以趣味情境贯通物理实验教学

肖文倩

学生在小学阶段的科学课程中已经学习了有关磁现象、磁场的基础知识，部分教师教学统编版物理九年级第二十章《磁现象  磁场》时，直接通过讲授、演示实验或学生自学的方式，让学生掌握磁性、磁体、磁极、南北极、磁极间相互作用的规律、磁化等概念性知识。这样教学忽视了学生已有基础和认知能力的差异。如何创设一个贯通实验教学脉络的有趣情境，引导学生在动手操作的过程中理解上述概念，掌握研究磁场、磁感线的物理研究方法，构建完整的知识体系呢？

一、创设趣味情境，构建知识主线

笔者首先告知学生老师今天要表演一个魔术，但前提条件是学生要完成竖立硬币的挑战。学生兴致很高，先在笔者引导下分组探究，把一枚一角硬币立在桌面上。各组都成功立起硬币后，笔者增加难度，让他们在第一枚硬币上面再立起一枚硬币。这项挑战基本没有人能完成。笔者故作玄虚道：“今天用到的所有硬币都是我提供的，它们会听我的话，我可以轻而易举地完成第二项挑战，你们相信吗？”学生虽然嘴上说“不信”，但都好奇笔者到底能不能挑战成功。于是，笔者在学生不注意的情况下用一只手将强磁体放在桌子下面。有了强磁体的吸引，笔者很顺利地在一枚立起的一角硬币上方又立起了一枚一角硬币。学生很惊讶，笔者顺势在这两枚硬币上方又轻松地立起第三枚硬币。学生的兴趣一下子被激发出来，想要一探究竟。笔者顺势引导：“要想完成此魔术，就要依次完成‘万事俱备‘巧借东风‘掩人耳目三个学习环节。”如此，笔者利用魔术情境贯通教学脉络，构建起知识主线。

二、展开实验探究，培养核心素养

实验探究环节，教师要通过巧妙设计实验问题，激发学生深度思考，引导学生在实践探究中培养物理观念，发展科学思维，培育探究精神。

1.“万事俱备”——利用实验培养物理观念

物理观念的培养往往涉及许多概念性知识，此类知识的学习不应该局限于教师讲授或学生自学，而应该让学生基于真实体验认识物理现象的本质，进而形成物理观念。基于物理本质形成的物理观念才能给学生留下深刻印象。学习磁体、磁性的概念时，笔者告诉学生学习小魔术的第一个环节是“万事俱备”——准备好魔术道具。笔者给学生提供了磁体、多枚一角和五角的硬币，以及铁块、铜块、铝块、大头针，并提示学生小魔术需要借助磁体完成。学生马上找出第一个道具——磁体。然后，笔者让学生用一角和五角的硬币尝试接触磁体。学生发现五角的硬币无法和磁体相互吸引。笔者乘机引导学生探究铜块、铁块、铝块等常见的金属能否被磁体吸引，思考“磁体能够吸引哪些物体”“为什么五角硬币无法完成魔术”的问题。学生发现磁体能吸引铁块，不能吸引铜块和铝块。在此实验的基础上，笔者让学生阅读教材第119页的内容，明确“能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体”。随后，笔者追问：“利用磁体的不同部位完成魔术，其效果是否一样？”学生借助前面的实验主观感受到磁体的不同部位对硬币的吸引力不同。笔者追问学生是如何判断磁性强弱的，并提示学生磁性的强弱没有办法直观地观察，但可以利用“转换法”进行实验探究。在笔者引导下，学生通过磁体吸引大头针或铁屑的多少判断磁性的强弱，由此明确了磁体磁性最强的部位是磁极。笔者引导学生利用判断磁性强弱的方法，探究磁体的磁极是否一定在磁体的两端。学生发现磁体的磁极不一定在磁体的两端，对磁极有了更深刻的认识。学生通过实验探究，既掌握了本节课的基本概念，又培养了正确的物理观念。

2.“巧借东风”——利用实验发展科学思维

教师要在教学中为学生搭好“脚手架”，通过有效设问引导学生深度思考，培养学生的科学思维。课堂上，笔者告诉学生魔术成功的第二个秘诀是“巧借东风”。笔者用问题“立起来的第二个硬币为什么会被第一个硬币吸引”启发学生思考，并提示学生通过探究“第一个硬币与磁体接触后有什么变化”来揭秘。学生通过实验发现，硬币没有与磁体接触前无法吸引硬币或大头针，但与磁体接触后就能够吸引硬币或大头针，也就是说，硬币与磁体接触后获得了磁性。这样，学生明白了魔术成功的秘诀之一是硬币“借了”磁体的磁性，进而理解了磁化的概念。最后，笔者让学生结合磁极的概念，分析磁极间的相互作用，并通过已知磁极的条形磁体进行实验验证。学生通过独立思考和实验探究，发现了磁现象的内在规律。

3.“掩人耳目”——利用实验培育探究精神

科学探究精神的培育，需要教师引导学生根据观察和实验，提出物理问题，进行合理猜想，设计实验，进行实验，获取数据和信息，并基于证据得出结论，最终合理解释实验现象和猜想。这样的探索新知过程，有利于培育学生的探究精神，使学生自觉利用物理学知识和原理解决实际问题。因此，在第三个环节，笔者告知学生魔术成功的另一个秘诀是“掩人耳目”，即不知不觉地将磁体放在木桌下面，观众看不见磁体，就会感觉到神奇。揭秘后，笔者引导：“放在木桌下面的磁体没有与硬币接触，如何对硬币产生作用呢？”学生猜想磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质。如何证明这种物质的存在？笔者引导学生结合前面磁极间的相互作用进行思考，学生联想到在磁体周围放置小磁针的证明方法。學生观察到磁体转动时，它周围的小磁针也发生了偏转，证明了这种物质确实存在。笔者便让学生阅读教材第120页的内容，明确磁场的概念。接着，笔者让学生把小磁针放在磁体周围不同的位置，看看有什么变化。学生发现小磁针的北极指向发生了变化，笔者顺势给出磁场的方向这一概念。然后，笔者给出磁体、小磁针、铁屑等实验器材，让学生小组合作，先探究条形磁铁的磁场分布，再探究蹄形磁铁的磁场分布。学生自主探究后，发现不管是条形磁体还是蹄形磁体，小磁针和铁屑的分布都呈线状，进而理解了磁感线的概念。最后，笔者引导学生通过画线的方式，进一步明确了磁体外部的磁感线都是从N极出发回到S极的。

（作者单位：武汉市南湖中学）