讓趣味小實驗“點燃”高中物理課堂

摘 要：物理是以觀察、研究、實驗為基礎的自然科學，利用趣味小實驗來激發學生的物理學習興趣，能夠“點燃”課堂，營造積極的物理探究氣氛，增加學生的學習熱情.文章首先分析了高中物理小實驗的價值，然后從實際教學的角度探討開展趣味小實驗的可行性，最后文章結合魯科版高中物理教學案例，深入研究利用趣味小實驗“點燃”高中物理課堂的策略，旨在利用趣味小實驗來激發學生學習物理的興趣，培養學生良好的物理學習能力.

關鍵詞：趣味實驗；高中物理；教學策略

中圖分類號：G632? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1008-0333（2023）27-0059-03

收稿日期：2023-06-25

作者簡介：郭文發（1979.9-），男，福建省南安人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

基金項目：本文系南安市教育科學“十四五”規劃立項課題“高中物理趣味小實驗的應用研究”研究成果（課題編號：NG1451-089）

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°=μGcosαscos180°=-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+0-400J=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.

比如，在講解魯科版（2019）高中物理《科學測量：金屬絲的電阻率》部分內容的過程中，學生應該學會解決金屬絲電阻率測量中可探究的物理問題，制定科學的探究方案，在考慮實驗安全性的同時，使用實驗器材獲得測量金屬絲電阻率的相關數據，掌握運用伏安法測電阻的技巧.首先，教師要運用信息技術手段呈現“伏安法測電阻”的流程圖，引出“汽車氛圍燈”趣味小實驗，讓學生對照流程圖，思考實驗中的電阻率變化規律；然后，教師帶領學生繪制伏安法測電阻電路圖，連接電壓表等實驗器具，同時，要求學生用“內接法”連接電流表，則測得電阻“R測=UI=UvIx+Iv 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.

比如，在講解魯科版（2019）高中物理《波的反射和折射》部分內容的過程中，教師應當指導學生理解波面和波線，使之懂得波傳播到兩種介質的界面時，同時發生反射和折射.教師要通過實驗帶領學生分析波發生反射、折射的現象，使之理解折射波與入射波的頻率，理解波發生折射的原因，明白入射角與折射角的關系.首先，教師要運用視頻軟件播放“天壇公園內的回音”視頻，使學生獲得良好的視聽感受，對“聲波的反射”產生思考；然后，教師要鼓勵學生合作進行探究，分析與波的傳播特性有關的現象和規律，營造良好的合作探究氛圍.為了降低物理知識學習的難度，教師可以在學生合作探究的過程中，利用互聯網在班級群中上傳“水波實驗”趣味視頻，升華物理實驗教學，使學生能夠自行參考“水波實驗”示意圖與結論，建構“波陣面”概念，懂得水波中的每一道水波紋就是一個波面，明白波從一種介質傳播到另一種介質表面時，返回原介質的傳播現象就是“波反射”；最后，教師可以引用“惠更斯原理”，帶領學生合作探討“波的折射”現象，探討入射角和折射角與波速之間的關系式“sinisinr=v1v2”，引導學生合作繪制“波折射示意圖”，利用“球面波波面形成”趣味實驗，輔助學生進行合作研究，使之進一步理解相關理論知識，由此升華趣味實驗，讓學生更為深刻地理解和掌握重點知識.

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.

參考文獻：

［1］ 陳潔.高中物理實驗教學小組合作學習策略研究[J].新課程導學，2020（26）：61-62.

[2] 謝睿.信息技術與高中物理實驗資源開發的整合研究[J].新課程導學，2020（16）：21-22.

[3] 翁美玉.基于新課改理念的高中物理實驗教學實踐[J].教師，2020（16）：94-95.

［責任編輯：李 璟］