激發興趣創建情景探究揭秘

劉小芳+馬駿

摘 要：以“自動爬坡魔盒”等六個魔術化小實驗在高中物理教學中應用為例，簡論魔術化小實驗在高中物理教學中所產生的激發興趣、創建探究情景及提高學生分析實際問題能力等多重教學效果。

關鍵詞：實驗魔術化；認知沖突；探究情景

學生總抱怨高中物理生澀難學，認為中學所學的物理只是紙上談兵，與現實相隔甚遠，提不起學習的興趣和勁頭。也因過多的“紙上談兵”而缺少應用物理知識分析解決實際問題的意識和能力。

造成這一現狀的原因是什么呢？筆者認為主要是物理的學科特點和不當的教學方式引起的。物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科，許多物理知識是通過觀察和實驗，經過認真思索而總結出來的。物理學者一般會針對觀察到的現象提出一個合理假說，然后以實驗加推演的方式反復論證假說的準確性。因此，實驗可以說是物理學發展的基礎。

但是一直以來，在學科本位和知識本位等傳統物理教學理論的影響下，教師和學生成為傳遞知識和接受知識的工具，考試分數幾乎成為學生學習效果的唯一評價標準，同時也成為考核教師教學質量的重要指標。甚至在實際物理教學過程中，教師在黑板上“做”實驗，學生在習題中“學”實驗。這樣的教學方式，如何讓學生體會到物理的真諦？如何讓學生愛上物理？

當然，面對這樣的現狀，物理教師并不是束手無策，只有教師多花心思，在物理課堂教學中恰當設置各種教學情境，造成問題懸念，展現矛盾沖突，讓物理課堂充滿樂趣和懸疑，就能激發學生的學習欲望，發展學生的創造性思維。學習知識后除了必要的練習題外，分析一些真實的問題會增強學生理論聯系實際的意識，進而逐步消除對物理的恐懼與偏見。

創設物理情境的方法有很多，身邊可探究的實際問題也不少。比如，我們嘗試用表演魔術的方法創設問題情境，取得很好的教學效果。下面以自動爬坡魔盒、旋轉小人、神奇魔手和阻力管、神奇自亮燈等魔術化的小實驗為例，詮釋如何通過物理實驗與魔術的巧妙結合，利用有趣的現象既吸引學生興趣，同時又創設出具有豐富探究內涵的物理情景，以及如何通過揭秘鍛煉學生的分析實際問題的能力。

示例1.自動爬坡魔盒

必修一中《重力，四種基本相互作用》涉及知識點多，且初中大多有所了解，學生學習興趣不大。我們設計了“自動爬坡魔盒”小實驗來提高學生學習的興致，同時串起探究的主線。將內壁吸附大號強磁鐵大號曲奇圓鐵盒，斜面將鐵盒放在斜面中央位置，觀察運動，根據初始時刻強磁鐵所處的位置，可呈現三種運動效果：（1）靜止不動；（2）向下滾動；（3）向上滾動。特別是向上滾動，大大出乎學生的日常經驗；引起好奇心，進而引入學習本節課知識。同時又為新課結束后探究揭秘（即應用重心知識進行分析）埋下伏筆。

示例2.魔力之手

《帶電粒子在磁場中受到的力》比較抽象，為了激發學生的好奇與探究動機。我設計“魔力之手”小實驗：手中藏一塊強磁鐵，夸張地讓手從處于工作狀態的顯像管顯示器屏幕前輕輕滑過。學生看到屏幕上的圖像發生嚴重變形，必然產生疑惑，帶著這樣的疑惑，我逐步引導學生開始探究帶電粒子在磁場中受到的力的作用。當然，探究后的揭秘環節也是必不可少的，且學生各抒己見，討論極其踴躍，甚至有學生在實驗后提出問題：磁鐵對液晶顯示屏畫面有無影響？家中液晶電視畫面出現異常的原因是什么？等。這些問題的提出會促進學生自主進行更廣范圍的探究。

示例3.神奇的自亮燈

教師在引導學生探究感應電流產生的條件時，為了拉近物理知識和現實生活的距離，我們未直接用課本上的實驗器材。而是設計“神奇自亮燈”小實驗：由小燈泡和導線構成閉合回路（無電源池），放在鋪有毛巾臺面上（下藏電磁爐），“發功”讓燈泡亮并提出問題：是誰賦予燈泡如此魔力？在學生猜想并充分發表見解后打開毛巾，一次揭秘：毛巾下面的電磁爐。學生帶著為什么打開電磁爐瞬間，燈就會亮的疑問，進入新知識的探究。獲得電磁感應概念后，再由學生自主二次揭秘，從電磁感應產生的條件來分析燈泡亮的原因。

示例4.自動旋轉小人

《通電導線在磁場中受到的力》內容比較抽象，為了生動形象呈現安培力，更為了鍛煉學生的邏輯分析能力，我在《通電導線在磁場中受到的力》一節教學中，我們采用“自動旋轉小人”的實驗創設探究的情景。如圖：一號電池正極向上，下端吸附強磁鐵，將銅導線完成上端中央帶有凹陷的閉合回路，并適當裝飾為小人或其他形象，語言帶上夸張：“這個小人很神氣，自己會旋轉”。演示時，有意不讓學生看到強磁鐵，學生看到小人放在電池上后，由慢至快旋轉，引起極大好奇：誰在推動小人旋轉？為了解決心中的困惑，主動探究的意愿特別強烈。學習安培力后，在引導學生進行有條理的邏輯分析來揭秘：定性畫出圓柱形磁鐵的磁場，分析小人的骨架（線圈）受到的安培力及其產生效果，并強調這其實是一個簡易的直流電動機模型。當然，還可讓學生自制上述學具，自主完成這個小實驗。

示例5.神奇阻力管

在講《電磁阻尼和電磁驅動》時，為了調動學生探究的熱情，對電磁阻尼產生感性認識，我們自制了兩種材料的長管（PVC和鋁管，長約一米）讓學生估算下落時間。實驗讓兩個圓柱形強磁鐵同時從上方落下，學生觀察到經PVC時間與估算基本一致，而那個穿越鋁管的圓柱磁體慢悠悠下來，引發學生一陣驚詫。在此基礎上引導學生根據所學的電磁感應知識對此現象進行自主揭秘，最大限度鍛煉學生分析實際問題的能力。課后更有學生提出實驗的改進意見，認為可以用透明的管子來代替不透明的管子，提高實驗的視覺效果。

示例6.大力士火柴棒

高一的第一節課序言老師們總覺得不好上，書上講到的科技知識離我們太遙遠。如何在序言教學中穿插趣味性實驗呢？我們嘗試將電視欄目中展示的用三根火柴掛多個水瓶的“大力士火柴棒”實驗引入：將第一根火柴放在桌沿，一半懸空，一半用一個水瓶壓住；礦泉水瓶口纏上一條棉線，掛在火柴懸空的外端。把另一兩根如圖小心支撐好。調整好重心，慢慢移開壓住第一根火柴的水瓶。三根火柴，居然牢牢掛住了礦泉水！學生都驚呆了。繼續讓學生掛水瓶，當孩子們小心將五六瓶水掛在火柴梗上，小小的火柴仍穩穩不動時，課堂的氣氛達到高潮，學生紛紛議論原因，在心中種下學習物理的種子。endprint

示例7.靜電除塵儀

在靜電現象的應用一節學習中，我們發現學生不能很好地將所學知識和實際應用聯系，所以在引入新課時運用一些障眼法：演示人戴著口罩，煙囪冒出滾滾濃煙，讓學生結合這一情景聯想兩個字。學生大聲地喊出“霧霾”二字，隨即引入“霧霾是當下最嚴重的環境問題之一，它的主要成因則是煙霧，下面我給大家演示一個與煙霧有關的魔術”——將自制的靜電除塵連在電子感應器電機上并打開電源，學生將看到煙霧即可消失，自然產生煙霧為什么會消失的困惑。這時教師再說：“大家想知道這里的奧秘嗎？那就一起隨我走進今天的課堂‘靜電現象的應用。”

這一魔術化小實驗的引入，既激發學生的學習興趣，提升學生環保意識，同時設下懸疑為尖端放電埋下伏筆。該導入將在尖端放電的教學環節中進行揭秘，去掉煙囪，可以看到，礦泉水瓶作為煙囪，中藥艾條來產生煙霧，鋸條作為尖端放電的一極，而易拉罐外殼作為吸塵的另一極。當然，它還可為學生課后開展自制靜電除塵儀做好知識鋪墊。

示例8.公道杯

當然，與教師的實驗能力和基本素質也密不可分。

物理學科和我國的傳統文化淵源頗深，我們在高一緒論中先讓學生向公道杯中注水，呈現了神秘的現象：倒入水少時，水不漏，繼續加水，快滿時水竟然全部漏。學生不得其解，覺得神奇時，教師娓娓道來：據說古時人們曾用公道杯對付貪酒者，斟酒如超過高度，則會全部漏光。公道杯盛酒最為公道，盛酒時只能淺平，不可過滿，否則，杯中之酒便會全部漏掉，一滴不剩。

課堂上我們沒有立即解釋答案，而是設定任務：請同學們查找公道杯的原理和搜集需材料如：飲料瓶，帶有彈性彎曲接口的吸管，強力膠，口服液瓶子等自制簡易公道杯。這樣在疑惑與興趣的引領下，學生主動獲取新知，解釋疑惑，動手自制學具，極大提升學生的科學探究能力。

以上基于物理原理的幾個魔術化小實驗，器材均取自身邊的常見器材，現象又新奇明顯，這樣的魔術化小實驗，作為新課的引入，可拉近物理與學生實際生活的距離，激發學生的探究興趣；有趣現象的背后又蘊含著豐富的探究情境；學習完成之后，揭秘魔術的奧妙，又可作為學生分析解決問題的生動案例。可以說，魔術化的物理實驗在教學中發揮多重的教學功效。

當然，魔術化實驗的設定必須遵循以下原則。

（一）適宜性原則

魔術化實驗的創設需要符合教學內容，因此創設的問題需符合學生實際，能夠讓學生在對實驗現象的探索中學習教師所要教授的教學內容和方法。換而言之，即高中物理教學魔術化實驗情境的創設需遵循適宜性原則，既要適合物理教學內容，又要切合學生實際。

（二）興趣性原則

所謂“興趣是學生主動學習的不竭動力”。在高中物理教學中創設魔術化情境需遵循興趣性原則，設置的實驗現象或奇特或好玩，具備一定的吸引力，能夠引起學生注意，能夠引發學生好奇心，并激發學生的探究欲。

（三）生活化原則

某些現象或者物理學中的某些規律，利用生活中隨處可見的生活材料，設計成能夠模擬該物理現象或揭示物理規律的物理實驗，將“生活”搬進課堂的一種實驗教學方法。既要充分結合物理知識的特點和學生的知識水平，又要使實驗活動具有一定的生活情境。因此，教師根據學生知識水平設計具有生活情境的物理實驗，并通過探究、分析、總結等教學策略實施教學是提高物理教學效果的重要保證。

（四）互動性原則

在實際教學中，教師是引導者，設計實驗活動時，要盡可能讓學生參與其中，而不僅僅是作為“看客”。因為學生的參與甚至是主導的魔術化實驗才最能激發他們探究的興趣，也最能將探究學習由課堂延伸至課外。

（五）生動性原則

要保證魔術化小實驗的教學效果，除了巧妙的創意，有趣的現象，及實驗與物理知識有機契合之外。生動的魔術化語言，“見證奇跡的時刻到了！”“我將發功，點亮無電源的燈”以及有意錯誤引導“誰幫老師接一下盒子？”（學生根據經驗到斜面下方接，卻發現盒子向上滾動）等都是影響教學效果的必要因素。當然，與教師的實驗能力和基本素質也密不可分

參考文獻：

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