徐海鵬

摘 要：讓教師發(fā)揮創(chuàng)造力自主設(shè)計(jì)的低成本實(shí)驗(yàn)，并用這些實(shí)驗(yàn)作為高中物理引入的重要組成部分可以極大地提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知興趣。

關(guān)鍵詞：高中物理；低成本實(shí)驗(yàn)；課堂引入

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）10-0060-2

現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為“良好的教學(xué)，乃在于喚起意外與驚訝的感覺(jué)”。如果一堂枯燥物理課的開(kāi)始被老師設(shè)計(jì)得引人入勝、興致盎然，必能充分激發(fā)學(xué)生心理上的愛(ài)好和追求，激起學(xué)生的求知欲、探究欲，進(jìn)而開(kāi)展積極思考、合作交流，由質(zhì)疑到釋疑，自然會(huì)起到事半功倍的教學(xué)效果。

新課引入雖然有很多種不同的手段，但根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)歷，用一些簡(jiǎn)單但新奇低成本的小實(shí)驗(yàn)引入新課，是最能調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣的。“興趣是最好的老師”，如果能在新課引入階段就能充分“吊起學(xué)生的胃口”，那么這一堂課就會(huì)有一個(gè)很好教學(xué)效果保證。同時(shí)，這類新奇的低成本小實(shí)驗(yàn)也會(huì)讓老師“魔力”十足，充滿個(gè)人魅力，從而也使得學(xué)生因“親其師”而“信其道”。

下面選擇幾個(gè)在實(shí)際教學(xué)中筆者覺(jué)得效果比較好的課堂小實(shí)驗(yàn)，與廣大物理同仁交流。

1 “楞次定律”：磁鐵“吸”銅

眾所周知，磁鐵只對(duì)鋼鐵有吸引作用，而對(duì)銅鋁等沒(méi)有吸引力。本實(shí)驗(yàn)就是利用楞次定律原理實(shí)現(xiàn)銅線圈對(duì)快速運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離的磁鐵產(chǎn)生吸引效果，從而極大地突破學(xué)生對(duì)慣有思維的認(rèn)識(shí)。

實(shí)驗(yàn)材料：條狀強(qiáng)磁鐵，繞制好的多匝銅線圈，塑料玩具小車。

實(shí)驗(yàn)操作：將銅線圈豎直固定在玩具小車上，并放置在水平桌面上，讓磁鐵的一極緩慢靠近銅線圈后，迅速抽離，由于楞次定律“來(lái)拒去留”的效果，小車會(huì)順著磁鐵抽離的方向運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)磁鐵“吸”銅的效果。

實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：為了有更好的演示效果，首先應(yīng)該選擇光滑而堅(jiān)硬的水平面，以大理石、瓷磚面為最佳，玻璃表面也可。其次應(yīng)該選擇比較輕，且車輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的玩具小車。最后就是一般玩具小車車輪轉(zhuǎn)軸為鐵材料，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)效果產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)也可能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性產(chǎn)生質(zhì)疑，建議用牙簽代替。

2 “探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”：“跳繩”發(fā)電游戲

學(xué)生通過(guò)初中的學(xué)習(xí)都已經(jīng)了解，電路中只有有了電源才能在回路中形成電流。而本實(shí)驗(yàn)利用運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線切割地磁場(chǎng)磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而讓學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)中的電流有一種“無(wú)中生有”的新奇感。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)還可以充調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，化實(shí)驗(yàn)為“游戲”，以增加學(xué)生對(duì)教學(xué)的參與感。

實(shí)驗(yàn)材料：10 m左右的跳繩、10～15 m長(zhǎng)的銅導(dǎo)線、靈敏電流計(jì)或傳感器。

實(shí)驗(yàn)操作：教師提前準(zhǔn)備好兩端連接靈敏電流計(jì)或傳感器的“跳繩”，讓學(xué)生空出足夠的空間。讓兩個(gè)學(xué)生沿東西方向面對(duì)面站立。當(dāng)兩名同學(xué)快速甩動(dòng)“跳繩”時(shí)，由于跳繩中的銅導(dǎo)線切割地磁場(chǎng)磁感線，因而實(shí)現(xiàn)“無(wú)中生有”的發(fā)電效果。

實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：首先本實(shí)驗(yàn)利用磁感強(qiáng)度很弱的地磁場(chǎng)來(lái)發(fā)電，為保證有足夠的實(shí)驗(yàn)效果，繩應(yīng)盡量長(zhǎng)一些。但繩太長(zhǎng)的話學(xué)生甩動(dòng)的速度就會(huì)下降，同時(shí)考慮到在教室中的空間限制，多次實(shí)驗(yàn)后取10 m左右較為合適。其次，兩名甩繩的同學(xué)應(yīng)沿著東西方向站立，這樣就能保證繩與地磁場(chǎng)方向垂直。再次，就是應(yīng)選用可分辨微安（μA）電流的靈敏電流計(jì)，如果實(shí)驗(yàn)可見(jiàn)度不高，可以選用實(shí)物投影儀放大實(shí)驗(yàn)效果。最后，10 m長(zhǎng)的銅導(dǎo)線要快速甩動(dòng)起來(lái)不容易，把它纏在跳繩上應(yīng)該容易很多。

3 “焦耳定律”：錫紙短路電池點(diǎn)火

此實(shí)驗(yàn)是用錫紙短接電池兩極獲得較大電流，電流產(chǎn)生的熱量聚集在局部形成高溫，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。此種點(diǎn)火方式也是現(xiàn)代野外生存技能之一，但呈現(xiàn)在高中物理課堂中卻并不常見(jiàn)。如果教師能在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中略加一些魔術(shù)手法，將會(huì)讓學(xué)生驚訝地看到能“徒手”點(diǎn)火的物理老師。

實(shí)驗(yàn)材料：紐扣電池或干電池，包裝口香糖或糖果用的錫紙，剪刀。

實(shí)驗(yàn)操作：把錫紙剪成寬約1 cm，長(zhǎng)約7 cm的矩形，對(duì)折后把中間大半?yún)^(qū)域剪成梯形，最窄處約為3 mm寬。用剪好的錫紙短接電池兩極，約一兩秒左右即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。

實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何在錫紙?zhí)囟ǖ奈恢每焖倬奂^多的熱量以實(shí)現(xiàn)局部高溫。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)錫紙必須折疊，同時(shí)折疊處剪成最窄的連接區(qū)，這樣折疊處的電阻相對(duì)最大，更利于電流產(chǎn)生熱量。本實(shí)驗(yàn)的原理和操作都較為簡(jiǎn)單，但不同錫紙和電池性質(zhì)略有不同，為達(dá)到理想實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況因地制宜。

4 “內(nèi)能”：“空瓶”白霧

本實(shí)驗(yàn)是高壓氣體在快速膨脹過(guò)程中對(duì)外做功，內(nèi)能減少溫度降低，從而使得酒精蒸汽液化形成白霧。本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不是很“神奇”，但本實(shí)驗(yàn)中對(duì)高壓下可樂(lè)瓶爆裂可能的擔(dān)心，以及膠塞沖脫后發(fā)出的聲音，會(huì)讓學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)留下極其深刻的印象。

實(shí)驗(yàn)材料：可樂(lè)瓶，橡膠塞，氣門嘴。

實(shí)驗(yàn)操作：把可樂(lè)瓶側(cè)面打洞，安裝氣門嘴并做好密封，把橡膠塞用一根結(jié)實(shí)的細(xì)繩與瓶頸扎牢，瓶中滴少量純酒精，塞好橡膠塞。（這里橡膠塞的不可太緊，否則危險(xiǎn)，具體松緊程度要多次試驗(yàn)掌握）。由氣門打氣，當(dāng)膠塞由于內(nèi)部高壓噴出時(shí)可看到酒精液化的白霧，很吸引學(xué)生。

實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一是瓶中酒精的量及橡膠塞的松緊程度，關(guān)鍵之二是在本實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的注意力容易被飛出去的橡膠塞所吸引，所以教師要做好注意力引導(dǎo)，以免學(xué)生只看了“熱鬧”忘了“門道”。

5 “機(jī)械能守恒定律”：?jiǎn)螖[“撞”鼻子

本實(shí)驗(yàn)是利用機(jī)械能守恒的原理，使單擺不可能在自由擺動(dòng)過(guò)程中撞到比初高度略高的物體。本實(shí)驗(yàn)本無(wú)新意，但如果讓一個(gè)學(xué)生把鼻子放在這個(gè)被撞物體的位置，則課堂中的實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果會(huì)有很大的不同。

實(shí)驗(yàn)材料：?jiǎn)螖[，離地較高的固定支點(diǎn)，長(zhǎng)刻度尺。

實(shí)驗(yàn)操作：把單擺吊在離地較高的固定支點(diǎn)上，用尺子量出參與同學(xué)鼻尖到地面的高度，讓單擺小球從略低于此高度的位置開(kāi)始擺動(dòng)，則單擺小球會(huì)很接近鼻尖，但不會(huì)撞到鼻子上。

實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)中第一個(gè)參與者在實(shí)驗(yàn)中看到小球“鋪面而來(lái)”，會(huì)不由自主地向后本能躲避。本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)第一個(gè)參與者行為進(jìn)行的討論，經(jīng)過(guò)討論后，再做同樣實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)小球根本無(wú)法撞到鼻子上。

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，同時(shí)實(shí)驗(yàn)也是在高中物理課堂中最能引起學(xué)生興趣的部分。但課本中要求完成的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)并不能真正讓大部分學(xué)生印象深刻，反而是那些教師根據(jù)自己上課內(nèi)容需要補(bǔ)充的“臨時(shí)性”小實(shí)驗(yàn)可以讓很多學(xué)生多年后仍“念念不忘”。

這種小實(shí)驗(yàn)大多數(shù)成本低廉，操作簡(jiǎn)便，完全符合物理課程標(biāo)準(zhǔn)中“學(xué)校和教師應(yīng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，安排足夠多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)”的要求，同時(shí)這種小實(shí)驗(yàn)也貫徹了“人人動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中快樂(lè)地學(xué)習(xí)”的基本教育理念。

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（欄目編輯 王柏廬）