趣味物理实验与制作课程的开设及其体会

曾义

摘 要：笔者开设的选修课“趣味物理实验与制作”具备三大亮点：一是激趣；二是创新；三是具有开放性。可以作为物理课的辅助与补充。

关键词：选修课；趣味物理实验；制作；创新能力

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）4-0058-2

1 课程提出的背景

新时代的中学物理教学，不仅要求学生全面掌握课本知识，更需要培养学生的逻辑思维和创新思维，提高学生的观察能力和实际操作能力。高考导向下的物理学科课程教学主要针对课本知识的传授，以学习知识、巩固知识为主，有一定局限性。为了辅助学科教学，丰富学生物理学科的知识，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，笔者在重庆南开中学开设了选修课“趣味物理实验与制作”。

“趣味物理实验与制作”作为学科教学的延伸应运而生，它立足于生活，展现物理规律，喜闻乐见，妙趣横生，产生了很好的课堂效果；它开放性强，自由度高，研究性学习，自助式开发，教学形式相对灵活，为教师和学生开辟了一片“自由天堂”；它的教学模式和教学内容少了许多应试教育的痕迹，与传统的课堂教学有所差异，使学生开阔视野，丰富知识，理论和实践能力得以全面提升，对学生学习大学课程，或者进一步探究物理，应用物理知识，都有很好的作用。

2 课程目标和内容的定位

本课程紧紧围绕中学课本知识，设计一些创造性实验和探究性实验进行教学。在教学活动中，我们以“趣”来激发学生的内在情感，使他们乐于主动投入，同时培养学生敏锐的观察能力，继而充分挖掘学生的内在潜力，加以科学想象，合理推演，提高学生的逻辑思维能力。课程演示或研究结束后，教师也可以进行适当拓展，让学生自主设计一些新型的实验或小制作。

下面以两个实验为例：

【实验一】 会自动翻滚的“小黄人”

如图1所示，在一内部呈药丸形的“小黄人”中装一小钢珠，然后放在一斜面上，放手后“小黄人”会自动从上端翻跟斗，一直会翻到下端。

在做实验之前，事先不让学生知道“小黄人”里面装有什么东西。实验一结束，学生就会产生好奇，急于想知道其运动原理。充分调动了学生的热情之后，让一学生再做一次，他们便会仔细观察，发挥想象力，积极思考，学生自然会有不同的答案。这时，老师再告诉其事实真相，解释其物理原理——重心和力矩作用。学生最后会感觉到这一原理非常简单，并没有超过他们的学科知识水平。学生明白原理后，再让他们自己去选不同的器材，设计相应实验，体会其中的乐趣，培养学生的思维及操作技能。

【实验二】 有趣的智能手机

用一钥匙尖去滑一智能手机，手机没有反应。然后用钥匙平面平行滑动智能手机，这时手机中的界面就像手去滑动一样动了起来。

通过手机实验：第一，学生根本没想到除手以外还可以操作手机；第二，让学生联想到平时用指甲滑动与用手指（或手掌）滑动手机的区别；第三，让学生进一步认识电容器。

从以上实验来看，体现了“简单”“有趣”，蕴含丰富的物理意义，紧贴教材。学生爱学、爱做，收获颇丰。寓教于乐，何乐而不为呢？

3 课程开设的形式

该课程以观察、设计、探究、实践为主，培养学生的逻辑思维、创造思维及实际操作能力。笔者采取的教学形式有：

（1）在教學活动中，通过实验观察，让学生思考，体会其中蕴含的物理意义，然后老师再解释、补充、完善其物理原理和规律，最后再抛出一些类似实验。这可使学生从浅层学习阶段上升到研究物理规律层面。比如：通过对水龙头下的水进行观察，发现水龙头震动时水流细线的长短将发生变化，于是可用塑料瓶制作微型地震仪。

（2）介绍实验原理或工作原理，让学生实验或制作。比如“通过介绍音乐贺卡电路工作原理，让学生为同学制作音乐贺卡；通过对水火箭的介绍，让学生制作水火箭进行比赛。

（3）抛出相应课题或让学生自己设计课题，制作相应成果。在课题选择当中，一般选取具有探索性或创造性的科技小制作。选择时可从以下两个方面考虑：一是研究的价值，即要有创新或应用价值；二是研究的可行性，即要考虑学生具备相应的知识、可取的环境和器材等因素。比如：讲电源时，通过水果电池实验，让学生查找资料，解释其原理，并制作其他能源电池。在一次教学中，学生用碱水、铜片和锌片制作了一个碱水电池。

当然，教学形式及学习模式并非按部就班，在教学及学习过程中可根据实际需要灵活调节。

4 课程开设的意义

选修课并不是一门独立的课程，它既可与中学物理教学紧密联系，又可丰富学生的课外物理知识，有助于学生更好地学好物理，提高学生的学科综合素养。

（1）丰富学科课程实验，进一步巩固学科课程的学习。在学科教学中，由于教学时间、内容及实验器材的限制，演示实验（数量少，器材是已加工的成品）也有所牵绊，其实验以辅助教学为主，主要是帮助完成课本教学。在选修课“趣味物理实验与制作”中，实验以课本以外为主，操作简单，现场制作，既突破了课本教学的局限，又能帮助学生巩固学科知识。比如：常规教学中讲力矩一般就举杆秤、撬铁轨等例。在选修课中，我们可引入蜡烛跷跷板、筷子开啤酒瓶等实验巩固力矩知识。再如：我们用一纸提千斤实验来掌握摩擦力的知识，用大气压压扁易拉罐来巩固大气压的知识。

（2）培养学生对学科课程的学习兴趣。兴趣是学生学习的最大动力。在选修课中，教师借助简单有趣的实验，紧密联系生活，使学生体会到物理学科中的奥妙，有利于激发他们学习课本知识的积极性。比如：我们可以用两偏振墨镜片来演示偏振现象，从而教会学生如何识别偏振墨镜。

（3）丰富学科课程教学内容。在学科教学中，有部分是高考删去或选学的内容，但这些内容都可作为学生对学科知识的扩展，有助于去解释一些生活常识。比如，伯努利方程可解释汽车高速行驶时行人不能靠得太近、气顶乒乓球、仙女撒花等现象；用重心与稳定平衡，可让学生懂得人走钢丝绳的道理，进一步可让学生思考如何将一个塑料瓶能平稳地放在一根杆上。诸如这些删去内容，都可放入“趣味物理实验与制作”教学之中。

（4）培养学生的观察能力、实际操作能力和学科综合能力。要学好物理，最基本的要求就是具有敏锐的观察能力。在“趣味物理实验与制作”中，由于教学的灵活性，教师可以抛出一些课题，或者让学生自行去设计、探究一些更有价值的实验或创新的科技成果，并亲自制作出来。通过这样的方式，可以培养学生将物理学科知识综合、甚至是与其他学科知识综合的能力，同时也在培养学生实际操作的能力。这不仅是对学生的一种训练、考验，更是一种挑战，也是培养未来科学家的一种有力措施。

参考文献：

[1]徐建平.引入趣味物理实验 培养学生能力[J].中学物理，2009（11）：17-18.

[2]方鸿辉，刘贵兴. 创造性实验[M].上海：上海科学普及出版社，1999.

（栏目编辑 王柏庐）