趣味玩具在初中物理教学中的应用

姜军军

[摘   要]文章主要研究了如何挖掘趣味玩具的应用价值，将其作为一种优质的课程资源应用到初中物理课堂教学中，旨在激发学生学习物理的兴趣，加深学生对知识的理解与应用，培养学生的物理思维，全面提升学生的科学素养，为以后的物理学习打下坚实的基础。

[关键词]趣味玩具;物理思维;课程资源

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）23-0045-02

玩具，泛指儿童游戏时用的物品，很多新奇的玩具背后蕴含着丰富的物理知识，是一种非常新颖又贴近生活实际的非课程资源。在不断地摸索实践中，如何充分挖掘趣味玩具的应用价值，将这一优质的非课程资源课程化，笔者有些许思考。

一、新课引入，激发学生兴趣

学生甚至部分成年人之所以容易沉迷游戏，其主要原因就在于游戏的设计者深知玩家对什么感兴趣，什么样的游戏体验比较好玩、有趣，因此对症下药设计出的游戏一定是玩家所喜爱的。学习亦是如此，兴趣是最好的老师，一节课刚开始如果能瞬间抓住学生的眼球，学生一定会对本节课的内容产生极大的兴趣，以最快的速度、以玩家的视角瞬间进入上课的状态。初中学生的求知欲强，且有很强的猎奇心理，因此对新奇的实验现象会产生极大的兴趣。教学时，用一些稀奇古怪的趣味玩具引入课堂教学，往往可以将学生的探索欲激发到最强。如在苏科版教材《磁体与磁场》一节的新课引入时，因为内容较为简单，用生活中常见的磁体引入无法吸引学生，因此可以利用一些别出心裁的磁悬浮摆件，如“磁悬浮盆栽”“磁悬浮陀螺”“磁悬浮地球仪”等，从怎么让这些物体悬浮说起引入新课，既激发了学生的兴趣，又自然地过渡到新课内容。又如教学《二力平衡》时，可用如图1所示的小铁人平衡摆件来引入，轻轻晃动小铁人却不会掉下支架，引发学生思考，引入平衡的知识。在教学《物体的浮与沉》时，可以用如图2所示的“伽利略温度计”的摆件来引入浮与沉的知识。新课结束后，还可与引入相呼应，让学生解释其原理。通过浮与沉的学习，不难想到液体密度在不同温度下并不相同，若玻璃球的密度大于液体密度，则下沉;若小于液体密度，则漂浮;若等于液体密度，则悬浮，因此可通过玻璃小球的悬浮或漂浮及其露出液面体积的大小对应的温度来确定当前的大致气温。

二、课堂穿插，加深知识理解

新奇趣味的玩具并非只能用来吸引学生的注意力和激发学生的兴趣，其实不少玩具涉及的原理和初中物理知识联系较为紧密，因此可以穿插在课堂教学中，作为知识的应用来加深学生对知识的理解。如有一款玩具叫作“爬墙小汽车”（如图3），打开之后可以在任何平整的墙面上行驶。关于爬墙的原理，学生可能会猜想是因为有磁铁，可以通过在普通墙面和磁性黑板上行驶（都可以正常行驶），对比后，排除这一猜想。此时学生会更加好奇它的原理，可以让学生凑近观察，甚至用手去触摸。触摸时会感觉有风，进而联想到大气压的作用。结合教材内的一些大气压的演示实验可知，只有减小一侧气压才能感到大气压的存在，从而推理出玩具小车通过电动机高速驱动风机叶轮旋转，使空气高速排出，致使车身内部产生瞬时真空，和外界大气压形成气压差，在此气压差的作用下，爬墙小汽车紧紧吸附在墙壁、玻璃等竖直平面上。 学生，以兴趣为内核驱动，通过实验加推理去探究，借助所学知识分析、解决问题，真正将“从生活走向物理”的理念落实到了物理课堂教学中。又如，教学《照相机与眼球 视力的矫正》时可用“炫光指尖陀螺”（如图4，陀螺上装有彩色LED灯，旋转时可显示特定图案）以及“翻页动画书”（在书页的边缘画上一系列连续的动作，快速翻页时可以看到连续的动画效果）来讲解视觉暂留，通过一动一静两个现象的深入剖析，为学生理解视觉暂留现象提供了鲜活的素材。再如《动能 势能 机械能》的教学中可用一款叫作“彩虹圈”（如图5）的玩具来引导学生分析动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化。能量的转化较为抽象，尤其是三种能量间的互相转化更为复杂，学生容易产生畏难情绪。教师通过表演“彩虹圈爬楼梯”等彩虹圈的简单玩法，既可以消除学生的畏难情绪，也可化抽象为具体形象，帮助学生更好地分析其中的能量转化。若将彩虹圈横放于桌面，使其一端振动，还可以模拟声波的传播过程，将看不见、摸不着的声波类比成形象生动的弹簧波，更加便于学生理解掌握。

三、课后迁移，培养物理思维

初中是学生形成科学的物理思维的阶段，因此培养学生的物理思维，锻炼学生的科学探究能力是初中物理教学的核心。教师在课后推荐一些有趣的玩具，让学生通过动手实验和理论分析，弄清背后的原理，不失为一[图6][图8][图7]种有趣且有效的培养学生物理思维的方法。特别是有一些玩具涉及的知识虽然和初中物理相关，但是构造或过程较为复杂，可能涉及多方面的物理知识，这样的玩具在课上进行研究探讨显然并不合适，但是课后学生合作研究分析，不仅能够有效培养学生的物理思维，而且还能增强学生的学习成就感和自信心。例如，图6所示的小玩具“3D幻视箱”，拆开之后不难发现是由一个小模型和两个凹面镜组成的，学生根据光的反射原理和成像知识，通过作光路图（如图7）不难分析出其原理。虽然对于凹面镜成像，考试说明并未作出要求，但是并未超出初中所学知识的范畴，而这样的课后延伸，对学生物理思维的培养的确效果显著。 又如图8的趣味玩具“点头啄木鸟”，是由一根竖直金属杆、由弹簧连接的啄木鸟模型及套筒组成，将啄木鸟模型置于顶端轻轻拨动，啄木鸟就会一边下滑一边不断点头啄着金属杆。简单来说，啄木鸟呈现出这样的运动特点是因为在下滑的过程中，当套筒倾斜时，端部与竖直杆接触，接触处的摩擦力足以平衡套筒和啄木鸟的重力时，啄木鸟即作短暂的停歇，而当接触处的摩擦力小于重力时，啄木鸟向下滑动，直到套筒再次倾斜，端部与竖直杆接触，再次停歇，如此反复直到啄木鸟运动到最底端。该玩具蕴含了丰富的物理知识，如摩擦力、力与运动关系、振动及能量的转化等。教师可以让学生课后观察该玩具的运动过程，并根据学生层次布置相应的分层作业，比如对物理基础较为薄弱的学生，可令其观察总结啄木鸟的运动特点，分析当啄木鸟停顿时和下滑时的受力情况;对于具有一定物理思维能力的学生，可布置其分析在啄木鸟点头下滑的过程中，重力势能、动能和弹性势能之间是如何转化的;对物理思维能力非常好的学生，可适当引导，指导其分析啄木鸟如此运动的原因。利用这样一个小小的趣味玩具，既能充分调动学生学习物理的积极性，又能针对不同层次的学生进行因材施教，有效培养全体学生的物理思维。

物理本该是一门有趣的学科，于玩中求学一直以来都是笔者心目中最理想的物理课堂教学模式。在这个创意无限、信息爆炸的时代，我们所能接触和了解的新奇的玩具不足其总数之万一，这是一个在不断扩充的庞大的课程资源库。将趣味玩具作为一种教学资源，应用到初中物理教学中，不仅能拓宽初中物理课堂的广度，更能不断挖掘物理课堂的深度，全面提高学生的科学素养。

[   参   考   文   獻   ]

[1]  王劲存. 趣味玩具在物理课堂教学中的运用：以“饮水鸟”为例[J]. 物理教师，2011（3）：35+37.

[2]  杨绍兰，夏艳. 小玩具 大智慧：刍议玩具啄木鸟背后的力学原理[J]. 物理教师，2017（5）：69-70.

（责任编辑 易志毅）