趣味物理实验在中学物理教学中的实践运用

马亮北

（甘肃省陇西县第二中学，甘肃陇西 748100）

随着教育改革工作的持续推进，实验在中学物理教学中的地位越来越突出，趣味物理实验具备直观、生动等优势，符合学生的认知规律和兴趣需求，能够改变单一的物理教学方式，给学生开辟实践创新的平台，大幅度提高其物理学习的积极性和有效性。教师应该深化新课改的思想和以生为本的理念，明确趣味物理实验的教学运用价值，根据教学目标的实现需要，灵活地应用趣味物理实验，开展丰富多彩的教学和探究活动，从而营造轻松的学习氛围，简化学生对物理知识的认知过程。

一、趣味物理实验的简介

所谓趣味物理实验，主要是指教师采用简单易得的实验材料，利用便捷的实验方法，开发设计有趣的实验活动，帮助学生更好地理解物理课程的基本原理和应用，培养学生的动手能力、实践精神和科学素养。趣味物理实验具有三个基本特点：一是可操作性强，实验装置的结构简单、操作方便，不需要特别复杂的设备和技术，就能突出物理学科的知识和原理；二是实验现象生动有趣，能带给学生多感官的刺激和体验，吸引学生的注意力，激发他们的好奇心和求知欲；三是互动性强，趣味物理实验无论是由教师演示操作，还是让学生自主操作，都能促进学生充分参与，开展交流和研究，感受实验的场景和乐趣。

二、趣味物理实验在中学物理教学中的实践运用价值

（一）有助于激发学生物理学习的自主性

新课标提倡教师在物理教学中引领学生自主学习，然而从传统的教学情况来看，由于教学手段单一等问题，学生对物理课程有着抽象、枯燥、乏味等印象，感到物理知识难学易忘，自主学习的意愿普遍不够强烈。兴趣对物理学习起到良好的推动作用，当学生具备浓厚的兴趣后，就会有主动求知的行动。趣味物理实验重在一个“趣”字，是一种融学于趣的教学手段和工具，将其运用于中学物理教学，有助于激发学生的学习自主性。学生对物理知识的理解主要依靠直观和感性，趣味物理实验能够打造形象化的学习场景，激活学生的感性认识，使实验现象变得可观、可感、可体验，就会大大降低学生对知识的理解难度；另外，学生在物理课堂上渴望接触新奇的事物，趣味物理实验取材丰富、程式多变，能够满足学生对“新、奇、特”的需求，教师重视趣味物理实验的开发和运用，能够使物理课堂焕发活力，促进学生发挥自主性，实现从“要我学”到“我要学”的态度转变［1］。

（二）有助于提升物理课堂教学的实践性

物理学科特别强调实践和实用，新时期的物理教改要求教师加强物理教学和现实世界的联系，带领学生在实践中学习知识、历练技能。但是就以往的教学而言，部分教师存在重理论、轻实践的问题，倾向于采用口授、灌输等方式为学生讲解物理概念知识，鲜少开展动手实践类的探究活动，导致学生的物理学习流于纸上谈兵的层面，不仅阻碍其实践技能的发展，也会陷入对物理知识一知半解的困顿之中。趣味物理实验是连接理论和实践的纽带，同时能给学生提供充裕的实践探究机会。在中学物理教学中运用趣味物理实验，有助于全方位提升教学的实践性。首先，趣味物理实验所用的工具和材料大部分源于日常生活，与实验室冷冰冰的仪器相比，更容易引发学生的生活联想，使学生从实践的角度认知和理解趣味实验的过程和原理，树立理论结合实践的观点；其次，从趣味物理实验简便易行、可操作性强等特点来看，意味着学生可以亲身操作，在操作和探究中发现问题、解决问题，这远比教师的言语灌输来得更加直接、有效，从而增强物理课堂的实践教学力度。

（三）有助于增强物理教学内容的拓展性

新课改背景下的中学物理教学内容，应该具备拓展性和开放性，使学生通过不同的渠道了解物理知识点之间的联系，采用不同的方式获得创新意识与综合技能的发展，彰显内在的个性与特长。在传统的物理教学中，教学内容存在僵化、刻板的问题，学生只能依赖教科书和参考资料，从纸面上了解物理知识，缺少创造和拓展的空间，造成科学视野狭窄的不良局面，也不利于掌握科学探究的方法。趣味物理实验属于一种“非常规”的实验模式，它能够突破教材的局限，满足不同层次、不同个性学生的需求，将其运用到中学物理教学中，有助于增强教学内容的拓展性。首先，趣味物理实验的结果多样化，覆盖到物理学的多个领域，学生通过一项实验，往往能构建多个知识点的联系，形成完整的知识链；其次，趣味物理实验能给学生提供广阔的自创空间，充分调动他们的创新思维，锻炼其资源整合以及综合运用知识的能力，从而拓展物理课堂的容量，促进学生形成勇于创新的科学探究品质。

三、趣味物理实验在中学物理教学中的实践运用方法

（一）精心选题，拟定趣味物理实验计划

要想在中学物理教学中实践运用趣味物理实验并获得理想的效果，做好选题和计划工作是第一位的。对于同一个物理原理，能采用不同的实验来体现，但并非每种实验方式都具备浓郁的趣味性，有效的选题重在“趣”的突出，如果满足不了这项标准，就难以发挥趣味物理实验的实践功用。因此，教师应该紧扣一个“趣”字，围绕物理课程的重难点知识，精心选题，制订完善的趣味物理实验计划，为后续的教学落实基础保障。

首先，教师应该在深入分析教材和学情的前提下，开展选题，明确教材的核心要点及学生的认知规律、兴趣爱好等。选题实验必须具备生动、鲜明、新奇的现象，能让学生眼前一亮，极大限度地勾起他们的好奇心。比如关于压力差的吸管穿土豆实验、关于重心平衡的平衡鸟实验，等等，都具有现象鲜明、新奇的特点，适宜作为趣味物理实验的选题。其次，在编制趣味物理实验计划时，教师应该兼顾趣味性和生活性两个基本原则。著名物理学家朱正元教授说过，“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，趣味实验虽然没有现成的仪器，但所需的材料简单易得，教师应该弱化对标准仪器的盲目追求，注重对生活资源的钻探，根据实验选题和预设的开展形式，在日常生活中收集相应的实验材料，编写详细的实验计划书，明确趣味物理实验的实施目标、流程等。除此之外，如果计划中是由学生自主操作趣味实验，教师需要把计划下发给学生，让他们开发身边的生活资源，寻求趣味实验要用的各类材料和工具，找不到教师规定的材料，可以用性能相似的物品来替代，锻炼学生收集实验器具的能力，从而实现学生在实验计划阶段的有效参与，达到对趣味物理实验的高质量选题和筹备［2］。

（二）激趣导入，创设趣味物理实验情境

激趣导入是中学物理课堂教学的起点，虽然中学阶段的物理课程知识不是特别艰深，但是概念性非常强，学生在开展新课学习之前，往往怀有不同程度的畏难情绪，如果教师采用的导入方式不合学生的“胃口”，课堂气氛就会缺乏灵动的因子，学生的思维和情绪都会陷入沉默状态，难以唤起学生的深度学习期待。情境创设是实施新课导入的重要手段，而趣味物理实验形式新颖、场景直观的特点，能迅速地抓住学生的注意力，使课堂气氛瞬间“活”起来。因此，在中学物理教学中运用趣味物理实验时，教师应该明确学生在导入环节的内在需求，善于应用趣味物理实验创设情境，给予学生最直接、最立体的感官体验，激发他们的求知兴趣和探索欲，从而促进学生顺利地投入学习状态，使物理课堂的开讲更加精彩。

首先，趣味物理实验在导入环节的应用，追求的是“短、平、快”，要起到迅速引起学生关注和思考的作用，过程不宜拖沓，实验项目宜短不宜长，所以教师应该遵循快速导入、突出核心知识的原则，采用演示的方式，形象化地为学生呈现趣味物理实验，用奇异的实验现象激活学生的视觉、听觉和头脑。其次，在创设趣味物理实验情境的同时，教师必须避免只演示不交流，应该给学生制造一定的认知冲突。教师可以结合趣味实验的具体操作和现象，巧妙地设计和提出促学问题，比如为什么这样操作？产生这种奇妙现象的条件和原因是什么？引导学生相互交流自己的所见所思，对实验原理展开分析和猜测。学生通过探讨，可能会得出五花八门的预测结论，教师暂且“卖个关子”，不直接说明实验原理，而是在学生的心中埋下一颗疑惑的种子，使其探索新课的兴味更加浓厚，引发认知矛盾，驱动学生知难而进，这样通过趣味物理实验的激趣导入，学生就从被动学习转变成主动求知，物理课程目标的实现自然会水到渠成［3］。

（三）讲解概念，利用趣味实验突破难点

长期以来，概念教学都是中学物理课程中的疑难板块，物理概念的抽象性非常强，学生觉得难学、教师感到难教，这是极为普遍的现象。但概念是物理知识体系的基本构成单位，学生透彻掌握概念的内涵和外延，是分析和解决实际问题的前提条件。趣味物理实验依托自身直观的场景，便于学生观察和思考。心理学研究表明，动作记忆效率要远高于语言文字的记忆效率，趣味实验的动态感十足，对学生理解、总结物理概念和规律很有帮助［4］。为此，在中学物理教学中运用趣味物理实验，教师应该聚焦概念教学板块，摒弃传统的灌输型教学法，利用趣味物理实验辅助概念讲解，使学生通过自主地观察、思考和分析，明晰物理概念的来龙去脉，从而形成鲜明的印象，实现对物理概念的自我构建，顺利地突破物理学习难点。教师应该根据物理课程中的目标概念，通过自身的演示实验或者学生的分组实验两种形式，把趣味物理实验引入课堂。无论采用哪种形式，教师都需要加强引导学生观察趣味实验的现象，结合实验的具体步骤和现象变化，提出启发性问题，让学生对现象展开观察、描述和讨论。在此期间，教师要密切留意学生的讨论内容和反馈信息，当学生十分接近物理概念的本质时，抓住机会加以点拨，促进学生归纳总结趣味实验现象背后蕴含的物理概念知识，使其透过现象看本质，在自主观察和剖析中经历概念生成和理解的过程。除此之外，如果物理新概念与旧概念之间存在一定的关联，教师还应该采用类比的方式实施趣味物理实验。类比是物理研究最普遍的方法之一，许多物理概念都是通过类比推理的方法得出的。在具体操作上，教师可以基于两个具有某种纵横联系的物理概念，分别设计两项趣味实验，让学生对二者的现象展开观察和比较，利用已有的概念认知，推理得出新的概念，比如说把重力势能和电势能的概念整合到一起，把电场强度和磁感应强度的概念有机结合，开展类比型的趣味物理实验探究，学生就能以类比实验为桥，较为轻松地从旧概念过渡到新概念，从而帮助学生牢固、深刻地掌握概念知识，发挥趣味物理实验的应用效力［5］。

（四）合作创新，开展趣味实验自制活动

在中学物理教学中，趣味实验不仅是教师讲解知识的好帮手，还能为学生打造实践创新的舞台。中学生具备较强的创造思维，一般的趣味物理实验大多由教师设计和演示，学生缺乏参与创新的机会。为此，教师应该从合作创新的视角出发，组织学生开展趣味物理实验的自制活动，带领学生凝聚集体智慧的力量，开发多种多样的趣味实验，使学生在创新中体验成功的快乐，养成相互协作、相互启发的团队精神［6］。在掌握物理课程的概念知识之后，教师组织学生结成小组，发布趣味物理实验的自制任务，提供与之相关的多种材料支持，让学生合作参与实验开发活动，通过互联网等渠道查找资料，寻找设计趣味实验的信息和灵感，各个组员把获取的资料汇总，进一步研讨后明确设计方向，确定趣味实验的实施方案。教师在辅导过程中，可以就实验方案的安全性、可行性给予一些建议，帮助学生完善实验的细节，最后鼓励学生以小品、魔术等创新有趣的形式，把趣味实验的自制成果展示出来，一边展示、一边解说实验原理，使学生把基础知识运用到趣味实验的自主开发和设计之中，养成合作、实践、创新等综合素质。

综上所述，在中学物理教学中运用趣味物理实验，有助于激发学生学习物理的自主性，提升物理课堂教学的实践性，增强物理教学内容的拓展性。教师应该发挥趣味物理实验的运用价值，根据物理教学需求和学生的实际情况，精心做好选题工作，制订完善的趣味物理实验计划，在课堂的激趣导入环节、概念教学板块，积极地利用趣味实验创设情境、辅助讲解，同时深化学生的主体地位，基于合作创新，组织学生开展趣味实验的自主开发活动，从而借助趣味实验构建物理活力课堂。