讓趣味小實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)燃”高中物理課堂

摘 要：物理是以觀(guān)察、研究、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，利用趣味小實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，能夠“點(diǎn)燃”課堂，營(yíng)造積極的物理探究氣氛，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.文章首先分析了高中物理小實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，然后從實(shí)際教學(xué)的角度探討開(kāi)展趣味小實(shí)驗(yàn)的可行性，最后文章結(jié)合魯科版高中物理教學(xué)案例，深入研究利用趣味小實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)燃”高中物理課堂的策略，旨在利用趣味小實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理學(xué)習(xí)能力.

關(guān)鍵詞：趣味實(shí)驗(yàn)；高中物理；教學(xué)策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G632? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1008-0333（2023）27-0059-03

收稿日期：2023-06-25

作者簡(jiǎn)介：郭文發(fā)（1979.9-），男，福建省南安人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：本文系南安市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“高中物理趣味小實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用研究”研究成果（課題編號(hào)：NG1451-089）

趣味小實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)特殊的組成部分，具有簡(jiǎn)單、易操作、現(xiàn)象有趣等特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)學(xué)習(xí)能動(dòng)性，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的求知欲和動(dòng)手實(shí)踐能力有積極作用.在高中物理教學(xué)中設(shè)計(jì)趣味小實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生更好地掌握抽象物理知識(shí)，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(shí)，立足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求與發(fā)展需要，設(shè)計(jì)形式新穎、內(nèi)容多樣的趣味小實(shí)驗(yàn)，在恰當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)引入小實(shí)驗(yàn)，以營(yíng)造積極的教學(xué)氛圍，在“點(diǎn)燃”課堂的同時(shí)，改善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量.

1 高中物理小實(shí)驗(yàn)的價(jià)值

1.1 拓展知識(shí)教學(xué)途徑

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于創(chuàng)新教學(xué)形式，讓學(xué)生在書(shū)本知識(shí)與既有經(jīng)驗(yàn)的加持下，通過(guò)分析物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更為直觀(guān)地理解抽象理論知識(shí)，掌握更多的實(shí)踐技能.開(kāi)展高中物理小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，能夠有效拓展知識(shí)教學(xué)的途徑，讓學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)，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(guān)地進(jìn)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(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，新穎、有趣的物理小實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.物理小實(shí)驗(yàn)具有簡(jiǎn)易、時(shí)間短、趣味性強(qiáng)等特點(diǎn)，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(guān)察或參與趣味實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，形成對(duì)物理知識(shí)的理性認(rèn)識(shí)并產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，從而在興趣的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行自主探究與實(shí)踐，切實(shí)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.

1.3 培養(yǎng)思考動(dòng)手能力

高中生具備獨(dú)立思考與探究的能力，但仍需要教師在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行提醒，方能順利完成實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).在物理知識(shí)教學(xué)中應(yīng)用趣味小實(shí)驗(yàn)，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生思考和動(dòng)手探究的欲望，為培養(yǎng)學(xué)生思考和動(dòng)手能力創(chuàng)造契機(jī).教師圍繞趣味小實(shí)驗(yàn)講解物理知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主思考、實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并解決物理問(wèn)題，以強(qiáng)化學(xué)生的思維能力與動(dòng)手實(shí)踐能力，獲得良好的物理教學(xué)效果.2 利用趣味小實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)燃”高中物理課堂的策略

2.1 分析生活現(xiàn)象，引入趣味實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與生活之間具有密切的關(guān)聯(lián)，通過(guò)分析生活現(xiàn)象，引入趣味小實(shí)驗(yàn)，能夠“點(diǎn)燃”物理課堂，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)物理知識(shí)的價(jià)值，能夠從物理的角度來(lái)解讀生活現(xiàn)象，由此實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)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(yùn)用有趣的生活現(xiàn)象來(lái)設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，契合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，拉近物理學(xué)習(xí)與實(shí)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(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)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(guò)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(shí)際生活經(jīng)歷，引入“琴弦的形變”小實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過(guò)撥彈“尤克里里”琴弦，觀(guān)察琴弦的明顯形變，由此入手分析生活現(xiàn)象，利用趣味實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生理解相關(guān)物理知識(shí).最后，為了探究彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系，教師可以引導(dǎo)學(xué)生做“彈簧實(shí)驗(yàn)”，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(zhǎng)（或壓縮）的長(zhǎng)度x成正比，可用公式“F=kx”表示.學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)，理解胡克定律，能夠運(yùn)用相關(guān)公式求彈力，提升理論聯(lián)系實(shí)際的能力，懂得物理在實(shí)際生活中的體現(xiàn)，明白學(xué)習(xí)物理的價(jià)值.

2.2 立足學(xué)生興趣，設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn)

高中生的興趣愛(ài)好相對(duì)廣泛，根據(jù)學(xué)生感興趣的內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)趣味小實(shí)驗(yàn)，可以“點(diǎn)燃”物理課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究時(shí)興趣，進(jìn)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(shí)際興趣愛(ài)好，設(shè)計(jì)趣味小實(shí)驗(yàn)，將物理知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)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(jué)、主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究與知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得良好的實(shí)驗(yàn)探究情感體驗(yàn)，為今后的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探究奠定良好基礎(chǔ)[3].

比如，在講解魯科版（2019）高中物理《機(jī)械功》部分內(nèi)容的過(guò)程中，本課要求學(xué)生認(rèn)識(shí)斜面，懂得“斜面越長(zhǎng)越省力”的道理，建構(gòu)機(jī)械功的含義，掌握機(jī)械功的計(jì)算技巧.首先，教師要列舉“滑輪購(gòu)物籃”，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題“用一定的力在斜面上拉動(dòng)購(gòu)物籃時(shí)，拉力的方向與購(gòu)物籃的位移方向存在一定夾角，此時(shí)的拉力對(duì)購(gòu)物籃做功了嗎？”由此引發(fā)學(xué)生對(duì)做功的思考；然后，教師要引出“機(jī)械功”的含義，講解機(jī)械功的公式“W=Fs”與恒力做功的計(jì)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(shí)驗(yàn)，呈現(xiàn)相關(guān)功的圖像，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究機(jī)械功的計(jì)算方法.如此一來(lái)，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(jì)算公式“W=Fscosα”，總結(jié)出所有外力對(duì)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分析將重G=500 N的貨物由下至上進(jìn)行斜推，研究“斜面傾角α=37°，斜面長(zhǎng)l=5 m，斜面與貨物間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，推力F=400 N”條件下，貨物所受各力對(duì)其做的功，以及所有外力對(duì)其做的總功.學(xué)生在趣味實(shí)驗(yàn)中，能夠?qū)⒇浳镆暈橘|(zhì)點(diǎn)，繪制受力分析示意圖，分析其位移“s=l=5 m”，推力F對(duì)貨物做功“W1=Fs=400×5 J=2 000 J”，重力G對(duì)貨物做功“W2=Gscos≥90°+α=-Gssinα=-500×5×0.6 J=-1 500 J”，支持力N對(duì)貨物做功“W3=Nscos90°=0”，摩擦力f對(duì)貨物做功“W4=fscos180°=μGcosαscos180°=-0.2×500×0.8×5 J=-400 J”，所有外力對(duì)貨物做的總功“W總=2 000-1 500+0-400J=100 J”.通過(guò)分析實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生能夠在趣味小實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)化自我實(shí)踐的能力，為下一步學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).

2.3 運(yùn)用信息技術(shù)，指導(dǎo)趣味實(shí)驗(yàn)

在物理教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)手段呈現(xiàn)抽象的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以直觀(guān)揭示物理道理，降低抽象物理知識(shí)的理解難度，由此為下一步實(shí)驗(yàn)教學(xué)打好基礎(chǔ).高中物理教師應(yīng)當(dāng)科學(xué)運(yùn)用信息技術(shù)手段，向?qū)W生展現(xiàn)肉眼難以觀(guān)察到的物理現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)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(jìn)行趣味實(shí)驗(yàn)，“點(diǎn)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(wèn)題的突破口，緩解畏難心理.

比如，在講解魯科版（2019）高中物理《科學(xué)測(cè)量：金屬絲的電阻率》部分內(nèi)容的過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會(huì)解決金屬絲電阻率測(cè)量中可探究的物理問(wèn)題，制定科學(xué)的探究方案，在考慮實(shí)驗(yàn)安全性的同時(shí)，使用實(shí)驗(yàn)器材獲得測(cè)量金屬絲電阻率的相關(guān)數(shù)據(jù)，掌握運(yùn)用伏安法測(cè)電阻的技巧.首先，教師要運(yùn)用信息技術(shù)手段呈現(xiàn)“伏安法測(cè)電阻”的流程圖，引出“汽車(chē)氛圍燈”趣味小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)照流程圖，思考實(shí)驗(yàn)中的電阻率變化規(guī)律；然后，教師帶領(lǐng)學(xué)生繪制伏安法測(cè)電阻電路圖，連接電壓表等實(shí)驗(yàn)器具，同時(shí)，要求學(xué)生用“內(nèi)接法”連接電流表，則測(cè)得電阻“R測(cè)=UI=UvIx+Iv 2.4 鼓勵(lì)合作探究，升華趣味實(shí)驗(yàn)

小組合作探究是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全新形式，能夠升華物理趣味小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生良好的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生深刻理解所學(xué)物理知識(shí).高中物理教師應(yīng)當(dāng)在課前出示趣味小實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生在課上通過(guò)觀(guān)看和分析視頻中的趣味小實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合作探究方案，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作探究，由此升華趣味實(shí)驗(yàn)，“點(diǎn)燃”物理課堂，讓學(xué)生集思廣益，通過(guò)合作探究來(lái)加深對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)印象，進(jìn)一步感受物理實(shí)驗(yàn)的魅力.

比如，在講解魯科版（2019）高中物理《波的反射和折射》部分內(nèi)容的過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生理解波面和波線(xiàn)，使之懂得波傳播到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，同時(shí)發(fā)生反射和折射.教師要通過(guò)實(shí)驗(yàn)帶領(lǐng)學(xué)生分析波發(fā)生反射、折射的現(xiàn)象，使之理解折射波與入射波的頻率，理解波發(fā)生折射的原因，明白入射角與折射角的關(guān)系.首先，教師要運(yùn)用視頻軟件播放“天壇公園內(nèi)的回音”視頻，使學(xué)生獲得良好的視聽(tīng)感受，對(duì)“聲波的反射”產(chǎn)生思考；然后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生合作進(jìn)行探究，分析與波的傳播特性有關(guān)的現(xiàn)象和規(guī)律，營(yíng)造良好的合作探究氛圍.為了降低物理知識(shí)學(xué)習(xí)的難度，教師可以在學(xué)生合作探究的過(guò)程中，利用互聯(lián)網(wǎng)在班級(jí)群中上傳“水波實(shí)驗(yàn)”趣味視頻，升華物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能夠自行參考“水波實(shí)驗(yàn)”示意圖與結(jié)論，建構(gòu)“波陣面”概念，懂得水波中的每一道水波紋就是一個(gè)波面，明白波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)表面時(shí)，返回原介質(zhì)的傳播現(xiàn)象就是“波反射”；最后，教師可以引用“惠更斯原理”，帶領(lǐng)學(xué)生合作探討“波的折射”現(xiàn)象，探討入射角和折射角與波速之間的關(guān)系式“sinisinr=v1v2”，引導(dǎo)學(xué)生合作繪制“波折射示意圖”，利用“球面波波面形成”趣味實(shí)驗(yàn)，輔助學(xué)生進(jìn)行合作研究，使之進(jìn)一步理解相關(guān)理論知識(shí)，由此升華趣味實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更為深刻地理解和掌握重點(diǎn)知識(shí).

綜上所述，在高中物理教學(xué)中設(shè)計(jì)不同的小實(shí)驗(yàn)，可以有效拓展物理知識(shí)教學(xué)途徑，激發(fā)高中生的物理知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究興趣，培養(yǎng)其優(yōu)秀的思考能力與動(dòng)手能力，由此促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升.高中物理教師從實(shí)際生活現(xiàn)象入手，帶領(lǐng)學(xué)生通過(guò)分析、研究、解決問(wèn)題，使學(xué)生產(chǎn)生物理探究興趣.同時(shí)，教師運(yùn)用信息技術(shù)手段，科學(xué)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)合作探究，掌握物理知識(shí)學(xué)習(xí)技巧，學(xué)會(huì)將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，由此升華趣味實(shí)驗(yàn)，取得良好的教學(xué)效果，提高物理教學(xué)質(zhì)量.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 陳潔.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)小組合作學(xué)習(xí)策略研究[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2020（26）：61-62.

[2] 謝睿.信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)發(fā)的整合研究[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2020（16）：21-22.

[3] 翁美玉.基于新課改理念的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐[J].教師，2020（16）：94-95.

［責(zé)任編輯：李 璟］