下,進行自主探究與實踐,切實提高物理實驗教學(xué)效果.

1.3 培養(yǎng)思考動手能力

高中生具備獨立思考與探究的能力,但仍需要教師在不同的實驗環(huán)節(jié)進行提醒,方能順利完成實驗探究活動.在物理知識教學(xué)中應(yīng)用趣味小實驗,可以調(diào)動學(xué)生思考和動手探究的欲望,為培養(yǎng)學(xué)生思考和動手能力創(chuàng)造契機.教師圍繞趣味小實驗講解物理知識,引導(dǎo)學(xué)生通過自主思考、實驗,發(fā)現(xiàn)并解決物理問題,以強化學(xué)生的思維能力與動手實踐能力,獲得良好的物理教學(xué)效果.

2 利用趣味小實驗“點燃”高中物理課堂的策略

2.1 分析生活現(xiàn)象,引入趣味實驗

物理實驗現(xiàn)象與生活之間具有密切的關(guān)聯(lián),通過分析生活現(xiàn)象,引入趣味小實驗,能夠“點燃”物理課堂,使學(xué)生了解學(xué)習(xí)物理知識的價值,能夠從物理的角度來解讀生活現(xiàn)象,由此實現(xiàn)學(xué)習(xí)進步的目標(biāo).高中物理教師要善于挖掘生活中的物理元素,運用有趣的生活現(xiàn)象來設(shè)計小實驗,契合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的同時,拉近物理學(xué)習(xí)與實際生活之間的距離,由此幫助學(xué)生突破物理學(xué)習(xí)難點,引導(dǎo)學(xué)生靈活運用所學(xué)物理知識解釋生活現(xiàn)象[2].

比如,在講解魯科版(2019)高中物理《科學(xué)探究:彈力》部分內(nèi)容的過程中,教師可以列舉生活之中“捏橡皮泥、按壓饅頭”等生活現(xiàn)象,讓學(xué)生理解物體和與它接觸的另一物體產(chǎn)生力的作用,初步建構(gòu)“彈力”概念.然后,教師要根據(jù)學(xué)生的實際生活經(jīng)歷,引入“琴弦的形變”小實驗,要求學(xué)生通過撥彈“尤克里里”琴弦,觀察琴弦的明顯形變,由此入手分析生活現(xiàn)象,利用趣味實驗讓學(xué)生明白形變與彈力的關(guān)系.為了幫助學(xué)生建構(gòu)彈性形變、范性形變、彈性限度等關(guān)鍵概念,教師可以借助“按壓桌面、捏塑料瓶”趣味小實驗,引導(dǎo)學(xué)生理解相關(guān)物理知識.最后,為了探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系,教師可以引導(dǎo)學(xué)生做“彈簧實驗”,引用圓珠筆中的“小彈簧”,帶領(lǐng)學(xué)生證明胡克定律,使之明白在一定的彈性限度之內(nèi),彈簧彈力F大小與彈簧伸長(或壓縮)的長度x成正比,可用公式“F=kx”表示.學(xué)生通過做實驗,理解胡克定律,能夠運用相關(guān)公式求彈力,提升理論聯(lián)系實際的能力,懂得物理在實際生活中的體現(xiàn),明白學(xué)習(xí)物理的價值.

2.2 立足學(xué)生興趣,設(shè)計趣味實驗

高中生的興趣愛好相對廣泛,根據(jù)學(xué)生感興趣的內(nèi)容來設(shè)計趣味小實驗,可以“點燃”物理課堂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和開展實驗探究時興趣,進而提升物理教學(xué)效果.因此,高中物理教師應(yīng)當(dāng)立足學(xué)生的實際興趣愛好,設(shè)計趣味小實驗,將物理知識學(xué)習(xí)和實驗探究的難度控制在學(xué)生可接受的范圍之內(nèi),使之能夠自覺、主動參與實驗探究與知識學(xué)習(xí)活動,獲得良好的實驗探究情感體驗,為今后的學(xué)習(xí)與實驗探究奠定良好基礎(chǔ)[3].

比如,在講解魯科版(2019)高中物理《機械功》部分內(nèi)容的過程中,本課要求學(xué)生認(rèn)識斜面,懂得“斜面越長越省力”的道理,建構(gòu)機械功的含義,掌握機械功的計算技巧.首先,教師要列舉“滑輪購物籃”,引導(dǎo)學(xué)生分析問題“用一定的力在斜面上拉動購物籃時,拉力的方向與購物籃的位移方向存在一定夾角,此時的拉力對購物籃做功了嗎?”由此引發(fā)學(xué)生對做功的思考;然后,教師要引出“機械功”的含義,講解機械功的公式“W=Fs”與恒力做功的計算公式“W=Fscosα”,立足學(xué)生興趣.再引用“彈力帶負(fù)重跑”趣味小實驗,呈現(xiàn)相關(guān)功的圖像,讓學(xué)生自行設(shè)計實驗,探究機械功的計算方法.如此一來,學(xué)生的物理研究興趣被激發(fā),在參考教材和教師指引下,能夠根據(jù)功的計算公式“W=Fscosα”,總結(jié)出所有外力對物體做的總功“W總=W1+W2+W3+… =F1scosα1+F2scosα2+F3scosα3+…”,即“W總=F合scosα”;最后,教師要引導(dǎo)學(xué)生做“斜面推物”趣味實驗,讓學(xué)生分析將重G=500 N的貨物由下至上進行斜推,研究“斜面傾角α=37°,斜面長l=5 m,斜面與貨物間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,推力F=400 N”條件下,貨物所受各力對其做的功,以及所有外力對其做的總功.學(xué)生在趣味實驗中,能夠?qū)⒇浳镆暈橘|(zhì)點,繪制受力分析示意圖,分析其位移“s=l=5 m”,推力F對貨物做功“W1=Fs=400×5 J=2 000 J”,重力G對貨物做功“W2=Gscos≥(90°+α)=-Gssinα=-500×5×0.6 J=-1 500 J”,支持力N對貨物做功“W3=Nscos90°=0”,摩擦力f對貨物做功“W4=fscos180°=(μGcosα)scos180°=-0.2×500×0.8×5 J=-400 J”,所有外力對貨物做的總功“W總=(2 000-1 500+0-400)J=100 J”.通過分析實際問題,學(xué)生能夠在趣味小實驗中強化自我實踐的能力,為下一步學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).

2.3 運用信息技術(shù),指導(dǎo)趣味實驗

在物理教學(xué)中運用信息技術(shù)手段呈現(xiàn)抽象的實驗內(nèi)容,可以直觀揭示物理道理,降低抽象物理知識的理解難度,由此為下一步實驗教學(xué)打好基礎(chǔ).高中物理教師應(yīng)當(dāng)科學(xué)運用信息技術(shù)手段,向?qū)W生展現(xiàn)肉眼難以觀察到的物理現(xiàn)象,使學(xué)生對物理原理有更加深刻的理解,在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生進行趣味實驗,“點燃”物理課堂,使學(xué)生能夠在信息技術(shù)手段輔助下,找到解決物理學(xué)習(xí)問題的突破口,緩解畏難心理.

2.4 鼓勵合作探究,升華趣味實驗

小組合作探究是實驗教學(xué)的全新形式,能夠升華物理趣味小實驗,培養(yǎng)學(xué)生良好的團隊合作意識,促進學(xué)生深刻理解所學(xué)物理知識.高中物理教師應(yīng)當(dāng)在課前出示趣味小實驗視頻,引導(dǎo)學(xué)生在課上通過觀看和分析視頻中的趣味小實驗,設(shè)計合作探究方案,鼓勵學(xué)生進行合作探究,由此升華趣味實驗,“點燃”物理課堂,讓學(xué)生集思廣益,通過合作探究來加深對物理知識的學(xué)習(xí)印象,進一步感受物理實驗的魅力.

綜上所述,在高中物理教學(xué)中設(shè)計不同的小實驗,可以有效拓展物理知識教學(xué)途徑,激發(fā)高中生的物理知識學(xué)習(xí)和實驗探究興趣,培養(yǎng)其優(yōu)秀的思考能力與動手能力,由此促進教學(xué)質(zhì)量提升.高中物理教師從實際生活現(xiàn)象入手,帶領(lǐng)學(xué)生通過分析、研究、解決問題,使學(xué)生產(chǎn)生物理探究興趣.同時,教師運用信息技術(shù)手段,科學(xué)指導(dǎo)學(xué)生進行實驗操作,鼓勵學(xué)生通過合作探究,掌握物理知識學(xué)習(xí)技巧,學(xué)會將理論知識應(yīng)用到實踐中,由此升華趣味實驗,取得良好的教學(xué)效果,提高物理教學(xué)質(zhì)量.