余水斌

摘? ?要：神奇的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，還能引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐積極探索物理規(guī)律，掌握物理知識。對學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著重要作用。

關(guān)鍵詞：神奇；創(chuàng)新；探索；培養(yǎng)興趣

引言

愛因斯坦說過：“興趣是學(xué)好物理最好的老師”，而神奇的實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生興趣最好的方法，是在直觀教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行思維加工的過程。特別是當(dāng)前從應(yīng)試教育逐步轉(zhuǎn)變到素質(zhì)教育的過程中，更要注意培養(yǎng)學(xué)生動手、動腦的能力，同時(shí)還要培養(yǎng)學(xué)生的觀察問題、分析問題、解決問題和不斷創(chuàng)新的能力，而這些能力的培養(yǎng)只靠教師的講解或是簡單的實(shí)驗(yàn)是很難完成任務(wù)的。神奇的物理實(shí)驗(yàn)更能吸引學(xué)生參與物理問題的探究，能讓學(xué)生在輕松、自然探究過程中，高效地鍛煉各種能力。

1? 神奇的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能快速地震撼學(xué)生，快速提升感性思維

出奇不意的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芸焖俚卣鸷硨W(xué)生，能有效地吸引學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)的狀態(tài)中。出奇的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使沉悶的課堂變的既生動活潑又行云流水，真是其樂無窮。

例如在公開課“動量定理”教學(xué)中采用一個(gè)非常神奇的實(shí)驗(yàn)來引入新課。事先準(zhǔn)備好一個(gè)鋁制的臉盆，一個(gè)陶瓷制的臉盆，把它們倒扣在講臺上面，一個(gè)完好的白熾燈泡。如圖1所示，教師高舉白熾燈泡，并用白熾燈的玻璃面用力砸向桌面的鋁制臉盆面上。這時(shí)所有學(xué)生都不敢發(fā)出聲音，并睜大了雙眼，都認(rèn)為白熾燈泡會發(fā)生爆炸，只聽非常大的“砰”的一聲， “堅(jiān)固”的是白熾燈泡并沒有破碎。此時(shí)學(xué)生都覺得這是匪夷所思的事情，特別好奇為什么不會破碎。緊接著，教師又拿起那只白熾燈泡舉到同樣高度，用同樣的力砸向桌面的陶瓷臉盆，只聽到“砰”的一聲，白熾燈泡瞬間破裂成無數(shù)片小玻璃。所有學(xué)生都被這現(xiàn)象震驚了，目光瞬間全被吸引過來了，眼神中迫切的想知道為什么會出現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象？這時(shí)教師順理成章地往下引導(dǎo)，要想知道這神奇的現(xiàn)象的原因，學(xué)了本節(jié)課“動量定理”就會明白上面的原因了?？梢?，一個(gè)好的開端是一堂課成功的關(guān)鍵，也是使學(xué)生能快速進(jìn)入學(xué)習(xí)的狀態(tài)中的關(guān)鍵。

2? 通過神奇的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)、激發(fā)創(chuàng)新思維

由于大部分概念和規(guī)律較為抽象，理論性強(qiáng)，不容易理解，造成學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣大減。若教師通過創(chuàng)設(shè)神奇的實(shí)驗(yàn)或自制一些有趣的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的選材可以是來自實(shí)驗(yàn)室，也可以來自平時(shí)生活中，把這些有神奇功能的實(shí)驗(yàn)引入課堂，能有效地吸引了學(xué)生的注意力，同時(shí)極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣和求知欲。

如講到自感現(xiàn)象的應(yīng)用：日光燈的工作原理時(shí)，讓學(xué)生親自按電路圖進(jìn)行日光燈的組裝實(shí)驗(yàn)，同時(shí)介紹每個(gè)器材的作用，特別是啟動器的作用，隨后通電啟動日光燈并讓學(xué)生觀察啟動器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)啟動器在工作時(shí)會發(fā)出輝光并伴隨著閃爍。緊接著教師提出問題：不用啟動器能不能點(diǎn)亮日光燈？這時(shí)所有學(xué)生都非?？隙ɑ卮稹安荒堋?。隨后教師把啟動器取出，用兩根導(dǎo)線引出，為了激發(fā)學(xué)生的興趣，教師可以請一個(gè)膽子較大的學(xué)生來代替教師操作。讓學(xué)生的兩只手分別抓住兩根導(dǎo)線的絕緣部分，然后把兩根導(dǎo)線短接后再迅速放開，這時(shí)”奇跡”出現(xiàn)了，日光燈居然也被點(diǎn)亮了。“好神奇??！”“這也行！”這一現(xiàn)象讓學(xué)生覺得太神奇，太不可思議了，繼而學(xué)生生成強(qiáng)烈的好奇心，對日光燈的工作原理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，后面的教學(xué)就順理成章了。

再如在引入電荷概念時(shí)，教師可設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。先讓一個(gè)長發(fā)女生站在絕緣體上，一只手放在感應(yīng)起電機(jī)上，通過感應(yīng)起電機(jī)讓該生帶電，一會兒學(xué)生會觀察到她的頭發(fā)會豎起來，是名副其實(shí)的“怒發(fā)沖冠”的現(xiàn)象?？催@個(gè)有趣而奇怪的現(xiàn)象，學(xué)生沸騰了，“來電了！”由此學(xué)生對電學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇心，為后續(xù)電學(xué)現(xiàn)象及規(guī)律的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

3? 神奇的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能引導(dǎo)學(xué)生積極探索，掌握物理新知識

物理教學(xué)不應(yīng)當(dāng)僅僅著眼于讓學(xué)生被動地接受知識，而應(yīng)當(dāng)是教師帶領(lǐng)學(xué)生在探索物理現(xiàn)象和規(guī)律的過程中，既學(xué)到知識，又獲得求知的方法。因此，神奇的物理實(shí)驗(yàn)是探索物理問題最適宜的環(huán)境，而實(shí)驗(yàn)的方法是探索物理知識的重要手段。

如在研究“向心力的實(shí)例分析”中的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，學(xué)生對急轉(zhuǎn)彎時(shí)路面為什么要修成內(nèi)低外高的做法很難理解過來。為此，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)分組實(shí)驗(yàn)，讓所有學(xué)生都能參與。每個(gè)學(xué)生手捧一本書，書水平放置，其上放一小木塊，接著捧著書繞著自己轉(zhuǎn)一圈，小木塊也繞著自己做圓周運(yùn)動中，由于提供小木塊做圓周運(yùn)動的向心力是摩擦力，而摩擦力太小，所以小木塊做離心運(yùn)動而滑落了，如圖2所示。第二次讓學(xué)生把書傾斜一個(gè)角度，讓學(xué)生猜想會發(fā)生什么現(xiàn)象，以同樣的轉(zhuǎn)速再轉(zhuǎn)一圈，這時(shí)“神奇的現(xiàn)象”出現(xiàn)了，小木塊居然沒有滑落，如圖3所示。所有學(xué)生的興趣來了，教師馬上提出問題，學(xué)生分組討論，提出合理的解釋。并很快能得出正確的結(jié)論，前者是僅由摩擦力提供向心力太小，后者是由重力、支持力和摩擦力（可能有，可能無，為什么？）的合力提供向心力更大，能以較大的速度轉(zhuǎn)彎而不打滑。接著導(dǎo)入汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，路面修成內(nèi)低外高的原理。

4? 神奇的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在中學(xué)物理教學(xué)中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作往往要進(jìn)行手腦并用的實(shí)踐活動，在實(shí)踐中以可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。但在實(shí)際教學(xué)的實(shí)踐活動中，學(xué)生參與度不高，往往是在教師的催促下被動地參與，這樣收效較微。為了吸引學(xué)生注意力，培養(yǎng)學(xué)生能主動地參與活動，教師應(yīng)多設(shè)計(jì)一些神奇而有趣的實(shí)驗(yàn)來吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們有想?yún)⑴c活動的愿望。然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同方法、不同途徑去探究物理規(guī)律，這對培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力起到重要作用。

例如，在探究“電磁阻尼與電磁驅(qū)動”這個(gè)問題時(shí)，設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)神奇的實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備好三根長20 cm、外徑20 mm、內(nèi)徑18 mm的圓柱管，材質(zhì)分別是塑料、合金和銅，一粒直徑約15 mm球形超強(qiáng)磁鐵。如圖4所示。首先讓磁鐵接觸這三根不同材料的圓柱管，不會被吸引。接著讓這粒超強(qiáng)磁鐵依次穿過塑料管、合金管、銅管。通過觀察發(fā)現(xiàn)超強(qiáng)磁鐵穿過塑料管最快，其次是合金管，銅管最慢達(dá)13 s，這些現(xiàn)象完全顛覆了學(xué)生的認(rèn)知，磁鐵不吸引銅，而為什么磁鐵穿過銅管確受到強(qiáng)有力的阻礙？這時(shí)所有學(xué)生都愕然，也瞬間懵了，立馬激起了興趣。緊接著教師順勢讓學(xué)生進(jìn)行思考與討論，要使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，本實(shí)驗(yàn)還能怎樣改進(jìn)？課后學(xué)生對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，把三根圓柱管放在斜面上操作，現(xiàn)象更明顯，磁鐵穿過銅管長達(dá)20 s。

在“探究電磁驅(qū)動”問題時(shí)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖5，讓圓形鋁盤放在針式底座上，并能靈活轉(zhuǎn)動，然后讓一根柱形超強(qiáng)磁鐵靠近它，讓磁鐵在鋁盤上方附近轉(zhuǎn)動，隨后，鋁盤也跟著轉(zhuǎn)動起來了。同樣，磁鐵不會吸引鋁材質(zhì)，那為什么鋁盤會轉(zhuǎn)動起來，到底是什么力驅(qū)動鋁盤？帶著疑問，進(jìn)入新概念的教學(xué)，到此本節(jié)課的引入環(huán)節(jié)在這兩個(gè)神奇的實(shí)驗(yàn)中高效完成。同時(shí)教師還可以布置課后拓展實(shí)驗(yàn)探究，并提出問題，上面的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)一步的優(yōu)化或改進(jìn)，能否想出更多的方案驗(yàn)證電磁阻尼與電磁驅(qū)動的存在。學(xué)生帶著任務(wù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

學(xué)生還設(shè)計(jì)出許多妙趣橫生的實(shí)驗(yàn)：（1）如強(qiáng)磁鐵穿過銅管這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，把磁鐵換成沒有磁性的小球穿過銅管是否還會受到阻礙作用，或者把閉合的銅管換成不閉合的銅管是否有阻力作用。（2）學(xué)生利用一根銅導(dǎo)線制成如圖6實(shí)驗(yàn)裝置：一端是閉合圓銅環(huán)，一端是不閉合圓銅環(huán)，讓強(qiáng)磁鐵分別穿過這兩個(gè)圓環(huán)，發(fā)現(xiàn)磁鐵穿過閉合圓環(huán)時(shí)有受到阻礙作用，而磁鐵穿過不閉合圓環(huán)時(shí)沒有受到阻礙作用，等等。這些實(shí)驗(yàn)都能很好地驗(yàn)證“電磁阻尼與電磁驅(qū)動”現(xiàn)象。通過課后學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的拓展活動，既擴(kuò)大了知識的信息量，讓學(xué)生熱愛觀察生活、觀察各種現(xiàn)象，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心，又鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維。

5? 神奇的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能開拓發(fā)散思維，促使學(xué)生積極猜想

神奇的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是開拓學(xué)生發(fā)散思維的一種有效方式?！安僮髋c思維”是互不可分的，是相輔相成的，操作是所學(xué)知識的應(yīng)用和消化，思維過程是學(xué)生的理論學(xué)習(xí)的重要過程。但操作和思維這兩個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行有一定的難度，學(xué)生往往較為被動地進(jìn)行。這時(shí)教師通過設(shè)計(jì)一些神奇而有趣的實(shí)驗(yàn)，它能快速地吸引學(xué)生的注意，積極主動參與操作和思維的過程。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，積極猜想，幫助學(xué)生以樂觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臓顟B(tài)參與教師的課堂教學(xué)中，使之輕松而有效地獲取知識，培養(yǎng)能力。

如在“研究光的干涉條紋的間距跟哪些因素有關(guān)系”的教學(xué)中做如下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的神奇性。教師事先利用光的干涉儀器，以白強(qiáng)光做光源通過雙縫干涉調(diào)好干涉現(xiàn)象的圖樣“黑白相間的等間距的彩色條紋”，并以天花板作為光屏投到天花板上，非常美麗壯觀，這樣所有學(xué)生都能看到。然后關(guān)閉電源備用，需要時(shí)只要打開電源就可以。

上課前教師要先拉上遮光窗簾，關(guān)閉電燈，至使教室光線較暗，這樣有利于光的干涉條紋的觀察，準(zhǔn)備工作做好以后。教師提出問題，光的干涉條紋很美麗，那么到底有多美麗，接下來我們通過一個(gè)神奇的光的實(shí)驗(yàn)來觀察一下。借用劉謙的一句話：“大家不眨眼睛，鑒證奇跡的時(shí)刻開始了”。接著教師把事先準(zhǔn)備好的電源開關(guān)打開，瞬間教室的天花板上出現(xiàn)了黑白相間的等間距的絢麗多彩的彩色的條紋，非常美麗壯觀吸引眼球，這時(shí)全班學(xué)生都被這美麗壯觀景象吸引住了，震撼到了。學(xué)生立馬精神倍增，且目光中流露出對本節(jié)知識有強(qiáng)烈的求知欲。

接著教師馬上提出本節(jié)課要探討的問題：光的干涉現(xiàn)象這么美麗動人，那么光的干涉條紋間距跟哪些因素有關(guān)系呢？并引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系課本知識和生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想。這時(shí)學(xué)生沸騰了，都在積極思考，并踴躍發(fā)言，提出自己的猜想，然后教師把學(xué)生的猜想逐一羅列在黑板上：如①可能與雙縫間的距離的大小有關(guān)；②可能與雙縫到光屏間距離有關(guān)；③可能與光的波長大小有關(guān);④可能與單縫到雙縫間的距離有關(guān)。接下來教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究探討，要探究象這樣一個(gè)物理量與多個(gè)物理量有關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推理、概括，不難歸納出“猜想”①、②、③正確，“猜想” ④錯(cuò)誤[ 1 ]。至此，通過神奇的物理實(shí)驗(yàn)引入，能有效地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的興趣。然后學(xué)生通過猜想、實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證，從而抽象出物理規(guī)律，一氣呵成，完美成功地完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，同時(shí)還能有效地開拓學(xué)生的發(fā)散思維能力，促使學(xué)生由感性認(rèn)識深化為理性認(rèn)識。

6? 結(jié)束語

神奇的實(shí)驗(yàn)?zāi)茌p松地、自然地、巧妙地、高效地導(dǎo)入新課教學(xué)，同時(shí)又能培養(yǎng)學(xué)生的各種思維能力：包括培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣能力[ 2 ]。神奇的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能引起學(xué)生的興趣 ，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。能引導(dǎo)學(xué)生積極探索，掌握物理知識。因此，在物理教學(xué)中，要認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，包括演示和分組實(shí)驗(yàn)，要盡可能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，包括自制器材，因地制宜，就地取材等，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功效.。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 龍紅梅，余勇.如何提高物理課堂演示實(shí)驗(yàn)的成效[J].湖南中學(xué)物理，2019（8）：58-59.

［2］ 王兵.淺論實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的作用[J].考試周刊，2014（37）：146.