課外實驗和趣味實驗的開發(fā)與研究

曹永耀

注：2015年河南省教育技術裝備和實踐教育研究立項課題PZS148（河南省教育廳 教技裝【2016】35號）

如果把物理比做一扇緊閉的大門，那么實驗就是打開這扇門的鑰匙。物理學是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學。物理規(guī)律是在對生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象考察和再實驗的基礎上，認真思考總結得來的。我們耳熟能詳?shù)奈锢矶ɡ怼⒍桑蠖际峭ㄟ^實驗得出的，如卡文迪許扭秤實驗測出了引力常量，法拉第十年堅持實驗發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，盧瑟福的α粒子散射實驗證明原子的核式結構等。實驗就是科學家砥礪前行的燈，照亮他們科學之路。實驗對于物理是如此的重要，所以沒有實驗的物理就不是完整的物理。

就現(xiàn)在高考而言，實驗能力是高考重點考察的五大能力之一，要求學生能明確實驗目的，理解實驗原理和方法，使用儀器觀察分析實驗現(xiàn)象，記錄并處理實驗數(shù)據(jù)；就物理課堂而言，實驗也是不可或缺的一環(huán)，無論是課前引入還是課上驗證，都是非常重要的教學手段。但對于許多二類高中來說，學校的硬件設施、學生的薄弱基礎都嚴重制約了實驗真正的重要作用。高考中并不體現(xiàn)學生的動手能力，所以實際情況是實驗課成為理論課，講述代替了操作，偶爾會有演示實驗，也只是蜻蜓點水般的一閃而過，分組實驗對于一個龐大的班級來說幾乎是不可實現(xiàn)的。種種原因的存在使得以實驗為基礎的物理學科變得重理論輕實驗，重課本輕動手，重死記輕變化。很多需要通過實驗了解的現(xiàn)象變成了空洞的講授，學生毫無感覺，反而覺得物理脫離生活，不易理解，偏、難、怪成了物理的代名詞，以至于許多學生由此產(chǎn)生放棄學習物理的念頭。

新一輪的高考改革即將到來，鑒于實驗與當前物理課堂的矛盾，如果我們?nèi)越┦毓袒銜簧蠒r代潮流。由此我認為課外實驗和趣味實驗能補充課內(nèi)實驗的不足，貼近學生的生活實際，從而激發(fā)學生學習物理的興趣，讓學生動手動腦獲得學習物理的感性材料，加深學習物理知識和規(guī)律的理解。由此我們設想怎樣把課外實驗和趣味實驗與當前的物理課堂相互聯(lián)系？既不與傳統(tǒng)物理實驗沖突，又可以與學習相輔相成呢？我準備從以下三個方面著手去操作：

（1）課前穿插課外實驗和趣味實驗：興趣是最好的老師，一個好的開始是成功的一半，當我用趣味實驗導入新課，不僅讓枯燥的物理變得有趣起來，也讓學生對本節(jié)課充滿了好奇和想象。例如講授電磁感應章節(jié)中自感現(xiàn)象時，利用日光燈里的鎮(zhèn)流器做“千人震實驗”，讓學生真實參與從而感受實驗的魅力，并趁機拋出問題，引入新課，讓他們帶著興奮和刺激去學本節(jié)課，試想這節(jié)課他們還會睡覺、看課外書嗎？課前的引入就是讓學生知道物理真的是可以出彩的。

（2）課堂上的演示：實踐是檢驗真理的唯一標準，當我們在課堂上講解某個定理或結論時，基本都是理論上的，要求學生記住而不需要問為什么。此時如果我們用趣味實驗或課外實驗來進一步的驗證，既能說明理論的正確性，同時也讓學生真正學習物理背后的方法，例如學習完摩擦力中最大靜摩擦力和滑動摩擦力后，我們會告知學生最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，然后就沒有然后了，只是讓他們記住，對，就是記住！如果我們通過實驗求出最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小，定量比較二者的數(shù)值關系，那么就事實勝于雄辯了。一個老師設計用彈簧秤、滑塊和紅色小物塊進行實驗，用彈簧秤拉動滑塊，當摩擦力突變時，紅色小物塊會留在彈簧秤上，讀出讀數(shù)進行比較。當然也可以用傳感器直接找到靜摩擦力和滑動摩擦力大小驗證結果。

（3）課后的延續(xù)：課堂的結束不意味著學習的終結，一個巧妙的課外實驗可以讓學生有進一步學習的機會。例如學完電磁驅(qū)動和電磁阻尼后，讓學生利用磁鐵和身邊的錫箔紙動手做一個演示模型，當磁鐵來回晃動時，錫箔紙的紙片會慢慢跟隨擺動；也可以讓錫箔紙動起來，磁鐵不動，它會比正常擺動更快地停下來。通過自己的親身實踐，不僅加強了學生的動手能力，也與課本上的知識交相呼應，一舉多得。

課外實驗與趣味實驗能夠很好地填補傳統(tǒng)課堂的枯燥乏味，改善基礎實驗的單一性，提升了學生學習的積極性。實踐證明，這樣做效果突出，學生在課堂上主動學習，主動發(fā)問，主動思考。睡覺的少了，回答問題的多了；迷茫的少了，積極展示的多了。課外實驗和趣味實驗發(fā)揮出了強大的能量，但如何利用好也是一個關鍵問題，需要我們做好前期的準備工作，所以我準備從三個角度提出合理化建議。

建立課外實驗資源庫：我們專門由兩個老師做實驗的搜集和整理工作，這些實驗來源于課本上的科學足跡和做一做，也有的來自于資料上的創(chuàng)新實驗，也可以從網(wǎng)絡和一些科學節(jié)目中借鑒，如《是真的嗎？》《科學大求真》等。有了一個實驗資源庫，我們講課時隨時都可以拿出來運用，一次建立，終身受用。

成立物理興趣小組：從班級里挑選熱愛科學，善于動手的學生參加，利用課余時間去實驗室設計實驗，改進實驗，甚至于創(chuàng)新實驗。有時間的話利用周末去參觀工業(yè)園內(nèi)的電子廠，新能源汽車廠等，豐富知識，開闊視野。當然必要的組規(guī)和要求能保證小組規(guī)范地操作和學習。

他山之石，可以攻玉：閉門造車與當前教育理念不符，我們積極與外校合作，共同討論本課題的實踐意義，組織老師去一些名校參觀學習，相互交流，特別是參加省里組織的實驗創(chuàng)新大賽，從中汲取了許多寶貴的經(jīng)驗。

在課改的春風下，物理課堂也在尋求突破，打破原有模式，課外實驗和趣味實驗就是一個很好的抓手，以此為契機，讓更多的學生重新愛上物理、學習物理、開發(fā)物理，讓物理真正“悟理”是我們最大的愿望。

（作者單位：河南省襄城縣實驗高中）