趣味物理實驗在中學物理教學中的實踐運用

馬亮北

（甘肅省隴西縣第二中學，甘肅隴西 748100）

隨著教育改革工作的持續推進，實驗在中學物理教學中的地位越來越突出，趣味物理實驗具備直觀、生動等優勢，符合學生的認知規律和興趣需求，能夠改變單一的物理教學方式，給學生開辟實踐創新的平臺，大幅度提高其物理學習的積極性和有效性。教師應該深化新課改的思想和以生為本的理念，明確趣味物理實驗的教學運用價值，根據教學目標的實現需要，靈活地應用趣味物理實驗，開展豐富多彩的教學和探究活動，從而營造輕松的學習氛圍，簡化學生對物理知識的認知過程。

一、趣味物理實驗的簡介

所謂趣味物理實驗，主要是指教師采用簡單易得的實驗材料，利用便捷的實驗方法，開發設計有趣的實驗活動，幫助學生更好地理解物理課程的基本原理和應用，培養學生的動手能力、實踐精神和科學素養。趣味物理實驗具有三個基本特點：一是可操作性強，實驗裝置的結構簡單、操作方便，不需要特別復雜的設備和技術，就能突出物理學科的知識和原理；二是實驗現象生動有趣，能帶給學生多感官的刺激和體驗，吸引學生的注意力，激發他們的好奇心和求知欲；三是互動性強，趣味物理實驗無論是由教師演示操作，還是讓學生自主操作，都能促進學生充分參與，開展交流和研究，感受實驗的場景和樂趣。

二、趣味物理實驗在中學物理教學中的實踐運用價值

（一）有助于激發學生物理學習的自主性

新課標提倡教師在物理教學中引領學生自主學習，然而從傳統的教學情況來看，由于教學手段單一等問題，學生對物理課程有著抽象、枯燥、乏味等印象，感到物理知識難學易忘，自主學習的意愿普遍不夠強烈。興趣對物理學習起到良好的推動作用，當學生具備濃厚的興趣后，就會有主動求知的行動。趣味物理實驗重在一個“趣”字，是一種融學于趣的教學手段和工具，將其運用于中學物理教學，有助于激發學生的學習自主性。學生對物理知識的理解主要依靠直觀和感性，趣味物理實驗能夠打造形象化的學習場景，激活學生的感性認識，使實驗現象變得可觀、可感、可體驗，就會大大降低學生對知識的理解難度；另外，學生在物理課堂上渴望接觸新奇的事物，趣味物理實驗取材豐富、程式多變，能夠滿足學生對“新、奇、特”的需求，教師重視趣味物理實驗的開發和運用，能夠使物理課堂煥發活力，促進學生發揮自主性，實現從“要我學”到“我要學”的態度轉變［1］。

（二）有助于提升物理課堂教學的實踐性

物理學科特別強調實踐和實用，新時期的物理教改要求教師加強物理教學和現實世界的聯系，帶領學生在實踐中學習知識、歷練技能。但是就以往的教學而言，部分教師存在重理論、輕實踐的問題，傾向于采用口授、灌輸等方式為學生講解物理概念知識，鮮少開展動手實踐類的探究活動，導致學生的物理學習流于紙上談兵的層面，不僅阻礙其實踐技能的發展，也會陷入對物理知識一知半解的困頓之中。趣味物理實驗是連接理論和實踐的紐帶，同時能給學生提供充裕的實踐探究機會。在中學物理教學中運用趣味物理實驗，有助于全方位提升教學的實踐性。首先，趣味物理實驗所用的工具和材料大部分源于日常生活，與實驗室冷冰冰的儀器相比，更容易引發學生的生活聯想，使學生從實踐的角度認知和理解趣味實驗的過程和原理，樹立理論結合實踐的觀點；其次，從趣味物理實驗簡便易行、可操作性強等特點來看，意味著學生可以親身操作，在操作和探究中發現問題、解決問題，這遠比教師的言語灌輸來得更加直接、有效，從而增強物理課堂的實踐教學力度。

（三）有助于增強物理教學內容的拓展性

新課改背景下的中學物理教學內容，應該具備拓展性和開放性，使學生通過不同的渠道了解物理知識點之間的聯系，采用不同的方式獲得創新意識與綜合技能的發展，彰顯內在的個性與特長。在傳統的物理教學中，教學內容存在僵化、刻板的問題，學生只能依賴教科書和參考資料，從紙面上了解物理知識，缺少創造和拓展的空間，造成科學視野狹窄的不良局面，也不利于掌握科學探究的方法。趣味物理實驗屬于一種“非常規”的實驗模式，它能夠突破教材的局限，滿足不同層次、不同個性學生的需求，將其運用到中學物理教學中，有助于增強教學內容的拓展性。首先，趣味物理實驗的結果多樣化，覆蓋到物理學的多個領域，學生通過一項實驗，往往能構建多個知識點的聯系，形成完整的知識鏈；其次，趣味物理實驗能給學生提供廣闊的自創空間，充分調動他們的創新思維，鍛煉其資源整合以及綜合運用知識的能力，從而拓展物理課堂的容量，促進學生形成勇于創新的科學探究品質。

三、趣味物理實驗在中學物理教學中的實踐運用方法

（一）精心選題，擬定趣味物理實驗計劃

要想在中學物理教學中實踐運用趣味物理實驗并獲得理想的效果，做好選題和計劃工作是第一位的。對于同一個物理原理，能采用不同的實驗來體現，但并非每種實驗方式都具備濃郁的趣味性，有效的選題重在“趣”的突出，如果滿足不了這項標準，就難以發揮趣味物理實驗的實踐功用。因此，教師應該緊扣一個“趣”字，圍繞物理課程的重難點知識，精心選題，制訂完善的趣味物理實驗計劃，為后續的教學落實基礎保障。

首先，教師應該在深入分析教材和學情的前提下，開展選題，明確教材的核心要點及學生的認知規律、興趣愛好等。選題實驗必須具備生動、鮮明、新奇的現象，能讓學生眼前一亮，極大限度地勾起他們的好奇心。比如關于壓力差的吸管穿土豆實驗、關于重心平衡的平衡鳥實驗，等等，都具有現象鮮明、新奇的特點，適宜作為趣味物理實驗的選題。其次，在編制趣味物理實驗計劃時，教師應該兼顧趣味性和生活性兩個基本原則。著名物理學家朱正元教授說過，“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”，趣味實驗雖然沒有現成的儀器，但所需的材料簡單易得，教師應該弱化對標準儀器的盲目追求，注重對生活資源的鉆探，根據實驗選題和預設的開展形式，在日常生活中收集相應的實驗材料，編寫詳細的實驗計劃書，明確趣味物理實驗的實施目標、流程等。除此之外，如果計劃中是由學生自主操作趣味實驗，教師需要把計劃下發給學生，讓他們開發身邊的生活資源，尋求趣味實驗要用的各類材料和工具，找不到教師規定的材料，可以用性能相似的物品來替代，鍛煉學生收集實驗器具的能力，從而實現學生在實驗計劃階段的有效參與，達到對趣味物理實驗的高質量選題和籌備［2］。

（二）激趣導入，創設趣味物理實驗情境

激趣導入是中學物理課堂教學的起點，雖然中學階段的物理課程知識不是特別艱深，但是概念性非常強，學生在開展新課學習之前，往往懷有不同程度的畏難情緒，如果教師采用的導入方式不合學生的“胃口”，課堂氣氛就會缺乏靈動的因子，學生的思維和情緒都會陷入沉默狀態，難以喚起學生的深度學習期待。情境創設是實施新課導入的重要手段，而趣味物理實驗形式新穎、場景直觀的特點，能迅速地抓住學生的注意力，使課堂氣氛瞬間“活”起來。因此，在中學物理教學中運用趣味物理實驗時，教師應該明確學生在導入環節的內在需求，善于應用趣味物理實驗創設情境，給予學生最直接、最立體的感官體驗，激發他們的求知興趣和探索欲，從而促進學生順利地投入學習狀態，使物理課堂的開講更加精彩。

首先，趣味物理實驗在導入環節的應用，追求的是“短、平、快”，要起到迅速引起學生關注和思考的作用，過程不宜拖沓，實驗項目宜短不宜長，所以教師應該遵循快速導入、突出核心知識的原則，采用演示的方式，形象化地為學生呈現趣味物理實驗，用奇異的實驗現象激活學生的視覺、聽覺和頭腦。其次，在創設趣味物理實驗情境的同時，教師必須避免只演示不交流，應該給學生制造一定的認知沖突。教師可以結合趣味實驗的具體操作和現象，巧妙地設計和提出促學問題，比如為什么這樣操作？產生這種奇妙現象的條件和原因是什么？引導學生相互交流自己的所見所思，對實驗原理展開分析和猜測。學生通過探討，可能會得出五花八門的預測結論，教師暫且“賣個關子”，不直接說明實驗原理，而是在學生的心中埋下一顆疑惑的種子，使其探索新課的興味更加濃厚，引發認知矛盾，驅動學生知難而進，這樣通過趣味物理實驗的激趣導入，學生就從被動學習轉變成主動求知，物理課程目標的實現自然會水到渠成［3］。

（三）講解概念，利用趣味實驗突破難點

長期以來，概念教學都是中學物理課程中的疑難板塊，物理概念的抽象性非常強，學生覺得難學、教師感到難教，這是極為普遍的現象。但概念是物理知識體系的基本構成單位，學生透徹掌握概念的內涵和外延，是分析和解決實際問題的前提條件。趣味物理實驗依托自身直觀的場景，便于學生觀察和思考。心理學研究表明，動作記憶效率要遠高于語言文字的記憶效率，趣味實驗的動態感十足，對學生理解、總結物理概念和規律很有幫助［4］。為此，在中學物理教學中運用趣味物理實驗，教師應該聚焦概念教學板塊，摒棄傳統的灌輸型教學法，利用趣味物理實驗輔助概念講解，使學生通過自主地觀察、思考和分析，明晰物理概念的來龍去脈，從而形成鮮明的印象，實現對物理概念的自我構建，順利地突破物理學習難點。教師應該根據物理課程中的目標概念，通過自身的演示實驗或者學生的分組實驗兩種形式，把趣味物理實驗引入課堂。無論采用哪種形式，教師都需要加強引導學生觀察趣味實驗的現象，結合實驗的具體步驟和現象變化，提出啟發性問題，讓學生對現象展開觀察、描述和討論。在此期間，教師要密切留意學生的討論內容和反饋信息，當學生十分接近物理概念的本質時，抓住機會加以點撥，促進學生歸納總結趣味實驗現象背后蘊含的物理概念知識，使其透過現象看本質，在自主觀察和剖析中經歷概念生成和理解的過程。除此之外，如果物理新概念與舊概念之間存在一定的關聯，教師還應該采用類比的方式實施趣味物理實驗。類比是物理研究最普遍的方法之一，許多物理概念都是通過類比推理的方法得出的。在具體操作上，教師可以基于兩個具有某種縱橫聯系的物理概念，分別設計兩項趣味實驗，讓學生對二者的現象展開觀察和比較，利用已有的概念認知，推理得出新的概念，比如說把重力勢能和電勢能的概念整合到一起，把電場強度和磁感應強度的概念有機結合，開展類比型的趣味物理實驗探究，學生就能以類比實驗為橋，較為輕松地從舊概念過渡到新概念，從而幫助學生牢固、深刻地掌握概念知識，發揮趣味物理實驗的應用效力［5］。

（四）合作創新，開展趣味實驗自制活動

在中學物理教學中，趣味實驗不僅是教師講解知識的好幫手，還能為學生打造實踐創新的舞臺。中學生具備較強的創造思維，一般的趣味物理實驗大多由教師設計和演示，學生缺乏參與創新的機會。為此，教師應該從合作創新的視角出發，組織學生開展趣味物理實驗的自制活動，帶領學生凝聚集體智慧的力量，開發多種多樣的趣味實驗，使學生在創新中體驗成功的快樂，養成相互協作、相互啟發的團隊精神［6］。在掌握物理課程的概念知識之后，教師組織學生結成小組，發布趣味物理實驗的自制任務，提供與之相關的多種材料支持，讓學生合作參與實驗開發活動，通過互聯網等渠道查找資料，尋找設計趣味實驗的信息和靈感，各個組員把獲取的資料匯總，進一步研討后明確設計方向，確定趣味實驗的實施方案。教師在輔導過程中，可以就實驗方案的安全性、可行性給予一些建議，幫助學生完善實驗的細節，最后鼓勵學生以小品、魔術等創新有趣的形式，把趣味實驗的自制成果展示出來，一邊展示、一邊解說實驗原理，使學生把基礎知識運用到趣味實驗的自主開發和設計之中，養成合作、實踐、創新等綜合素質。

綜上所述，在中學物理教學中運用趣味物理實驗，有助于激發學生學習物理的自主性，提升物理課堂教學的實踐性，增強物理教學內容的拓展性。教師應該發揮趣味物理實驗的運用價值，根據物理教學需求和學生的實際情況，精心做好選題工作，制訂完善的趣味物理實驗計劃，在課堂的激趣導入環節、概念教學板塊，積極地利用趣味實驗創設情境、輔助講解，同時深化學生的主體地位，基于合作創新，組織學生開展趣味實驗的自主開發活動，從而借助趣味實驗構建物理活力課堂。