康良溪

（廈門同安第一中學(xué) 福建 廈門 361100）

科技游園活動(dòng)中的趣味物理實(shí)驗(yàn)部分，是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充與延伸，是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的一種形式，也是科技游園活動(dòng)的重頭戲.設(shè)計(jì)、組織良好的趣味物理實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)賞心悅目、富有情趣的物理意境，誘發(fā)他們?nèi)ニ伎寂c探究，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果作出科學(xué)的解釋，不僅能幫助他們復(fù)習(xí)、記憶、理解學(xué)過(guò)的物理知識(shí)，培養(yǎng)聯(lián)系實(shí)際的能力，而且還能開(kāi)闊眼界，豐富知識(shí)，吸引其探索新的物理現(xiàn)象和規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的志趣，同時(shí)也會(huì)給他們留下終身難忘的印象.下面擬談我們?cè)趯?shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上主要做的幾方面工作.

1 精選與設(shè)計(jì)適合游園活動(dòng)的趣味實(shí)驗(yàn)

趣味性是科技活動(dòng)的重要特點(diǎn)，科技活動(dòng)就是要讓青少年在娛樂(lè)中受教育，在愉快的氣氛中把學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)這一艱苦的智力活動(dòng)，由好奇、興趣轉(zhuǎn)化為喜好、熱愛(ài)、追求，進(jìn)而上升為自覺(jué)探索.為此，我們抓住學(xué)生好奇的心理，巧妙地設(shè)計(jì)、組織、表演新奇有趣的實(shí)驗(yàn)，使他們?cè)谟淇斓臍夥罩刑接憜?wèn)題，接受知識(shí).例如，表演手立雞蛋（圖1）.

圖1 表演手立雞蛋

學(xué)生會(huì)想：橢圓形雞蛋怎樣立起來(lái)？表演者用手扶著雞蛋，不停地輕旋著，雞蛋立起來(lái)了！提出問(wèn)題：手立雞蛋包含什么物理知識(shí)？請(qǐng)學(xué)生參與，一旦表演成功還可以獲一份獎(jiǎng)品.于是學(xué)生就自動(dòng)排隊(duì)等候，躍躍欲試.

趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求：

（1）項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)表演的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)槭腔顒?dòng)，表演人員流動(dòng)性大；

（2）選擇較大的場(chǎng)地，因?yàn)閰⒓踊顒?dòng)的人不僅有主持人，有參與做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，每次做實(shí)驗(yàn)都有一個(gè)或多個(gè)同學(xué)，而且旁邊還會(huì)圍著許多觀眾；

（3）實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度要高，要能夠使所有參與人員都觀察清楚，即能把物理過(guò)程的變化現(xiàn)象或規(guī)律清晰展示出來(lái)；

（4）提供的器材要大一些，不能過(guò)于微小，因?yàn)閳?chǎng)地大，人員多；

（5）被觀察或感受的主體對(duì)比要強(qiáng)烈，要有明顯的效果，例如，通過(guò)聲音、色彩、圖像等手段來(lái)表現(xiàn)；

（6）要確保實(shí)驗(yàn)儀器在活動(dòng)期間不出或少出故障，實(shí)驗(yàn)操作方法除了技巧外，不能繁瑣；

（7）實(shí)驗(yàn)的難易程度要適宜且要有安全性.難度小，學(xué)生不易有興趣；難度大，學(xué)生易失去興趣，不愿意再探究下去.

圖2 感受自感現(xiàn)象

例如“自感現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)游戲，參加人數(shù)可以是5個(gè)、10多個(gè)或是全班學(xué)生，大家手拉手，首尾的學(xué)生各自用一只手接觸串聯(lián)電池的兩端.當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后再斷開(kāi)，結(jié)果大家沒(méi)有異常感覺(jué).而當(dāng)在電路中并聯(lián)一個(gè)鎮(zhèn)流器，電路如圖2（a），當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后再斷開(kāi)，學(xué)生有觸電的感覺(jué)，幾乎同時(shí)叫或跳了起來(lái)，但不危險(xiǎn).學(xué)生感到這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的刺激性、趣味性，又了解其中蘊(yùn)涵的物理知識(shí)，可謂終身難忘！學(xué)生實(shí)驗(yàn)如圖2（b）.

在歷史上，刺激的實(shí)驗(yàn)游戲，如大家所熟知的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，旨在證明有大氣壓力存在.1654年5月8日，德國(guó)馬德堡市的市民們看到一件令人既驚奇又困惑的事情：他們的市長(zhǎng)奧托·格里克把兩個(gè)直徑30多厘米的空心銅半球緊貼在一起，用抽氣機(jī)抽出球內(nèi)的空氣，然后用兩隊(duì)馬向相反的方向拉兩個(gè)半球，“連16匹馬都不能把它們拉開(kāi)……”市民們驚奇地問(wèn)：“是什么力量把它們壓合得這么緊呢？”……又如，最壯觀的是18世紀(jì)法國(guó)人諾萊特在巴黎一座大教堂前所做的表演，諾萊特邀請(qǐng)了路易十五的皇室成員臨場(chǎng)觀看萊頓瓶的表演，他讓700名修道士手拉手排成一行，隊(duì)伍全長(zhǎng)達(dá)900 ft（約275m）.然后，諾萊特讓排頭的修道士用手握住萊頓瓶，讓排尾的握瓶的引線，一瞬間，700名修道士，因受電擊幾乎同時(shí)跳起來(lái).在場(chǎng)的人無(wú)不為之口瞪目呆，嘆為觀止.諾萊特以令人信服的證據(jù)向人們展示了電的巨大威力.

總之，精心設(shè)計(jì)與組織趣味性強(qiáng)的物理實(shí)驗(yàn)，讓物理科技游園活動(dòng)呈現(xiàn)的許多新奇的物理現(xiàn)象和近代技術(shù)，自然地引起學(xué)生濃厚興趣，激發(fā)他們的探究心理；活動(dòng)一旦有收獲，有創(chuàng)新，就會(huì)使興趣穩(wěn)定，就會(huì)繼續(xù)探究，從而開(kāi)發(fā)智力，提高能力，起到“興趣是最好老師”的作用.

2 設(shè)計(jì)集知識(shí) 趣味 探究于一體的實(shí)驗(yàn)

趣味物理實(shí)驗(yàn)集知識(shí)性、趣味性和探究性為一體.在物理實(shí)驗(yàn)表演與探究中，趣味性是手段，不是目的，使學(xué)生在輕松、愉快的情境中汲取知識(shí)，培養(yǎng)對(duì)物理的興趣和探索精神才是目的.我們切不可盲目地一味地追求趣味性，把實(shí)驗(yàn)表演搞成一出毫無(wú)思想的鬧劇.我們要把表演與探究有機(jī)地結(jié)合好，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須注意這些關(guān)系.運(yùn)用趣味性設(shè)計(jì)方式，力求使活動(dòng)內(nèi)容和形式生動(dòng)、風(fēng)趣、幽默，以“新”引趣，以“創(chuàng)”引趣，以“疑”引趣，在趣中長(zhǎng)智.例如，氣懸球?qū)嶒?yàn)（或叫氣流頂球?qū)嶒?yàn)，圖3），我們?cè)O(shè)計(jì)許多問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，使他們得到訓(xùn)練思維、增長(zhǎng)知識(shí)的機(jī)會(huì).

圖3 氣流頂球?qū)嶒?yàn)

（1）問(wèn)題思考與探究

1）為什么乒乓球（或氣球）會(huì)被鼓風(fēng)機(jī)吸??？

2）試分析乒乓球（或氣球）懸浮在空氣中應(yīng)用了什么原理.

3）試分析乒乓球（或氣球）浮在空氣中時(shí)的受力情況和球周圍的氣壓大小.

4）如果氣流豎直向上吹，球?qū)?huì)怎樣？此時(shí)受力情況又是怎樣？

5）為什么球同時(shí)在旋轉(zhuǎn)？為什么它會(huì)隨氣流（氣柱）在移動(dòng)？在生活或生產(chǎn)中，有哪些地方，哪些東西利用了這一原理？或者說(shuō)哪些生活、自然現(xiàn)象可以用這一原理來(lái)解釋？

（2）知識(shí)運(yùn)用

1）氣壓的變化對(duì)物體的作用力；

2）空氣浮力的工作原理；

3）伯努利原理在氣體中的應(yīng)用.

像類似實(shí)驗(yàn)，通過(guò)“新奇”現(xiàn)象，教師創(chuàng)設(shè)“疑問(wèn)”，引出趣味，備受學(xué)生青睞.它有三個(gè)特點(diǎn)：

（1）所要研究的現(xiàn)象，貼近生活，學(xué)生有親切感，易于引發(fā)他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)去了解其中蘊(yùn)涵的物理原理；

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象新奇，似乎與情理相悖，但它趣味誘人，能激發(fā)學(xué)生的好奇心，引發(fā)他們探究的欲望.教師可以設(shè)計(jì)許多問(wèn)題供學(xué)生思考，學(xué)生可以在探究過(guò)程中得到求知的滿足；

（3）實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件及難度不高.

綜上特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)集知識(shí)、趣味、探究于一體的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供探究性學(xué)習(xí)，最終目的是讓學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究性本質(zhì)的理解和提高探究能力，也讓他們的興趣在科學(xué)探究的活動(dòng)中得到發(fā)展.

3 精心組織活動(dòng) 激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與

在設(shè)計(jì)活動(dòng)項(xiàng)目時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性與參與性，我們根據(jù)學(xué)生求知欲強(qiáng)、活潑好動(dòng)的特點(diǎn)，積極創(chuàng)造輕松、民主的氛圍，增強(qiáng)表演者與觀眾的互動(dòng)關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與.例如，事先讓學(xué)生自主報(bào)名當(dāng)節(jié)目主持人，每個(gè)節(jié)目1～3人，然后對(duì)主持人進(jìn)行集中培訓(xùn)，讓他們自主進(jìn)行操作.

我們要求主持人把節(jié)目主持得生動(dòng)、火爆，以吸引更多的觀眾參與.每個(gè)節(jié)目都設(shè)有展板，主持人要結(jié)合展版上的節(jié)目簡(jiǎn)介，編好解說(shuō)詞，認(rèn)真考慮使實(shí)驗(yàn)表演與適時(shí)的解說(shuō)有機(jī)地結(jié)合起來(lái).解說(shuō)對(duì)觀眾的觀察、思考等活動(dòng)起著導(dǎo)向作用，應(yīng)力求簡(jiǎn)潔、風(fēng)趣，富有啟發(fā)性.做到動(dòng)情的介紹，精彩的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造高潮迭起的效果，吸引同學(xué)來(lái)參與，把知識(shí)性寓于趣味性、探索性中，使觀眾流連忘返，回味無(wú)窮.

我們還規(guī)定實(shí)驗(yàn)表演與探究和游戲的規(guī)則，要求學(xué)生（參與的觀眾）在表演開(kāi)始前，說(shuō)出對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行解釋，允許并鼓勵(lì)有不同的見(jiàn)解.觀眾參與不僅要會(huì)表演，還要了解儀器的結(jié)構(gòu)，能說(shuō)出其中的物理規(guī)律或知識(shí)，能按規(guī)則完成實(shí)驗(yàn)游戲并回答相關(guān)問(wèn)題就給他一份獎(jiǎng)品.

我們組織的科技游園活動(dòng) ——趣味物理實(shí)驗(yàn)部分，設(shè)計(jì)了30余個(gè)以中學(xué)物理知識(shí)為背景的實(shí)驗(yàn).這些實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易于操作、趣味性極強(qiáng)，在走廊、操場(chǎng)這些寬敞場(chǎng)地?cái)[出，參與者不僅過(guò)了“游戲癮”，還消除了對(duì)理科實(shí)驗(yàn)的畏懼心理，建立起對(duì)物理學(xué)的興趣.教師們說(shuō)：“讓學(xué)生玩這些東西，動(dòng)手又動(dòng)腦，和那些幾百上千元的儀器一樣，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生來(lái)講都是不可缺少的.”學(xué)生有的說(shuō)，學(xué)校的科技活動(dòng)給了他們展示才能的機(jī)會(huì)，也給了他們動(dòng)手制作的信心，在參與中豐富了課外知識(shí)，受益匪淺；有的說(shuō)是校園濃厚的科技氛圍培養(yǎng)了他們的興趣，提高了他們的實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng).