激发兴趣创建情景探究揭秘

刘小芳+马骏

摘 要：以“自动爬坡魔盒”等六个魔术化小实验在高中物理教学中应用为例，简论魔术化小实验在高中物理教学中所产生的激发兴趣、创建探究情景及提高学生分析实际问题能力等多重教学效果。

关键词：实验魔术化；认知冲突；探究情景

学生总抱怨高中物理生涩难学，认为中学所学的物理只是纸上谈兵，与现实相隔甚远，提不起学习的兴趣和劲头。也因过多的“纸上谈兵”而缺少应用物理知识分析解决实际问题的意识和能力。

造成这一现状的原因是什么呢？笔者认为主要是物理的学科特点和不当的教学方式引起的。物理是一门以观察、实验为基础的学科，许多物理知识是通过观察和实验，经过认真思索而总结出来的。物理学者一般会针对观察到的现象提出一个合理假说，然后以实验加推演的方式反复论证假说的准确性。因此，实验可以说是物理学发展的基础。

但是一直以来，在学科本位和知识本位等传统物理教学理论的影响下，教师和学生成为传递知识和接受知识的工具，考试分数几乎成为学生学习效果的唯一评价标准，同时也成为考核教师教学质量的重要指标。甚至在实际物理教学过程中，教师在黑板上“做”实验，学生在习题中“学”实验。这样的教学方式，如何让学生体会到物理的真谛？如何让学生爱上物理？

当然，面对这样的现状，物理教师并不是束手无策，只有教师多花心思，在物理课堂教学中恰当设置各种教学情境，造成问题悬念，展现矛盾冲突，让物理课堂充满乐趣和悬疑，就能激发学生的学习欲望，发展学生的创造性思维。学习知识后除了必要的练习题外，分析一些真实的问题会增强学生理论联系实际的意识，进而逐步消除对物理的恐惧与偏见。

创设物理情境的方法有很多，身边可探究的实际问题也不少。比如，我们尝试用表演魔术的方法创设问题情境，取得很好的教学效果。下面以自动爬坡魔盒、旋转小人、神奇魔手和阻力管、神奇自亮灯等魔术化的小实验为例，诠释如何通过物理实验与魔术的巧妙结合，利用有趣的现象既吸引学生兴趣，同时又创设出具有丰富探究内涵的物理情景，以及如何通过揭秘锻炼学生的分析实际问题的能力。

示例1.自动爬坡魔盒

必修一中《重力，四种基本相互作用》涉及知識点多，且初中大多有所了解，学生学习兴趣不大。我们设计了“自动爬坡魔盒”小实验来提高学生学习的兴致，同时串起探究的主线。将内壁吸附大号强磁铁大号曲奇圆铁盒，斜面将铁盒放在斜面中央位置，观察运动，根据初始时刻强磁铁所处的位置，可呈现三种运动效果：（1）静止不动；（2）向下滚动；（3）向上滚动。特别是向上滚动，大大出乎学生的日常经验；引起好奇心，进而引入学习本节课知识。同时又为新课结束后探究揭秘（即应用重心知识进行分析）埋下伏笔。

示例2.魔力之手

《带电粒子在磁场中受到的力》比较抽象，为了激发学生的好奇与探究动机。我设计“魔力之手”小实验：手中藏一块强磁铁，夸张地让手从处于工作状态的显像管显示器屏幕前轻轻滑过。学生看到屏幕上的图像发生严重变形，必然产生疑惑，带着这样的疑惑，我逐步引导学生开始探究带电粒子在磁场中受到的力的作用。当然，探究后的揭秘环节也是必不可少的，且学生各抒己见，讨论极其踊跃，甚至有学生在实验后提出问题：磁铁对液晶显示屏画面有无影响？家中液晶电视画面出现异常的原因是什么？等。这些问题的提出会促进学生自主进行更广范围的探究。

示例3.神奇的自亮灯

教师在引导学生探究感应电流产生的条件时，为了拉近物理知识和现实生活的距离，我们未直接用课本上的实验器材。而是设计“神奇自亮灯”小实验：由小灯泡和导线构成闭合回路（无电源池），放在铺有毛巾台面上（下藏电磁炉），“发功”让灯泡亮并提出问题：是谁赋予灯泡如此魔力？在学生猜想并充分发表见解后打开毛巾，一次揭秘：毛巾下面的电磁炉。学生带着为什么打开电磁炉瞬间，灯就会亮的疑问，进入新知识的探究。获得电磁感应概念后，再由学生自主二次揭秘，从电磁感应产生的条件来分析灯泡亮的原因。

示例4.自动旋转小人

《通电导线在磁场中受到的力》内容比较抽象，为了生动形象呈现安培力，更为了锻炼学生的逻辑分析能力，我在《通电导线在磁场中受到的力》一节教学中，我们采用“自动旋转小人”的实验创设探究的情景。如图：一号电池正极向上，下端吸附强磁铁，将铜导线完成上端中央带有凹陷的闭合回路，并适当装饰为小人或其他形象，语言带上夸张：“这个小人很神气，自己会旋转”。演示时，有意不让学生看到强磁铁，学生看到小人放在电池上后，由慢至快旋转，引起极大好奇：谁在推动小人旋转？为了解决心中的困惑，主动探究的意愿特别强烈。学习安培力后，在引导学生进行有条理的逻辑分析来揭秘：定性画出圆柱形磁铁的磁场，分析小人的骨架（线圈）受到的安培力及其产生效果，并强调这其实是一个简易的直流电动机模型。当然，还可让学生自制上述学具，自主完成这个小实验。

示例5.神奇阻力管

在讲《电磁阻尼和电磁驱动》时，为了调动学生探究的热情，对电磁阻尼产生感性认识，我们自制了两种材料的长管（PVC和铝管，长约一米）让学生估算下落时间。实验让两个圆柱形强磁铁同时从上方落下，学生观察到经PVC时间与估算基本一致，而那个穿越铝管的圆柱磁体慢悠悠下来，引发学生一阵惊诧。在此基础上引导学生根据所学的电磁感应知识对此现象进行自主揭秘，最大限度锻炼学生分析实际问题的能力。课后更有学生提出实验的改进意见，认为可以用透明的管子来代替不透明的管子，提高实验的视觉效果。

示例6.大力士火柴棒

高一的第一节课序言老师们总觉得不好上，书上讲到的科技知识离我们太遥远。如何在序言教学中穿插趣味性实验呢？我们尝试将电视栏目中展示的用三根火柴挂多个水瓶的“大力士火柴棒”实验引入：将第一根火柴放在桌沿，一半悬空，一半用一个水瓶压住；矿泉水瓶口缠上一条棉线，挂在火柴悬空的外端。把另一两根如图小心支撑好。调整好重心，慢慢移开压住第一根火柴的水瓶。三根火柴，居然牢牢挂住了矿泉水！学生都惊呆了。继续让学生挂水瓶，当孩子们小心将五六瓶水挂在火柴梗上，小小的火柴仍稳稳不动时，课堂的气氛达到高潮，学生纷纷议论原因，在心中种下学习物理的种子。endprint

示例7.静电除尘仪

在静电现象的应用一节学习中，我们发现学生不能很好地将所学知识和实际应用联系，所以在引入新课时运用一些障眼法：演示人戴着口罩，烟囱冒出滚滚浓烟，让学生结合这一情景联想两个字。学生大声地喊出“雾霾”二字，随即引入“雾霾是当下最严重的环境问题之一，它的主要成因则是烟雾，下面我给大家演示一个与烟雾有关的魔术”——将自制的静电除尘连在电子感应器电机上并打开电源，学生将看到烟雾即可消失，自然产生烟雾为什么会消失的困惑。这时教师再说：“大家想知道这里的奥秘吗？那就一起随我走进今天的课堂‘静电现象的应用。”

这一魔术化小实验的引入，既激发学生的学习兴趣，提升学生环保意识，同时设下悬疑为尖端放电埋下伏笔。该导入将在尖端放电的教学环节中进行揭秘，去掉烟囱，可以看到，矿泉水瓶作为烟囱，中药艾条来产生烟雾，锯条作为尖端放电的一极，而易拉罐外壳作为吸尘的另一极。当然，它还可为学生课后开展自制静电除尘仪做好知识铺垫。

示例8.公道杯

当然，与教师的实验能力和基本素质也密不可分。

物理学科和我国的传统文化渊源颇深，我们在高一绪论中先让学生向公道杯中注水，呈现了神秘的现象：倒入水少时，水不漏，继续加水，快满时水竟然全部漏。学生不得其解，觉得神奇时，教师娓娓道来：据说古时人们曾用公道杯对付贪酒者，斟酒如超过高度，则会全部漏光。公道杯盛酒最为公道，盛酒时只能浅平，不可过满，否则，杯中之酒便会全部漏掉，一滴不剩。

课堂上我们没有立即解释答案，而是设定任务：请同学们查找公道杯的原理和搜集需材料如：饮料瓶，带有弹性弯曲接口的吸管，强力胶，口服液瓶子等自制简易公道杯。这样在疑惑与兴趣的引领下，学生主动获取新知，解释疑惑，动手自制学具，极大提升学生的科学探究能力。

以上基于物理原理的几个魔术化小实验，器材均取自身边的常见器材，现象又新奇明显，这样的魔术化小实验，作为新课的引入，可拉近物理与学生实际生活的距离，激发学生的探究兴趣；有趣现象的背后又蕴含着丰富的探究情境；学习完成之后，揭秘魔术的奥妙，又可作为学生分析解决问题的生动案例。可以说，魔术化的物理实验在教学中发挥多重的教学功效。

当然，魔术化实验的设定必须遵循以下原则。

（一）适宜性原则

魔术化实验的创设需要符合教学内容，因此创设的问题需符合学生实际，能够让学生在对实验现象的探索中学习教师所要教授的教学内容和方法。换而言之，即高中物理教学魔术化实验情境的创设需遵循适宜性原则，既要适合物理教学内容，又要切合学生实际。

（二）兴趣性原则

所谓“兴趣是学生主动学习的不竭动力”。在高中物理教学中创设魔术化情境需遵循兴趣性原则，设置的实验现象或奇特或好玩，具备一定的吸引力，能够引起学生注意，能够引发学生好奇心，并激发学生的探究欲。

（三）生活化原则

某些现象或者物理学中的某些规律，利用生活中随处可见的生活材料，设计成能够模拟该物理现象或揭示物理规律的物理实验，将“生活”搬进课堂的一种实验教学方法。既要充分结合物理知识的特点和学生的知识水平，又要使实验活动具有一定的生活情境。因此，教師根据学生知识水平设计具有生活情境的物理实验，并通过探究、分析、总结等教学策略实施教学是提高物理教学效果的重要保证。

（四）互动性原则

在实际教学中，教师是引导者，设计实验活动时，要尽可能让学生参与其中，而不仅仅是作为“看客”。因为学生的参与甚至是主导的魔术化实验才最能激发他们探究的兴趣，也最能将探究学习由课堂延伸至课外。

（五）生动性原则

要保证魔术化小实验的教学效果，除了巧妙的创意，有趣的现象，及实验与物理知识有机契合之外。生动的魔术化语言，“见证奇迹的时刻到了！”“我将发功，点亮无电源的灯”以及有意错误引导“谁帮老师接一下盒子？”（学生根据经验到斜面下方接，却发现盒子向上滚动）等都是影响教学效果的必要因素。当然，与教师的实验能力和基本素质也密不可分

参考文献：

[1]马伦.试论物理教学中教学情境的创设[J].理论与实践，2014（6）：119-120.

[2]李祖华.试论物理演示实验教学的二次开发[J].中小学教师培训，2010（1）：52-53.

[3]周鹏.几个简单效果显著的课堂演示实验[J].中学物理教学参考，2017（6）：38-39.endprint