淺談物理演示實驗的“包裝”

　　物理實驗是物理學大廈的根基，也是物理學發展的前沿陣地。物理演示實驗是物理實驗的一大分支，具有獨特的教學作用。隨著我國新課程改革在全國范圍內的鋪開，新課程強調啟發式教學，強調聯系實際的理念已經深入人心。演示實驗往往作為物理教學的起點，作為課堂的引入，俗話說“好的開始是成功的一半”，其在教學中的重要性可見一斑。
　　一、問題的提出及“包裝”的思路
　　如何有效地加強物理演示實驗的教學作用呢？筆者通過長期的研究和思考，提出一種思路，即對演示實驗本身做必要的“包裝”。基于以下邏輯：教師之于學生，恰如商家之于顧客，演示實驗即銷售的商品。對于商品來說，包裝是十分重要的，包裝使商品的外在表現形式獨具特色，容易被顧客接受；同樣，對演示實驗來說，“包裝”使其外在表現形式具有極大的魅力，一方面可能是因為包裝帶來的美感，另一方面可能是因為包裝使演示實驗的本質得以“曲線表達”，使學生的好奇心劇烈膨脹，將教學中教師的“我要教”化為學生的“我要學”，從而加強演示實驗的教學作用。邏輯圖見圖1。
　　二、“包裝”的具體方法及案例
　　1.賦予物理演示實驗以生活的實際含義
　　根據前蘇聯心理學家維果斯基的最近發展區理論，教學應該緊貼學生的現有水平。尤其對新知識的教學，教師應創設貼近學生生活實際的教學情境，從而有效地教學。對于學生，物理演示實驗本身并沒有多大“自然”的吸引力，但學生的好奇心卻具有超乎想象的“天然”能力。學生往往對自己身邊熟悉的、有趣的事物或親身經歷的生活情境，會產生不由自主的認知欲望。教師正好可以利用這一點，對演示實驗進行恰當的“包裝”，賦予實驗現象以生活的內容，將學生的生活實際與教學內容聯系起來。此所謂有條件要聯系，沒有條件，創造條件也要聯系。“包裝”正是創造條件的一種手段。
　　【案例1】飲水鳥（如圖2所示）
　　飲水鳥是中國古代的一個科學玩具，被人稱為“愛因斯坦也吃驚的玩具”。飲水鳥的主體是由玻璃制成，它的身體是一根玻璃管，管的上端是一個玻璃小球，也就是鳥的頭部，管的下端有一個大球，也就是鳥的尾部，球內裝有液體，管的下端浸在液面下。整個鳥身是密閉的，架在一個類似鳥腿的座上。它的頭部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。為了讓人不能看清鳥身體里的秘密，它的身體被涂上了顏色。而它的神奇之處就是，在鳥的面前放上一杯水，鳥就會俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起來；然后好像是又渴了，鳥直立一會兒又會俯下身去，等到鳥嘴浸到水里，“喝”了一口，又會直立起來。就這樣，它不停地點頭喝水，就仿佛是一臺永動機。原理在這里不再詳細說明了，請有興趣的讀者自行查找有關資料。
　　這個玩具的原理中包含了氣體壓強、重心與力矩、毛細現象、熱力學定律與能量守恒定律等物理內容。飲水鳥作為這些內容的講授課的演示實驗引入，可以極大地引起學生的學習興趣。飲水鳥的設計中，將原本的實驗現象（一個杠桿在支架上左右上下運動）賦予了一種實際生活的內涵，即一只小鳥在上下點頭；將從左端吸取液體的演示現象，賦予了鳥上下點頭，正在喝水的意義。學生對這種具有實際生活含義的演示實驗，有天生的好奇心，會產生強烈的求知欲，可以使演示實驗的效果更好，教學作用更佳。
　　【案例2】蠟燭蹺蹺板實驗（如圖3所示）
　　蠟燭蹺蹺板是用一根較硬的細金屬絲穿過一根蠟燭（將蠟燭的底端也削成和頂端一樣），在蠟燭的兩端放上做好的兩個小紙人，再用一根金屬絲做成如圖3所示的支架，并放在水平桌面上，然后將做好的蠟燭放到支架上，通過各種方法將蠟燭調至水平，如移動小紙人、點燃重的一端等。調平后，即可開始演示實驗，將蠟燭兩端幾乎同時點燃。可以看到蠟燭兩端在一上一下的運動，就像兩個小紙人在玩蹺蹺板似的。
　　此演示實驗中，包含了杠桿平衡原理的知識，將一個簡單的蠟燭兩端一上一下的運動，做了恰如其分的“包裝”，即在蠟燭兩端放上了小紙人。這樣就呈現出一個同學們生活中的游戲場景，賦予了演示實驗以學生喜聞樂見的內涵，有效地增強了其教學作用。
　　2.將演示實驗做“奇”
　　學生對于新鮮的、沒見過的、有悖常理的奇特事物有天生的好奇心，利用好這一點，我們可以“包裝”演示實驗的結果，將其做得新奇，同學們會非常感興趣。
　　【案例3】魔法盒的演示實驗（如圖4所示）
　　此魔法盒是一個正方體盒子，其正面是一塊透明玻璃，其余各面均不透明，頂部有一圓口，并且在盒子里傾斜放置一塊平面鏡，鏡面朝向紙外。學生從正面觀察，教師將一枚硬幣通過頂部的圓口放進盒子，能夠聽到硬幣落進去的碰撞聲，但卻看不到硬幣，仿佛是硬幣被魔法盒“吞”掉了。
　　此演示實驗包含了平面鏡成像的知識，且實驗結果被包裝后非常的奇特，與學生們預料的結果不同，應該看到的卻沒有看到，引起了學生學習新課程的興趣，增強了演示實驗的教學作用。
　　3.將演示實驗做“險”
　　學生通常在危險的情況下，注意力能夠十分集中，并且對此留下深刻的印象。教學過程中教師為了真正使學生與教學內容產生相互作用，達到學生學習知識之目的，教師可以創設一些看起來可能會產生危險，但實際操作中并不會產生危險的實驗情境，以此來“包裝”演示實驗。
　　【案例4】單擺實驗
　　教師在講單擺有關知識時，可以自己做一個比較大的單擺，擺線可以長到兩米多，用一個較重的金屬球做錘兒。在做實驗時教師可以把金屬球拉到自己的鼻子尖上，靠在黑板前（讓學生知道自己無路可退），同時給學生說：“大家看好，我松手后，球會不會擺回來砸到我的鼻子？”即使有的學生認為不會，但也會為老師捏把汗。教師也可以讓學生來做，這樣的演示實驗會使學生終生難忘，同時有助于加強演示實驗的教學作用。把演示器材做大，是演示實驗本身的要求——實驗現象要清晰，同時也是將實驗做“險”的一個重要手段。
　　【案例5】失重的演示實驗
　　在演示失重時，教師可以用一個礦泉水瓶，瓶蓋上和瓶的下端側面各扎一個孔，先用大拇指按住瓶子側面的孔，將瓶子接滿水，蓋好蓋子。然后將大拇指松開，會看到水從側口里噴出，教師裝作差點弄濕自己的衣服，然后趕緊按住側口，接著問學生：“假如使瓶子自由下落，我們看看會有什么現象。”這時把側口朝向自己，松手。結果發現衣服卻沒有濕，從而引出了失重的概念和有關知識。當然也可以讓學生做，演示實驗效果會更好，教學作用更佳。
　　通過對演示實驗的“包裝”，可以激發學生學習物理知識的興趣，而興趣則是學生最好的老師；可以使演示實驗豐富的物理知識內涵與獨特的外在表現形式達到統一，互相促進；可以使演示實驗的教學作用得以充分的發揮。物理教師應該充分調動自身的積極性，投身到演示實驗的研究和自制教具的開發中，同時也要研究怎樣通過“包裝”去完善已有的優秀演示實驗和自制教具。
　　（責任編輯郭振玲）