趣味物理实验在高中物理教学中的应用

游昉群

摘 要：随着现代教育理念的深入人心，教师越来越认识到学习的有效性与趣味性之间的关系。为了让学生更好地理解、掌握物理知识，趣味物理实验在高中物理教学中的应用逐渐受到教育者的重视。文章首先提出实验设计的原则，确保实验既有教育意义又具有趣味性。其次分析趣味物理实验在教学中的积极作用。最后，详细描述了趣味物理实验在教学中的应用方法：包括通过创设情境进行导入、结合日常生活、借助现代信息技术提高实验趣味性、探究实验引导学生合作学习，及运用多种教学模型与评价方式等，旨在提高学生的学习积极性和效率，培养其物理思维与素养。

关键词：趣味实验；高中物理；教学应用；实验原则；作用分析；应用方法

随着教育技术的不断进步，越来越多的教育者认识到传统的“填鸭式”教学方式已经不能满足现代学生的学习需求。为了激发学生的学习兴趣，提高学习效率，如何将趣味性与物理实验结合，成为高中物理教学中的一个热门话题。物理，作为一门揭示自然规律的学科，其实验内容丰富、形式多样，有很大的趣味性潜力可以挖掘。本文将从趣味物理实验的设计原则出发，深入分析其在高中物理教学中的重要作用，再结合具体的应用方法，为教育者提供一套完整的、实用的教学策略。

一、趣味物理实验设计原则

在当今的高中物理教学中，如何充分调动学生的学习兴趣和积极性成为教育者亟待解决的问题。趣味物理实验因其鲜明的特点，已逐渐被纳入高中物理教学的重要组成部分。在设计这类实验时，应遵循以下三个原则，以确保实验的效果和目标达到预期。

（一）目的性原则

高中物理实验的设计必须明确其目的。趣味物理实验不仅仅是为了娱乐或消遣，更重要的是要与物理教学内容相结合，让学生在体验乐趣的同时，也能够明确实验的教学目标。此外，实验材料应尽可能来源于日常生活，以确保实验的实用性和贴近性。而在进行实验设计时，除了满足常规的演示和实验操作要求外，还要着重培养学生的合作和交流能力，以及他们对实验的兴趣和热情[1]。

（二）简易性原则

趣味物理实验的设计应当简明易懂，尽可能地精简实验程序，使之既不失学科特色又充满趣味性。教师应结合学生的生活经验，选择他们熟悉的生活现象和材料作为实验内容，这样不仅可以确保实验材料的易获取性和简便性，还能让学生更加自主地参与实验，加强他们的实践操作技能，避免实验过程中的不必要纠纷。

（三）坚持参与性原则

参与性原则强调学生应当是实验的主体，真正参与到实验中的每一个环节。教师在设计实验时，应注重调动学生的主观能动性，让他们通过实践去发现、分析和理解物理原理。此外，小组合作是物理实验的重要形式，能够培养学生的团队协作精神和合作意识。符合新的教学大纲的教学活动应重视学生的参与度，确保他们能够快速融入物理课堂中，达到知识与实践的完美结合。

二、趣味物理实验在高中物理教学中的作用分析

随着教育改革的不断深化，教学方式和手段也在不断地创新。传统的高中物理教学模式，常常以理论为主导，实验为辅助，导致很多学生对物理产生畏惧或者感到枯燥。而趣味物理实验作为一种新型的教学手段，正在逐渐受到广大物理教育工作者的关注和喜爱。

传统的物理实验常常以达到某一教学目标为主要导向，但趣味物理实验不同，它往往以生活中的实际问题为出发点，寓教于乐，使学生在轻松愉快的氛围中学习物理。例如：利用日常生活中的玩具或物品来解释物理原理，使学生能够更加直观地感受到物理学的魅力。同时，趣味物理实验能够帮助学生建立物理概念。实验是驗证和发现物理规律的重要手段。通过趣味的实验设计，学生能够亲手操作，真切地感受到物理原理的作用，从而深入理解物理概念。相较于纯理论的教学，实验能够为学生提供更为直观的认识，帮助其将抽象的理论知识转化为具体的实践经验[2]。再者，趣味物理实验有助于培养学生的创新思维和实验技能。在实验过程中，学生不仅可以按照既定的步骤进行操作，还可以对实验进行改进或创新，从而锻炼其动手能力和创新思维。此外，实验中的失败或错误也为学生提供了宝贵的学习机会，使其在实践中不断地调整和完善。最后，趣味物理实验对于高中物理教育的现代化和国际化也具有重要的推动作用。在国际上，趣味实验教学已经被广泛采用，并取得了良好的教学效果。我国高中物理教育也应借鉴国际经验，结合我国实际，发展趣味实验教学，以满足新时代下学生的学习需求。

三、趣味物理实验在高中物理教学中的应用方法

（一）创设教学情境，做好趣味实验导入

在传统的高中物理教学中，教师往往将大量的理论知识呈现给学生，很少与生活实际结合，使得学生对物理知识的认知停留在纯理论层面。这不仅导致学生觉得物理枯燥难懂，还可能导致学生对物理失去兴趣。为此，如何有效吸引学生的注意力、激发学生的兴趣和好奇心，进而帮助他们更深入地理解和掌握物理知识，成为教育界关注的焦点。

例如：教师在教授牛顿第三定律时，教师可以利用气球和吸管制作一个简单的“火箭”模型。首先，教师不直接告诉学生这是什么实验，而是将充满气的气球系在教室的一端，突然放飞，让气球快速地向教室的另一端移动。学生看到这一情景，往往会感到非常好奇和惊讶。在学生的好奇心被充分激发后，教师可以引导学生思考气球为什么会向前飞，并鼓励学生提出自己的看法和假设。在学生积极参与讨论后，教师再利用该实验向学生解释牛顿第三定律的内容，帮助他们更好地理解和掌握这一定律[3]。此种实验不仅能够引起学生的高度兴趣，还能帮助学生将理论知识与实际情境相结合，从而更加深刻地理解物理知识。在整个教学过程中，教师要注重与学生的互动和交流，鼓励学生提问和探索，引导学生主动思考和学习，充分调动他们的学习积极性。

（二）利用信息技术，提高实验的趣味性

在传统的高中物理实验中，学生经常面临的挑战是如何将抽象的物理概念与实际的操作结合起来，以及如何保持对这一过程的兴趣。随着信息技术的迅速发展，教师们有了更多的机会和方法来创新实验教学，为学生带来更加生动和有趣的学习体验。

以匀变速直线运动为例，传统的教学方法通常需要学生使用秒表、滑轮、斜面等物理设备来测量物体的移动情况。然而，这种方法不仅操作烦琐，而且误差较大，很难为学生带来直观的体验。而现在，教师可以利用智能手机或平板电脑上的摄像头和特定的物理实验应用，如“物理实验助手”等，轻松完成这一实验。首先，教师可以将一个小球放在斜面上，然后使用智能手机录制小球从静止开始沿斜面下滑的整个过程。通过应用程序，教师和学生可以清晰地看到小球的速度如何随时间变化，以及小球在不同时间段的位移情况。在此基础上，应用程序还可以生成与实验数据相对应的速度—时间图和位移—时间图，帮助学生更加直观地理解匀变速直线运动的物理概念。通过这种方法，学生不仅能够真实地观察到物体的运动情况，还能够在实验过程中获得即时的数据反馈，从而增强对物理知识的理解和兴趣。

（三）利用探究实验，引导学生合作学习

在高中物理教学中，趣味物理实验扮演着至关重要的角色。它不仅能激发学生的学习兴趣，还能帮助他们深入理解物理概念。尤其在探究性实验中，学生有机会通过自主探索、团队合作，加深对物理知识的理解和应用。

以“能量守恒定律”为例，其中一个非常有趣的现象是“怪坡现象”，通常用于引入双锥体上滚动的实验。在进行实验教学之前，教师可以设计一个小组探究活动，让学生进行分组，共同探究这一神奇的现象背后的物理原理。教师首先可以为学生提供实验材料：玻璃棒、橡皮、玻璃球，并提出问题：“如何使玻璃球在静止的玻璃棒上从低处向高处移动？”面对这样一个看似违背常理的问题，学生自然产生了浓厚的兴趣。在小组探究的过程中，每位学生都能表达自己对这一问题的看法，进行讨论并尝试各种可能的方法。经过团队成员之间的互相探讨和尝试，学生很快找到了答案。他们意识到，看似是玻璃球向上的运动，实际上是由于重力势能与动能的转化，使得球的重心持续向下移动。在明确了这一原理之后，学生再利用实验器材进行实际操作，验证自己的猜测。此次探究活动，不仅使学生更深入地理解了“能量守恒定律”，还培养了他们的团队合作精神和解决问题的能力。通过设计此类趣味探究实验，教师成功地激发了学生的探索欲望，也增强了他们的实验操作能力。可以看出，引导学生进行合作学习是高中物理实验教学中非常重要的一环，它有助于培养学生的创新思维、团队合作能力，同时也能更好地帮助他们理解和掌握物理知识。

（四）结合日常生活，提高学生学习效率

在高中物理教学中，趣味实验已经成为一个不可或缺的部分。它不仅可以激发学生的兴趣，还可以帮助他们更加深入地理解物理知识。而当这些实验能够与学生的日常生活紧密相连时，学生对于物理知识的理解与应用能力将大大增强。

测定玻璃折射率这一实验，是一个很好的例子。在日常生活中，学生经常会碰到各种各样的玻璃制品，如眼镜、窗户、酒杯等。玻璃的折射率对这些制品的功能起着至关重要的作用。例如：眼镜的设计和制造都需要精确地知道玻璃的折射率，以确保它能够为佩戴者提供清晰的视觉。在进行此实验时，教师可以先向学生展示一些与玻璃相关的日常用品，并引导他们思考这些用品背后的物理原理。然后，教师可以带领学生进行实际的测量，使用必要的仪器，如光源、准直器和角尺，测量玻璃折射的光线角度，从而计算出折射率。在实验过程中，教师应引导学生观察并思考，如何更精确地进行测量，是否存在可能的误差，以及如何减少误差等。此外，教师还可以鼓励学生探讨玻璃折射率与其日常用途之间的关系，如何根据折射率设计眼镜等。这样的教学方法，不仅让学生在实际操作中掌握了物理知识，还激发了他们的探索兴趣，使他们能够更好地将所学应用到实际生活中。学生不再觉得物理是一个遥远和枯燥的学科，而是开始意识到，身边的许多事物，都与物理学有着密不可分的联

系[4]。因此，结合日常生活中的实际例子，让学生在实践中学习，是提高学生学习效率的关键。这种方法不仅可以加深学生对物理概念的理解，还可以培养他们的实践能力和创新思维，为他们未来的学习和工作奠定坚实的基础。

（五）借助实验仪器，记录完整实验过程

在高中物理教学中，实验是一个不可或缺的部分，特别是那些富有趣味性的实验。通过有趣的实验，学生可以直观地感受到物理学的魅力，更加深入地理解物理学的知识。而为了使实验更加形象、生动，对实验过程的完整记录是至关重要的。

以“描迹法画出电场等势线”为例，这是一个能够直观地展示电场强度和方向的实验，也是一个能够激发学生兴趣的趣味实验。教师可以首先向学生介绍电场等势线的基本概念和描迹法的原理。接着，展示了所需的实验仪器：电源、电极、导线、浸有电解质的纸和铅笔等。实验开始前，教师详细解释实验步骤，并强调注意事项。首先，电源的两端连接到两个电极，电极之间的距离适中。然后，电极平放于浸有电解质的纸上，确保纸张平整且充分接触电极。当电源打开，电场开始形成。这时，学生用铅笔沿着纸上的电流轨迹描绘等势线。由于这是一个动态的过程，学生需要随时调整铅笔的位置，确保等势线的连续性。随着实验的进行，学生可以清晰地看到电场等势线在纸上形成。这些等势线间的距离和形状，都与电场的强度和方向密切相关。教师在此基础上，引导学生分析等势线的特点，如为何等势线之间的距离不等、为何等势线在电极附近更加密集等。实验结束后，教师鼓励学生分享自己的观察结果和感想。大多数学生都表示，通过这种直观的方式，他们对电场等势线有了更加深入的了解。而且，这种实验方式不仅有趣，还能够有效提高他们的实验技能。所以，借助实验仪器记录完整的实验过程，不仅可以帮助学生更好地理解物理知识，还可以培养他们的实践能力和观察力。而趣味物理实验，则为高中物理教学带来了无穷的魅力和活力。

（六）拓展实验内容，锻炼学生物理思维

在高中物理教學中，传统的教学模式往往强调理论知识的输入和数学计算能力的训练。然而，物理作为一门实验科学，其核心是观察、分析和解释自然现象。趣味物理实验为教师提供了一个有效的工具，能够帮助学生观察和理解物理现象，进一步培养他们的物理思维能力。

以平抛物体运动为例。传统的教学方法往往是让学生学习平抛物体的运动方程，然后进行数学计算。但在真实的环境中，平抛物体的运动受到多种因素的影响，如空气阻力、摩擦力等。如果能够设计一个趣味的实验，让学生亲自观察和分析平抛物体的运动，他们不仅能够更加直观地理解平抛物体的运动规律，还能够锻炼他们的观察和分析能力。为此，教师可以设计一个简单而有趣的实验：利用乒乓球和橡皮筋制作一个“弹弓”，让学生亲自操作，观察乒乓球的平抛运动。在实验过程中，学生需要记录乒乓球的初速度、飞行时间、飞行距离等数据，然后根据平抛物体的运动方程进行计算，并与实验数据进行对比，分析数据之间的差异，找出可能的原因。通过这个实验，学生不仅能够直观地观察到平抛物体的运动规律，还能够理解真实环境中物体的运动受到多种因素的影响。此外，实验中的数据记录和分析过程也锻炼了学生的观察和分析能力，帮助他们培养物理思维。

（七）创新实验形式，培养学生物理素养

在现代物理教学中，为了吸引学生的注意力，培养其对物理学的兴趣，趣味性物理实验逐渐受到广大教育工作者的重视。这种实验形式不仅可以将抽象的物理知识变得形象、有趣，更能帮助学生将所学与实际生活经验相结合，加深理解。

以电流表改装电压表为例，这个实验具有高度的趣味性。生活中，电流表和电压表是最常用的电学测量工具，但是它们的功能是有所不同的。如果教师单纯地讲述其理论，可能会让学生感觉枯燥无味。但是，通过实际的改装实验，将电流表变为电压表，不仅可以吸引学生的注意力，更能让他们对这两种工具有一个深刻的认知。在实验过程中，教师首先向学生展示一个普通的电流表，随后引导学生思考如何改装它，使其可以测量电压。在学生提出自己的看法后，教师再给予正确的指导，比如：通过添加一个合适的并联电阻，即可将电流表转变为电压表。此过程既检验了学生之前掌握的知识，又鼓励了他们积极参与、勇于尝试的精神。同时，针对学生的差异性，教师可以设计不同难度的改装方法，满足不同水平学生的需求。

（八）运用教学模型，提高学生的积极性

在传统的教育方式中，往往因为教师仅仅把注意力集中在课本上，所以学生通常只能在课本上见到物理教学工具和模型。这样的教学方式很难激发学生对物理学的兴趣，也不容易使学生对物理现象有直观的感受。为了改变这一局面，教师应该在教学中增加一些趣味性的实验，以使学生能够更为直观、形象地认识到物理教学中所使用的教学工具和模型。

以重力和重心为例，为了让学生更加直观地理解这一概念，教师可以事先准备两种有趣的玩具：平衡老鹰和不倒翁。在介绍重心这一概念之前，教师首先可以把这两种教学工具展示给学生，引起他们的好奇心。教师可以提出这样的问题：“你们知道为什么平衡老鹰可以在一点上保持不动吗？”这样的问题不仅可以引导学生的思维，还能激发他们的好奇心，使他们主动地去思考和探索答案。在学生对重心有了初步的认识之后，教师可以进一步引导学生讨论：“所有的物体都有重心吗？”此时，教师可以拿出乒乓球、方形物体等，让学生通过小组讨论并进行实验，找出每个物体的重心位置。这种实验方式不仅可以帮助学生更为直观地理解重心的概念，还能培养他们的实践能力和团队合作精神。通过这种趣味性的实验教学方式，学生不仅可以更为形象、直观地理解物理概念，还能在实验中培养他们的实践能力、观察能力和思考能力。而且，这种教学方式还可以有效提高学生的学习积极性，使他们更加愿意参与到课堂教学中来，从而达到提高教学效果的目的。

（九）创新评价方式，提高学生学习效率

在当今的高中物理教学中，趣味物理实验正逐渐受到重视。与传统教学方式相比，趣味物理实验具有其独特的优势，但同时也带来了评价上的新挑战。传统的教学评价方式，往往过于注重实验的结果，忽视了学生在实验过程中的探索和思考。但事实上，实验的过程往往比结果更重要。

趣味物理实验往往强调的是探索和实践，与传统的应试教育有所区别。这意味着，教师们需要对评价方式进行重新思考。在传统的评价方式中，如果学生的答案是正确的，他们往往能够获得满分。但在趣味物理实验中，这种评价方法可能就不再适用。仅仅关注答案的正确与否，很容易忽视学生在实验中遇到的困难、进行的尝试以及他们的创新思考。因此，教师在进行趣味物理实验的评价时，应更多地关注实验的过程，观察学生在实验中是否有独立思考，是否能够发现并纠正自己的错误，是否对实验有自己的见解和想法，而不仅仅是关注实验的最终结果。更进一步地说，教师应该鼓励学生在实验中犯错误，因为每一个错误都是学习的机会。当学生在实验中遇到问题或困惑时，教师应该给予指导和帮助，引导他们自己找到答案，培养他们的独立思考和问题解决能力。同时，对于那些敢于创新、勇于尝试的学生，教师应给予更多的鼓励和支持，让他们敢于将自己的想法付诸实践，培养他们的创新能力和实践能力。

结束语

趣味物理实验的设计秉持特定原则，为高中物理教学注入活力，深化学生对物理的理解与兴趣。本文详细探讨了实验在教学中的关键作用，强调其在培养学生兴趣、提高学习效率和锻炼物理思维方面的重要性。文章进一步阐释了多种应用方法，从创设教学情境到运用教学模型，每一个策略都致力于激发学生的积极性，鼓励他们探究与合作。通过创新评价方式，教师可以更有效地引导学生，使他们在趣味实验中深化对物理知识的探索。

参考文献

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[2]夏光辉.生活化教学“唤醒”高中物理课堂[J].数理天地（高中版），2023（2）：14-16.

[3]鞏延花，张锋.关于探究趣味物理实验在高中物理教学中的实践运用[J].科幻画报，2022（10）：112-114.

[4]白文成.浅谈趣味物理实验在高中物理教学中的应用[J].试题与研究，2022（22）：15-17.