趣味玩具在初中物理教學中的應用

姜軍軍

[摘? ?要]文章主要研究了如何挖掘趣味玩具的應用價值，將其作為一種優質的課程資源應用到初中物理課堂教學中，旨在激發學生學習物理的興趣，加深學生對知識的理解與應用，培養學生的物理思維，全面提升學生的科學素養，為以后的物理學習打下堅實的基礎。

[關鍵詞]趣味玩具;物理思維;課程資源

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? 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用價值，將這一優質的非課程資源課程化，筆者有些許思考。

一、新課引入，激發學生興趣

學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，因此對癥下藥設計出的游戲一定是玩家所喜愛的。學習亦是如此，興趣是最好的老師，一節課剛開始如果能瞬間抓住學生的眼球，學生一定會對本節課的內容產生極大的興趣，以最快的速度、以玩家的視角瞬間進入上課的狀態。初中學生的求知欲強，且有很強的獵奇心理，因此對新奇的實驗現象會產生極大的興趣。教學時，用一些稀奇古怪的趣味玩具引入課堂教學，往往可以將學生的探索欲激發到最強。如在蘇科版教材《磁體與磁場》一節的新課引入時，因為內容較為簡單，用生活中常見的磁體引入無法吸引學生，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，既激發了學生的興趣，又自然地過渡到新課內容。又如教學《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，引發學生思考，引入平衡的知識。在教學《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。新課結束后，還可與引入相呼應，讓學生解釋其原理。通過浮與沉的學習，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的溫度來確定當前的大致氣溫。

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生的注意力和激發學生的興趣，其實不少玩具涉及的原理和初中物理知識聯系較為緊密，因此可以穿插在課堂教學中，作為知識的應用來加深學生對知識的理解。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。關于爬墻的原理，學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。此時學生會更加好奇它的原理，可以讓學生湊近觀察，甚至用手去觸摸。觸摸時會感覺有風，進而聯想到大氣壓的作用。結合教材內的一些大氣壓的演示實驗可知，只有減小一側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高速驅動風機葉輪旋轉，使空氣高速排出，致使車身內部產生瞬時真空，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。 學生，以興趣為內核驅動，通過實驗加推理去探究，借助所學知識分析、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中。又如，教學《照相機與眼球 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的動作，快速翻頁時可以看到連續的動畫效果）來講解視覺暫留，通過一動一靜兩個現象的深入剖析，為學生理解視覺暫留現象提供了鮮活的素材。再如《動能 勢能 機械能》的教學中可用一款叫作“彩虹圈”（如圖5）的玩具來引導學生分析動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉化。能量的轉化較為抽象，尤其是三種能量間的互相轉化更為復雜，學生容易產生畏難情緒。教師通過表演“彩虹圈爬樓梯”等彩虹圈的簡單玩法，既可以消除學生的畏難情緒，也可化抽象為具體形象，幫助學生更好地分析其中的能量轉化。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，更加便于學生理解掌握。

三、課后遷移，培養物理思維

初中是學生形成科學的物理思維的階段，因此培養學生的物理思維，鍛煉學生的科學探究能力是初中物理教學的核心。教師在課后推薦一些有趣的玩具，讓學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學生物理思維的方法。特別是有一些玩具涉及的知識雖然和初中物理相關，但是構造或過程較為復雜，可能涉及多方面的物理知識，這樣的玩具在課上進行研究探討顯然并不合適，但是課后學生合作研究分析，不僅能夠有效培養學生的物理思維，而且還能增強學生的學習成就感和自信心。例如，圖6所示的小玩具“3D幻視箱”，拆開之后不難發現是由一個小模型和兩個凹面鏡組成的，學生根據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知識的范疇，而這樣的課后延伸，對學生物理思維的培養的確效果顯著。 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，啄木鳥呈現出這樣的運動特點是因為在下滑的過程中，當套筒傾斜時，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、力與運動關系、振動及能量的轉化等。教師可以讓學生課后觀察該玩具的運動過程，并根據學生層次布置相應的分層作業，比如對物理基礎較為薄弱的學生，可令其觀察總結啄木鳥的運動特點，分析當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化的;對物理思維能力非常好的學生，可適當引導，指導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，既能充分調動學生學習物理的積極性，又能針對不同層次的學生進行因材施教，有效培養全體學生的物理思維。

物理本該是一門有趣的學科，于玩中求學一直以來都是筆者心目中最理想的物理課堂教學模式。在這個創意無限、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之萬一，這是一個在不斷擴充的龐大的課程資源庫。將趣味玩具作為一種教學資源，應用到初中物理教學中，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，全面提高學生的科學素養。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 王勁存. 趣味玩具在物理課堂教學中的運用：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原理[J]. 物理教師，2017（5）：69-70.

（責任編輯 易志毅）