曾義

摘 要：筆者開設(shè)的選修課“趣味物理實(shí)驗(yàn)與制作”具備三大亮點(diǎn)：一是激趣；二是創(chuàng)新；三是具有開放性?？梢宰鳛槲锢碚n的輔助與補(bǔ)充。

關(guān)鍵詞：選修課；趣味物理實(shí)驗(yàn)；制作；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）4-0058-2

1 課程提出的背景

新時(shí)代的中學(xué)物理教學(xué)，不僅要求學(xué)生全面掌握課本知識(shí)，更需要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的觀察能力和實(shí)際操作能力。高考導(dǎo)向下的物理學(xué)科課程教學(xué)主要針對(duì)課本知識(shí)的傳授，以學(xué)習(xí)知識(shí)、鞏固知識(shí)為主，有一定局限性。為了輔助學(xué)科教學(xué)，豐富學(xué)生物理學(xué)科的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，筆者在重慶南開中學(xué)開設(shè)了選修課“趣味物理實(shí)驗(yàn)與制作”。

“趣味物理實(shí)驗(yàn)與制作”作為學(xué)科教學(xué)的延伸應(yīng)運(yùn)而生，它立足于生活，展現(xiàn)物理規(guī)律，喜聞樂見，妙趣橫生，產(chǎn)生了很好的課堂效果；它開放性強(qiáng)，自由度高，研究性學(xué)習(xí)，自助式開發(fā)，教學(xué)形式相對(duì)靈活，為教師和學(xué)生開辟了一片“自由天堂”；它的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容少了許多應(yīng)試教育的痕跡，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有所差異，使學(xué)生開闊視野，豐富知識(shí)，理論和實(shí)踐能力得以全面提升，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)課程，或者進(jìn)一步探究物理，應(yīng)用物理知識(shí)，都有很好的作用。

2 課程目標(biāo)和內(nèi)容的定位

本課程緊緊圍繞中學(xué)課本知識(shí)，設(shè)計(jì)一些創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)活動(dòng)中，我們以“趣”來激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在情感，使他們樂于主動(dòng)投入，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力，繼而充分挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，加以科學(xué)想象，合理推演，提高學(xué)生的邏輯思維能力。課程演示或研究結(jié)束后，教師也可以進(jìn)行適當(dāng)拓展，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)一些新型的實(shí)驗(yàn)或小制作。

下面以兩個(gè)實(shí)驗(yàn)為例：

【實(shí)驗(yàn)一】 會(huì)自動(dòng)翻滾的“小黃人”

如圖1所示，在一內(nèi)部呈藥丸形的“小黃人”中裝一小鋼珠，然后放在一斜面上，放手后“小黃人”會(huì)自動(dòng)從上端翻跟斗，一直會(huì)翻到下端。

在做實(shí)驗(yàn)之前，事先不讓學(xué)生知道“小黃人”里面裝有什么東西。實(shí)驗(yàn)一結(jié)束，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生好奇，急于想知道其運(yùn)動(dòng)原理。充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的熱情之后，讓一學(xué)生再做一次，他們便會(huì)仔細(xì)觀察，發(fā)揮想象力，積極思考，學(xué)生自然會(huì)有不同的答案。這時(shí)，老師再告訴其事實(shí)真相，解釋其物理原理——重心和力矩作用。學(xué)生最后會(huì)感覺到這一原理非常簡(jiǎn)單，并沒有超過他們的學(xué)科知識(shí)水平。學(xué)生明白原理后，再讓他們自己去選不同的器材，設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，體會(huì)其中的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維及操作技能。

【實(shí)驗(yàn)二】 有趣的智能手機(jī)

用一鑰匙尖去滑一智能手機(jī)，手機(jī)沒有反應(yīng)。然后用鑰匙平面平行滑動(dòng)智能手機(jī)，這時(shí)手機(jī)中的界面就像手去滑動(dòng)一樣動(dòng)了起來。

通過手機(jī)實(shí)驗(yàn)：第一，學(xué)生根本沒想到除手以外還可以操作手機(jī)；第二，讓學(xué)生聯(lián)想到平時(shí)用指甲滑動(dòng)與用手指（或手掌）滑動(dòng)手機(jī)的區(qū)別；第三，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電容器。

從以上實(shí)驗(yàn)來看，體現(xiàn)了“簡(jiǎn)單”“有趣”，蘊(yùn)含豐富的物理意義，緊貼教材。學(xué)生愛學(xué)、愛做，收獲頗豐。寓教于樂，何樂而不為呢？

3 課程開設(shè)的形式

該課程以觀察、設(shè)計(jì)、探究、實(shí)踐為主，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)造思維及實(shí)際操作能力。筆者采取的教學(xué)形式有：

（1）在教學(xué)活動(dòng)中，通過實(shí)驗(yàn)觀察，讓學(xué)生思考，體會(huì)其中蘊(yùn)含的物理意義，然后老師再解釋、補(bǔ)充、完善其物理原理和規(guī)律，最后再拋出一些類似實(shí)驗(yàn)。這可使學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)階段上升到研究物理規(guī)律層面。比如：通過對(duì)水龍頭下的水進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)水龍頭震動(dòng)時(shí)水流細(xì)線的長短將發(fā)生變化，于是可用塑料瓶制作微型地震儀。

（2）介紹實(shí)驗(yàn)原理或工作原理，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)或制作。比如“通過介紹音樂賀卡電路工作原理，讓學(xué)生為同學(xué)制作音樂賀卡；通過對(duì)水火箭的介紹，讓學(xué)生制作水火箭進(jìn)行比賽。

（3）拋出相應(yīng)課題或讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)課題，制作相應(yīng)成果。在課題選擇當(dāng)中，一般選取具有探索性或創(chuàng)造性的科技小制作。選擇時(shí)可從以下兩個(gè)方面考慮：一是研究的價(jià)值，即要有創(chuàng)新或應(yīng)用價(jià)值；二是研究的可行性，即要考慮學(xué)生具備相應(yīng)的知識(shí)、可取的環(huán)境和器材等因素。比如：講電源時(shí)，通過水果電池實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生查找資料，解釋其原理，并制作其他能源電池。在一次教學(xué)中，學(xué)生用堿水、銅片和鋅片制作了一個(gè)堿水電池。

當(dāng)然，教學(xué)形式及學(xué)習(xí)模式并非按部就班，在教學(xué)及學(xué)習(xí)過程中可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)節(jié)。

4 課程開設(shè)的意義

選修課并不是一門獨(dú)立的課程，它既可與中學(xué)物理教學(xué)緊密聯(lián)系，又可豐富學(xué)生的課外物理知識(shí)，有助于學(xué)生更好地學(xué)好物理，提高學(xué)生的學(xué)科綜合素養(yǎng)。

（1）豐富學(xué)科課程實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。在學(xué)科教學(xué)中，由于教學(xué)時(shí)間、內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)器材的限制，演示實(shí)驗(yàn)（數(shù)量少，器材是已加工的成品）也有所牽絆，其實(shí)驗(yàn)以輔助教學(xué)為主，主要是幫助完成課本教學(xué)。在選修課“趣味物理實(shí)驗(yàn)與制作”中，實(shí)驗(yàn)以課本以外為主，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)制作，既突破了課本教學(xué)的局限，又能幫助學(xué)生鞏固學(xué)科知識(shí)。比如：常規(guī)教學(xué)中講力矩一般就舉桿秤、撬鐵軌等例。在選修課中，我們可引入蠟燭蹺蹺板、筷子開啤酒瓶等實(shí)驗(yàn)鞏固力矩知識(shí)。再如：我們用一紙?zhí)崆Ы飳?shí)驗(yàn)來掌握摩擦力的知識(shí)，用大氣壓壓扁易拉罐來鞏固大氣壓的知識(shí)。

（2）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)科課程的學(xué)習(xí)興趣。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力。在選修課中，教師借助簡(jiǎn)單有趣的實(shí)驗(yàn)，緊密聯(lián)系生活，使學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)科中的奧妙，有利于激發(fā)他們學(xué)習(xí)課本知識(shí)的積極性。比如：我們可以用兩偏振墨鏡片來演示偏振現(xiàn)象，從而教會(huì)學(xué)生如何識(shí)別偏振墨鏡。

（3）豐富學(xué)科課程教學(xué)內(nèi)容。在學(xué)科教學(xué)中，有部分是高考刪去或選學(xué)的內(nèi)容，但這些內(nèi)容都可作為學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的擴(kuò)展，有助于去解釋一些生活常識(shí)。比如，伯努利方程可解釋汽車高速行駛時(shí)行人不能靠得太近、氣頂乒乓球、仙女撒花等現(xiàn)象；用重心與穩(wěn)定平衡，可讓學(xué)生懂得人走鋼絲繩的道理，進(jìn)一步可讓學(xué)生思考如何將一個(gè)塑料瓶能平穩(wěn)地放在一根桿上。諸如這些刪去內(nèi)容，都可放入“趣味物理實(shí)驗(yàn)與制作”教學(xué)之中。

（4）培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)際操作能力和學(xué)科綜合能力。要學(xué)好物理，最基本的要求就是具有敏銳的觀察能力。在“趣味物理實(shí)驗(yàn)與制作”中，由于教學(xué)的靈活性，教師可以拋出一些課題，或者讓學(xué)生自行去設(shè)計(jì)、探究一些更有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新的科技成果，并親自制作出來。通過這樣的方式，可以培養(yǎng)學(xué)生將物理學(xué)科知識(shí)綜合、甚至是與其他學(xué)科知識(shí)綜合的能力，同時(shí)也在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作的能力。這不僅是對(duì)學(xué)生的一種訓(xùn)練、考驗(yàn)，更是一種挑戰(zhàn)，也是培養(yǎng)未來科學(xué)家的一種有力措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐建平.引入趣味物理實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)學(xué)生能力[J].中學(xué)物理，2009（11）：17-18.

[2]方鴻輝，劉貴興. 創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)[M].上海：上?？茖W(xué)普及出版社，1999.

（欄目編輯 王柏廬）