讓趣味小實驗“點燃”高中物理課堂

郭文發

(泉州師范學院附屬鵬峰中學,福建 泉州 362300)

趣味小實驗是物理實驗的一個特殊的組成部分,具有簡單、易操作、現象有趣等特點,能夠滿足學生的好奇心,調動學生的主觀學習能動性,對于培養學生的求知欲和動手實踐能力有積極作用.在高中物理教學中設計趣味小實驗,能夠讓學生更好地掌握抽象物理知識,激發其探究物理的積極性.因此,教師應當把握物理教材中的抽象性知識,立足學生的實際學習需求與發展需要,設計形式新穎、內容多樣的趣味小實驗,在恰當的環節引入小實驗,以營造積極的教學氛圍,在“點燃”課堂的同時,改善物理實驗教學質量.

1 高中物理小實驗的價值

1.1 拓展知識教學途徑

物理實驗教學的優勢在于創新教學形式,讓學生在書本知識與既有經驗的加持下,通過分析物理實驗現象,更為直觀地理解抽象理論知識,掌握更多的實踐技能.開展高中物理小實驗活動,能夠有效拓展知識教學的途徑,讓學生通過做實驗,建構物理概念、理解抽象現象,由此拓展教學途徑,幫助學生更為直觀地進行思考、學習、探究,提高物理教學效率[1].

1.2 激發物理學習興趣

興趣能夠驅動學生學習物理知識,新穎、有趣的物理小實驗,可以激發學生學習物理的興趣.物理小實驗具有簡易、時間短、趣味性強等特點,能夠順應高中階段學生的認知規律,讓學生在觀察或參與趣味實驗的過程中,形成對物理知識的理性認識并產生學習興趣,從而在興趣的驅動下,進行自主探究與實踐,切實提高物理實驗教學效果.

1.3 培養思考動手能力

高中生具備獨立思考與探究的能力,但仍需要教師在不同的實驗環節進行提醒,方能順利完成實驗探究活動.在物理知識教學中應用趣味小實驗,可以調動學生思考和動手探究的欲望,為培養學生思考和動手能力創造契機.教師圍繞趣味小實驗講解物理知識,引導學生通過自主思考、實驗,發現并解決物理問題,以強化學生的思維能力與動手實踐能力,獲得良好的物理教學效果.

2 利用趣味小實驗“點燃”高中物理課堂的策略

2.1 分析生活現象,引入趣味實驗

物理實驗現象與生活之間具有密切的關聯,通過分析生活現象,引入趣味小實驗,能夠“點燃”物理課堂,使學生了解學習物理知識的價值,能夠從物理的角度來解讀生活現象,由此實現學習進步的目標.高中物理教師要善于挖掘生活中的物理元素,運用有趣的生活現象來設計小實驗,契合相關教學內容的同時,拉近物理學習與實際生活之間的距離,由此幫助學生突破物理學習難點,引導學生靈活運用所學物理知識解釋生活現象[2].

比如,在講解魯科版(2019)高中物理《科學探究:彈力》部分內容的過程中,教師可以列舉生活之中“捏橡皮泥、按壓饅頭”等生活現象,讓學生理解物體和與它接觸的另一物體產生力的作用,初步建構“彈力”概念.然后,教師要根據學生的實際生活經歷,引入“琴弦的形變”小實驗,要求學生通過撥彈“尤克里里”琴弦,觀察琴弦的明顯形變,由此入手分析生活現象,利用趣味實驗讓學生明白形變與彈力的關系.為了幫助學生建構彈性形變、范性形變、彈性限度等關鍵概念,教師可以借助“按壓桌面、捏塑料瓶”趣味小實驗,引導學生理解相關物理知識.最后,為了探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系,教師可以引導學生做“彈簧實驗”,引用圓珠筆中的“小彈簧”,帶領學生證明胡克定律,使之明白在一定的彈性限度之內,彈簧彈力F大小與彈簧伸長(或壓縮)的長度x成正比,可用公式“F=kx”表示.學生通過做實驗,理解胡克定律,能夠運用相關公式求彈力,提升理論聯系實際的能力,懂得物理在實際生活中的體現,明白學習物理的價值.

2.2 立足學生興趣,設計趣味實驗

高中生的興趣愛好相對廣泛,根據學生感興趣的內容來設計趣味小實驗,可以“點燃”物理課堂,激發學生學習物理知識和開展實驗探究時興趣,進而提升物理教學效果.因此,高中物理教師應當立足學生的實際興趣愛好,設計趣味小實驗,將物理知識學習和實驗探究的難度控制在學生可接受的范圍之內,使之能夠自覺、主動參與實驗探究與知識學習活動,獲得良好的實驗探究情感體驗,為今后的學習與實驗探究奠定良好基礎[3].

比如,在講解魯科版(2019)高中物理《機械功》部分內容的過程中,本課要求學生認識斜面,懂得“斜面越長越省力”的道理,建構機械功的含義,掌握機械功的計算技巧.首先,教師要列舉“滑輪購物籃”,引導學生分析問題“用一定的力在斜面上拉動購物籃時,拉力的方向與購物籃的位移方向存在一定夾角,此時的拉力對購物籃做功了嗎?”由此引發學生對做功的思考;然后,教師要引出“機械功”的含義,講解機械功的公式“W=Fs”與恒力做功的計算公式“W=Fscosα”,立足學生興趣.再引用“彈力帶負重跑”趣味小實驗,呈現相關功的圖像,讓學生自行設計實驗,探究機械功的計算方法.如此一來,學生的物理研究興趣被激發,在參考教材和教師指引下,能夠根據功的計算公式“W=Fscosα”,總結出所有外力對物體做的總功“W總=W1+W2+W3+… =F1scosα1+F2scosα2+F3scosα3+…”,即“W總=F合scosα”;最后,教師要引導學生做“斜面推物”趣味實驗,讓學生分析將重G=500 N的貨物由下至上進行斜推,研究“斜面傾角α=37°,斜面長l=5 m,斜面與貨物間的動摩擦因數μ=0.2,推力F=400 N”條件下,貨物所受各力對其做的功,以及所有外力對其做的總功.學生在趣味實驗中,能夠將貨物視為質點,繪制受力分析示意圖,分析其位移“s=l=5 m”,推力F對貨物做功“W1=Fs=400×5 J=2 000 J”,重力G對貨物做功“W2=Gscos≥(90°+α)=-Gssinα=-500×5×0.6 J=-1 500 J”,支持力N對貨物做功“W3=Nscos90°=0”,摩擦力f對貨物做功“W4=fscos180°=(μGcosα)scos180°=-0.2×500×0.8×5 J=-400 J”,所有外力對貨物做的總功“W總=(2 000-1 500+0-400)J=100 J”.通過分析實際問題,學生能夠在趣味小實驗中強化自我實踐的能力,為下一步學習奠定良好的基礎.

2.3 運用信息技術,指導趣味實驗

在物理教學中運用信息技術手段呈現抽象的實驗內容,可以直觀揭示物理道理,降低抽象物理知識的理解難度,由此為下一步實驗教學打好基礎.高中物理教師應當科學運用信息技術手段,向學生展現肉眼難以觀察到的物理現象,使學生對物理原理有更加深刻的理解,在此基礎上指導學生進行趣味實驗,“點燃”物理課堂,使學生能夠在信息技術手段輔助下,找到解決物理學習問題的突破口,緩解畏難心理.

2.4 鼓勵合作探究,升華趣味實驗

小組合作探究是實驗教學的全新形式,能夠升華物理趣味小實驗,培養學生良好的團隊合作意識,促進學生深刻理解所學物理知識.高中物理教師應當在課前出示趣味小實驗視頻,引導學生在課上通過觀看和分析視頻中的趣味小實驗,設計合作探究方案,鼓勵學生進行合作探究,由此升華趣味實驗,“點燃”物理課堂,讓學生集思廣益,通過合作探究來加深對物理知識的學習印象,進一步感受物理實驗的魅力.

綜上所述,在高中物理教學中設計不同的小實驗,可以有效拓展物理知識教學途徑,激發高中生的物理知識學習和實驗探究興趣,培養其優秀的思考能力與動手能力,由此促進教學質量提升.高中物理教師從實際生活現象入手,帶領學生通過分析、研究、解決問題,使學生產生物理探究興趣.同時,教師運用信息技術手段,科學指導學生進行實驗操作,鼓勵學生通過合作探究,掌握物理知識學習技巧,學會將理論知識應用到實踐中,由此升華趣味實驗,取得良好的教學效果,提高物理教學質量.