“妙”用玩具进行中学科学课堂教学的尝试

文 严建平 李志方

“妙”用玩具进行中学科学课堂教学的尝试

文 严建平 李志方

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”。与生俱来的好奇心吸引着人们不断探索、发现、体验。“从生活到科学，从科学到生活”，把科学和生活紧密地联系在一起。如果能让学生“玩”进科学世界，“玩”出科学规律，“玩”出学习方法，“玩”出技能和智慧，从而激发产生探求科学新知的强烈愿望，这对提高科学教学质量无疑是一种巨大的帮助。

一、“妙”具激趣 精彩引入

情景1

在上“磁场”这一课时，教师精彩巧妙地引入一个“黑白磁悬浮”玩具。此玩具在没有其他任何外力参与的情况下，黑白符可以自行运转（如图1所示），它可以悬在凹槽之上，即使停着的时候，它也是悬着的（如图2所示）。

图1

图2

小玩具的展示，使学生的情绪一下子高涨起来，好奇心也被充分调动起来；为什么会悬在上面呢？好多学生在下面猜测，是不是装了电池？有的说可能是异名磁极相吸，有的说可能是同名磁极相排斥，捉摸不透。在课的最后当教师把玩具拆开，让学生观察其里面的结构：黑白符里面是两块圆形磁铁（如图3所示），底座是4块三角形磁铁（如图4所示），黑白符左一圆形磁铁靠底座前两块磁铁给的合排斥力F1、挡板给的支持力F2、自身重力G三力平衡而悬在空中（如图5所示）。黑白符右一圆形磁铁受力类似。学生恍然大悟，兴奋不已，原来物理离我们并不遥远。

图3

图4

图5

情景2

在讲授“力的分解”这一课时，教师展示了肯德基送给小朋友的一种玩具——塑料小鸡上拴着一根线，线的另一端固定一塑料球，将小鸡放在平整的桌面上，小球垂下，在线的拉动下，小鸡蹒跚前行，当学生以为小鸡快要掉下去伸手去接时，它却每次都能在桌边停下，悬崖勒马，化险为夷（如图6所示）。为什么不掉下来呢？有的学生说看到线的倾斜度在变化，有的学生说鸡到桌边时肯定里面有东西把线卡住了。拆开装置，里面部件示意图如图6所示，其实物理原理是：小鸡越靠近桌边，拉力与水平面的夹角越小，拉力的水平分力就越来越大了。

图6

古希腊教育家亚里士多德讲过一段名言：“思维自惊奇和疑问开始”。让学生在课堂上产生疑问并积极地思考，探其究竟，这是有效提高课堂教学质量的前提。

二、“妙”具激趣 突破重、难点

评价一节课的优劣，特别要看本节课的重难点是否被突破。教师只有把握重点、突破难点，才会扫除学生学习上的障碍，解除困惑，增强信念，从而达到提高教学质量的目的。

情景3

高一新课程“牛顿第三定律”相关内容的教学重点是探讨物体间的“作用力与反作用力”的特点。“作用力与反作用力”同时存在、同时消失，为了化解这一教学重难点，教师安排了一个演示实验——利用玩具车与木板的相互作用，把“作用力与反作用力”同时存在、同时消失的关系生动、有趣地展示出来（如图7所示）。

图7

教师演示：先将遥控玩具车举在空中，按下启动按钮，发现两个后轮顺时针转动，而前轮不动，再把车放置于木板上，请学生观察现象。

现象：玩具车向前运动，而木板向后运动。

师生共同讨论：为何玩具车向前运动，而木板向后运动？

通过这一实验的演示不但化解了教学难点，突破了重点，增强了学生对“作用力与反作用力”的感性认识。而且，更重要的是增强了学生对学习物理的兴趣，这是提高课堂教学质量的关键，一堂课的高潮和精髓就在于此。

三、“妙”具激趣 体验课后探究

用玩具做实验，学生会感到亲切自然，并能体会到物理学与生活的密切关系，减轻学生对物理的神秘感和恐惧心理，进而激发他们探究物理世界的积极性和主动性。在观察实验时，他们好奇的不再是器材的本身，而是使注意力集中在这些玩具究竟能呈现什么物理现象、揭示什么物理规律上，使观察有目的性，研究有探索性。

在讲授“磁场”一课时，教师布置学生一作业：探究磁悬浮飞碟原理。按照说明书步骤，教师先给学生演示玩法（如图8所示）。

图8

（1）将底盘放在水平且平稳的台面上，将透明托板放在底盘上面，对准两者中心位置。

（2）用一只手的拇指和食指紧握飞碟的旋转手柄，将飞碟的下端轻压在透明板的中心位置，用力旋转飞碟手柄，使飞碟在透明板的中心位置稳定快速地旋转。

（3）飞碟达到稳定快速旋转以后，用双手缓慢地将透明板住上提升，使飞碟慢慢地离开底盘，当透明板达到一个适当的高度时，飞碟就会自动脱离透明板悬在空中旋转，这时就可以将透明板移走。

（4）飞碟的重量是可以调节的，操作过程中，若重量调节不当，飞碟就难以在上空稳定旋转，例如飞碟的重量太轻时，在透明板住上提升的过程中，飞碟会很快地弹离透明板。飞碟的重量偏重时，在透明板往上提升的过程中，飞碟会在透明板上旋转打滑，无法自动脱离透明板而达到稳定的悬浮状态。因此每次调节飞碟的重量时，要利用大、小2种规格的铜质（或不锈钢材料）配重片和大、中、小3种规格的塑料配重片，经巧妙组合达到使飞碟重量和磁场排斥力相等。

（5）当飞碟偏离方向时，应该调节底盘的角度，飞碟往哪个方向偏离就用三角形角度调节板往这个方向适当垫高底盘。

教师演示完后，给学生提供了4个磁悬浮飞碟，每组一个，让学生自行探究其物理原理，也可拆开观察其里面的结构。过了几天，有几个组非常主动地把这个作业交上来了。通过观察、查资料、讨论、探究后，学生总结如下。

观察其结构：原来飞碟本身也是一块磁铁，底座里面有一块圆形磁铁，通过查资料和分析得出其物理原理是：飞碟悬浮时，在悬浮点，飞碟受重力G和受底盘给的磁场力F，两力平衡，合力为零（与黑白磁悬浮原理类似）。飞碟悬浮点所受磁场力F为定值，G的大小通过调整片相应增减，使G＝G1＋G2（G1为飞碟自重，G2为重力调整片重量）。其他还涉及空气涡流阻力，能量守恒原理，地球磁场，万有引力，陀螺定轴性原理等。

夸美纽斯说：“兴趣是创造一个欢乐光明的教学途径之一。”在探究过程中，学生真正体会到“科技造福人类，知识改变命运”的含义。

四、“妙”具激趣 培养学生的创新意识和能力

有了探究意识，他们才会去创新。创新的本质是不做复制者，因而单纯的模仿不是创新，令人生厌的重复会造成原创力的逐渐降低。当然，作为高中生一下子要站在创新的舞台上大显身手，不太现实，但是培养他们的创新意识和能力还是非常有必要的。经过一段时间的玩具教学的培养，有许多学生利用空余时间用家里的废旧物品，自制了很多物品，并能讲解他的创作意图，从中选出的航空母舰、爵士鼓、水节能器、太阳能自动关水器等，都很有创意（如图9所示）。

图9

五、结束语

课堂上如果教师以玩具巧妙导入，以趣激之，学生则乐在开头；创设情境，点缀趣味，学生则乐在其中；引导探索、由浅入深、由简到繁、循序渐进，学生则乐在其后。经过一个学期的玩具教学，学生普遍对物理产生了浓厚的兴趣，他们的探究能力和创新能力也有了明显提高。教学实践使我们真正体会到，如果我们能经常利用玩具进行教学，相信我们的科学课堂将会是更加生机勃勃，学生一定乐在其中。

［1］ 金小英.玩玩具学物理很好玩［N］.浙江中新报，2009-3-2.

［2］ 林崇德.发展心理学［M］.北京：人民教育出版社，1995.

［3］ 聂北茵.创新的本质是什么：关于创新能力的对话［N］.中国青年报.2013-2-7

作者信息

严建平，本科，中教一级，学科组长。浙江省安吉经济开发区丰食溪中学，313300

李志方，本科，副研究员，主任。浙江省安吉县教育装备中心，313300