巧用神奇物理實驗導入新課

余水斌

摘? ?要：神奇的物理實驗能激發(fā)學生的學習興趣和學習動力，還能引導學生通過實踐積極探索物理規(guī)律，掌握物理知識。對學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著重要作用。

關鍵詞：神奇；創(chuàng)新；探索；培養(yǎng)興趣

引言

愛因斯坦說過：“興趣是學好物理最好的老師”，而神奇的實驗是提高學生興趣最好的方法，是在直觀教學的基礎上進行思維加工的過程。特別是當前從應試教育逐步轉(zhuǎn)變到素質(zhì)教育的過程中，更要注意培養(yǎng)學生動手、動腦的能力，同時還要培養(yǎng)學生的觀察問題、分析問題、解決問題和不斷創(chuàng)新的能力，而這些能力的培養(yǎng)只靠教師的講解或是簡單的實驗是很難完成任務的。神奇的物理實驗更能吸引學生參與物理問題的探究，能讓學生在輕松、自然探究過程中，高效地鍛煉各種能力。

1? 神奇的物理實驗現(xiàn)象能快速地震撼學生，快速提升感性思維

出奇不意的物理實驗能快速地震撼學生，能有效地吸引學生，引導學生積極思考問題，使學生快速進入學習的狀態(tài)中。出奇的物理實驗現(xiàn)象使沉悶的課堂變的既生動活潑又行云流水，真是其樂無窮。

例如在公開課“動量定理”教學中采用一個非常神奇的實驗來引入新課。事先準備好一個鋁制的臉盆，一個陶瓷制的臉盆，把它們倒扣在講臺上面，一個完好的白熾燈泡。如圖1所示，教師高舉白熾燈泡，并用白熾燈的玻璃面用力砸向桌面的鋁制臉盆面上。這時所有學生都不敢發(fā)出聲音，并睜大了雙眼，都認為白熾燈泡會發(fā)生爆炸，只聽非常大的“砰”的一聲， “堅固”的是白熾燈泡并沒有破碎。此時學生都覺得這是匪夷所思的事情，特別好奇為什么不會破碎。緊接著，教師又拿起那只白熾燈泡舉到同樣高度，用同樣的力砸向桌面的陶瓷臉盆，只聽到“砰”的一聲，白熾燈泡瞬間破裂成無數(shù)片小玻璃。所有學生都被這現(xiàn)象震驚了，目光瞬間全被吸引過來了，眼神中迫切的想知道為什么會出現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象？這時教師順理成章地往下引導，要想知道這神奇的現(xiàn)象的原因，學了本節(jié)課“動量定理”就會明白上面的原因了?？梢?，一個好的開端是一堂課成功的關鍵，也是使學生能快速進入學習的狀態(tài)中的關鍵。

2? 通過神奇的實驗設計能激發(fā)學生學習動機、激發(fā)創(chuàng)新思維

由于大部分概念和規(guī)律較為抽象，理論性強，不容易理解，造成學生對物理學習的興趣大減。若教師通過創(chuàng)設神奇的實驗或自制一些有趣的實驗，這些實驗的選材可以是來自實驗室，也可以來自平時生活中，把這些有神奇功能的實驗引入課堂，能有效地吸引了學生的注意力，同時極大地激發(fā)了學生的興趣和求知欲。

如講到自感現(xiàn)象的應用：日光燈的工作原理時，讓學生親自按電路圖進行日光燈的組裝實驗，同時介紹每個器材的作用，特別是啟動器的作用，隨后通電啟動日光燈并讓學生觀察啟動器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)啟動器在工作時會發(fā)出輝光并伴隨著閃爍。緊接著教師提出問題：不用啟動器能不能點亮日光燈？這時所有學生都非?？隙ɑ卮稹安荒堋薄ｋS后教師把啟動器取出，用兩根導線引出，為了激發(fā)學生的興趣，教師可以請一個膽子較大的學生來代替教師操作。讓學生的兩只手分別抓住兩根導線的絕緣部分，然后把兩根導線短接后再迅速放開，這時”奇跡”出現(xiàn)了，日光燈居然也被點亮了?！昂蒙衿姘?！”“這也行！”這一現(xiàn)象讓學生覺得太神奇，太不可思議了，繼而學生生成強烈的好奇心，對日光燈的工作原理的學習產(chǎn)生濃厚的興趣，后面的教學就順理成章了。

再如在引入電荷概念時，教師可設計這樣一個實驗。先讓一個長發(fā)女生站在絕緣體上，一只手放在感應起電機上，通過感應起電機讓該生帶電，一會兒學生會觀察到她的頭發(fā)會豎起來，是名副其實的“怒發(fā)沖冠”的現(xiàn)象?？催@個有趣而奇怪的現(xiàn)象，學生沸騰了，“來電了！”由此學生對電學現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇心，為后續(xù)電學現(xiàn)象及規(guī)律的學習做好鋪墊。

3? 神奇的實驗教學能引導學生積極探索，掌握物理新知識

物理教學不應當僅僅著眼于讓學生被動地接受知識，而應當是教師帶領學生在探索物理現(xiàn)象和規(guī)律的過程中，既學到知識，又獲得求知的方法。因此，神奇的物理實驗是探索物理問題最適宜的環(huán)境，而實驗的方法是探索物理知識的重要手段。

如在研究“向心力的實例分析”中的汽車轉(zhuǎn)彎時，學生對急轉(zhuǎn)彎時路面為什么要修成內(nèi)低外高的做法很難理解過來。為此，設計這樣一個分組實驗，讓所有學生都能參與。每個學生手捧一本書，書水平放置，其上放一小木塊，接著捧著書繞著自己轉(zhuǎn)一圈，小木塊也繞著自己做圓周運動中，由于提供小木塊做圓周運動的向心力是摩擦力，而摩擦力太小，所以小木塊做離心運動而滑落了，如圖2所示。第二次讓學生把書傾斜一個角度，讓學生猜想會發(fā)生什么現(xiàn)象，以同樣的轉(zhuǎn)速再轉(zhuǎn)一圈，這時“神奇的現(xiàn)象”出現(xiàn)了，小木塊居然沒有滑落，如圖3所示。所有學生的興趣來了，教師馬上提出問題，學生分組討論，提出合理的解釋。并很快能得出正確的結論，前者是僅由摩擦力提供向心力太小，后者是由重力、支持力和摩擦力（可能有，可能無，為什么？）的合力提供向心力更大，能以較大的速度轉(zhuǎn)彎而不打滑。接著導入汽車轉(zhuǎn)彎時，路面修成內(nèi)低外高的原理。

4? 神奇的實驗教學能促進學生的實踐活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

在中學物理教學中，學生的實驗操作往往要進行手腦并用的實踐活動，在實踐中以可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。但在實際教學的實踐活動中，學生參與度不高，往往是在教師的催促下被動地參與，這樣收效較微。為了吸引學生注意力，培養(yǎng)學生能主動地參與活動，教師應多設計一些神奇而有趣的實驗來吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學習興趣，讓他們有想?yún)⑴c活動的愿望。然后進一步引導學生從不同角度、不同方法、不同途徑去探究物理規(guī)律，這對培養(yǎng)學生的應變能力起到重要作用。

例如，在探究“電磁阻尼與電磁驅(qū)動”這個問題時，設計了這樣一個神奇的實驗，準備好三根長20 cm、外徑20 mm、內(nèi)徑18 mm的圓柱管，材質(zhì)分別是塑料、合金和銅，一粒直徑約15 mm球形超強磁鐵。如圖4所示。首先讓磁鐵接觸這三根不同材料的圓柱管，不會被吸引。接著讓這粒超強磁鐵依次穿過塑料管、合金管、銅管。通過觀察發(fā)現(xiàn)超強磁鐵穿過塑料管最快，其次是合金管，銅管最慢達13 s，這些現(xiàn)象完全顛覆了學生的認知，磁鐵不吸引銅，而為什么磁鐵穿過銅管確受到強有力的阻礙？這時所有學生都愕然，也瞬間懵了，立馬激起了興趣。緊接著教師順勢讓學生進行思考與討論，要使實驗現(xiàn)象更明顯，本實驗還能怎樣改進？課后學生對本實驗進行了改進，把三根圓柱管放在斜面上操作，現(xiàn)象更明顯，磁鐵穿過銅管長達20 s。

在“探究電磁驅(qū)動”問題時設計這樣一個實驗，如圖5，讓圓形鋁盤放在針式底座上，并能靈活轉(zhuǎn)動，然后讓一根柱形超強磁鐵靠近它，讓磁鐵在鋁盤上方附近轉(zhuǎn)動，隨后，鋁盤也跟著轉(zhuǎn)動起來了。同樣，磁鐵不會吸引鋁材質(zhì)，那為什么鋁盤會轉(zhuǎn)動起來，到底是什么力驅(qū)動鋁盤？帶著疑問，進入新概念的教學，到此本節(jié)課的引入環(huán)節(jié)在這兩個神奇的實驗中高效完成。同時教師還可以布置課后拓展實驗探究，并提出問題，上面的實驗能否進一步的優(yōu)化或改進，能否想出更多的方案驗證電磁阻尼與電磁驅(qū)動的存在。學生帶著任務進行重新設計。

學生還設計出許多妙趣橫生的實驗：（1）如強磁鐵穿過銅管這個實驗中，把磁鐵換成沒有磁性的小球穿過銅管是否還會受到阻礙作用，或者把閉合的銅管換成不閉合的銅管是否有阻力作用。（2）學生利用一根銅導線制成如圖6實驗裝置：一端是閉合圓銅環(huán)，一端是不閉合圓銅環(huán)，讓強磁鐵分別穿過這兩個圓環(huán)，發(fā)現(xiàn)磁鐵穿過閉合圓環(huán)時有受到阻礙作用，而磁鐵穿過不閉合圓環(huán)時沒有受到阻礙作用，等等。這些實驗都能很好地驗證“電磁阻尼與電磁驅(qū)動”現(xiàn)象。通過課后學生實驗設計的拓展活動，既擴大了知識的信息量，讓學生熱愛觀察生活、觀察各種現(xiàn)象，增強了學生學習物理的興趣和自信心，又鍛煉學生的發(fā)散思維。

5? 神奇的實驗教學能開拓發(fā)散思維，促使學生積極猜想

神奇的實驗教學是開拓學生發(fā)散思維的一種有效方式?！安僮髋c思維”是互不可分的，是相輔相成的，操作是所學知識的應用和消化，思維過程是學生的理論學習的重要過程。但操作和思維這兩個過程同時進行有一定的難度，學生往往較為被動地進行。這時教師通過設計一些神奇而有趣的實驗，它能快速地吸引學生的注意，積極主動參與操作和思維的過程。同時鼓勵學生質(zhì)疑，積極猜想，幫助學生以樂觀嚴謹?shù)臓顟B(tài)參與教師的課堂教學中，使之輕松而有效地獲取知識，培養(yǎng)能力。

如在“研究光的干涉條紋的間距跟哪些因素有關系”的教學中做如下的實驗設計，以增強實驗的神奇性。教師事先利用光的干涉儀器，以白強光做光源通過雙縫干涉調(diào)好干涉現(xiàn)象的圖樣“黑白相間的等間距的彩色條紋”，并以天花板作為光屏投到天花板上，非常美麗壯觀，這樣所有學生都能看到。然后關閉電源備用，需要時只要打開電源就可以。

上課前教師要先拉上遮光窗簾，關閉電燈，至使教室光線較暗，這樣有利于光的干涉條紋的觀察，準備工作做好以后。教師提出問題，光的干涉條紋很美麗，那么到底有多美麗，接下來我們通過一個神奇的光的實驗來觀察一下。借用劉謙的一句話：“大家不眨眼睛，鑒證奇跡的時刻開始了”。接著教師把事先準備好的電源開關打開，瞬間教室的天花板上出現(xiàn)了黑白相間的等間距的絢麗多彩的彩色的條紋，非常美麗壯觀吸引眼球，這時全班學生都被這美麗壯觀景象吸引住了，震撼到了。學生立馬精神倍增，且目光中流露出對本節(jié)知識有強烈的求知欲。

接著教師馬上提出本節(jié)課要探討的問題：光的干涉現(xiàn)象這么美麗動人，那么光的干涉條紋間距跟哪些因素有關系呢？并引導學生聯(lián)系課本知識和生活經(jīng)驗進行猜想。這時學生沸騰了，都在積極思考，并踴躍發(fā)言，提出自己的猜想，然后教師把學生的猜想逐一羅列在黑板上：如①可能與雙縫間的距離的大小有關；②可能與雙縫到光屏間距離有關；③可能與光的波長大小有關;④可能與單縫到雙縫間的距離有關。接下來教師引導學生進行研究探討，要探究象這樣一個物理量與多個物理量有關系時，應采用控制變量的實驗方法。記錄實驗數(shù)據(jù)，通過分析處理實驗數(shù)據(jù)，推理、概括，不難歸納出“猜想”①、②、③正確，“猜想” ④錯誤[ 1 ]。至此，通過神奇的物理實驗引入，能有效地吸引學生的注意力，激發(fā)學生的興趣。然后學生通過猜想、實驗、驗證，從而抽象出物理規(guī)律，一氣呵成，完美成功地完成本節(jié)課的教學任務，同時還能有效地開拓學生的發(fā)散思維能力，促使學生由感性認識深化為理性認識。

6? 結束語

神奇的實驗能輕松地、自然地、巧妙地、高效地導入新課教學，同時又能培養(yǎng)學生的各種思維能力：包括培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、培養(yǎng)學生實事求是、尊重事實的科學態(tài)度、培養(yǎng)學生的學習興趣能力[ 2 ]。神奇的實驗教學能引起學生的興趣 ，激發(fā)學習動機。能引導學生積極探索，掌握物理知識。因此，在物理教學中，要認真做實驗，包括演示和分組實驗，要盡可能創(chuàng)新實驗，包括自制器材，因地制宜，就地取材等，充分發(fā)揮實驗的功效.。

參考文獻：

［1］ 龍紅梅，余勇.如何提高物理課堂演示實驗的成效[J].湖南中學物理，2019（8）：58-59.

［2］ 王兵.淺論實驗在化學教學中的作用[J].考試周刊，2014（37）：146.