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律，掌握物理知識。對學生的發散思維和創新能力的培養起著重要作用。

關鍵詞：神奇；創新；探索；培養興趣

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變到素質教育的過程中，更要注意培養學生動手、動腦的能力，同時還要培養學生的觀察問題、分析問題、解決問題和不斷創新的能力，而這些能力的培養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中。出奇的物理實驗現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出聲音，并睜大了雙眼，都認為白熾燈泡會發生爆炸，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片小玻璃。所有學生都被這現象震驚了，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兩種不同的現象？這時教師順理成章地往下引導，要想知道這神奇的現象的原因，學了本節課“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中的關鍵。

2? 通過神奇的實驗設計能激發學生學習動機、激發創新思維

由于大部分概念和規律較為抽象，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，同時極大地激發了學生的興趣和求知欲。

如講到自感現象的應用：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，發現啟動器在工作時會發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?。隨后教師把啟動器取出，用兩根導線引出，為了激發學生的興趣，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”出現了，日光燈居然也被點亮了?！昂蒙衿姘?！”“這也行！”這一現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會豎起來，是名副其實的“怒發沖冠”的現象?？催@個有趣而奇怪的現象，學生沸騰了，“來電了！”由此學生對電學現象產生了好奇心，為后續電學現象及規律的學習做好鋪墊。

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象和規律的過程中，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”中的汽車轉彎時，學生對急轉彎時路面為什么要修成內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，讓學生猜想會發生什么現象，以同樣的轉速再轉一圈，這時“神奇的現象”出現了，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，能以較大的速度轉彎而不打滑。接著導入汽車轉彎時，路面修成內低外高的原理。

4? 神奇的實驗教學能促進學生的實踐活動，培養學生的創新能力

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學生的創新能力。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，激發學生的學習興趣，讓他們有想參與活動的愿望。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律，這對培養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、內徑18 mm的圓柱管，材質分別是塑料、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。通過觀察發現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，現象更明顯，磁鐵穿過銅管長達20 s。

在“探究電磁驅動”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動，隨后，鋁盤也跟著轉動起來了。同樣，磁鐵不會吸引鋁材質，那為什么鋁盤會轉動起來，到底是什么力驅動鋁盤？帶著疑問，進入新概念的教學，到此本節課的引入環節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化或改進，能否想出更多的方案驗證電磁阻尼與電磁驅動的存在。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，一端是不閉合圓銅環，讓強磁鐵分別穿過這兩個圓環，發現磁鐵穿過閉合圓環時有受到阻礙作用，而磁鐵穿過不閉合圓環時沒有受到阻礙作用，等等。這些實驗都能很好地驗證“電磁阻尼與電磁驅動”現象。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、觀察各種現象，增強了學生學習物理的興趣和自信心，又鍛煉學生的發散思維。

5? 神奇的實驗教學能開拓發散思維，促使學生積極猜想

神奇的實驗教學是開拓學生發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。同時鼓勵學生質疑，積極猜想，幫助學生以樂觀嚴謹的狀態參與教師的課堂教學中，使之輕松而有效地獲取知識，培養能力。

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好干涉現象的圖樣“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知識有強烈的求知欲。

接著教師馬上提出本節課要探討的問題：光的干涉現象這么美麗動人，那么光的干涉條紋間距跟哪些因素有關系呢？并引導學生聯系課本知識和生活經驗進行猜想。這時學生沸騰了，都在積極思考，并踴躍發言，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。記錄實驗數據，通過分析處理實驗數據，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，從而抽象出物理規律，一氣呵成，完美成功地完成本節課的教學任務，同時還能有效地開拓學生的發散思維能力，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，同時又能培養學生的各種思維能力：包括培養學生的創新精神、培養學生實事求是、尊重事實的科學態度、培養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，要盡可能創新實驗，包括自制器材，因地制宜，就地取材等，充分發揮實驗的功效.。

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.