让趣味小实验“点燃”高中物理课堂

郭文发

(泉州师范学院附属鹏峰中学,福建 泉州 362300)

趣味小实验是物理实验的一个特殊的组成部分,具有简单、易操作、现象有趣等特点,能够满足学生的好奇心,调动学生的主观学习能动性,对于培养学生的求知欲和动手实践能力有积极作用.在高中物理教学中设计趣味小实验,能够让学生更好地掌握抽象物理知识,激发其探究物理的积极性.因此,教师应当把握物理教材中的抽象性知识,立足学生的实际学习需求与发展需要,设计形式新颖、内容多样的趣味小实验,在恰当的环节引入小实验,以营造积极的教学氛围,在“点燃”课堂的同时,改善物理实验教学质量.

1 高中物理小实验的价值

1.1 拓展知识教学途径

物理实验教学的优势在于创新教学形式,让学生在书本知识与既有经验的加持下,通过分析物理实验现象,更为直观地理解抽象理论知识,掌握更多的实践技能.开展高中物理小实验活动,能够有效拓展知识教学的途径,让学生通过做实验,建构物理概念、理解抽象现象,由此拓展教学途径,帮助学生更为直观地进行思考、学习、探究,提高物理教学效率[1].

1.2 激发物理学习兴趣

兴趣能够驱动学生学习物理知识,新颖、有趣的物理小实验,可以激发学生学习物理的兴趣.物理小实验具有简易、时间短、趣味性强等特点,能够顺应高中阶段学生的认知规律,让学生在观察或参与趣味实验的过程中,形成对物理知识的理性认识并产生学习兴趣,从而在兴趣的驱动下,进行自主探究与实践,切实提高物理实验教学效果.

1.3 培养思考动手能力

高中生具备独立思考与探究的能力,但仍需要教师在不同的实验环节进行提醒,方能顺利完成实验探究活动.在物理知识教学中应用趣味小实验,可以调动学生思考和动手探究的欲望,为培养学生思考和动手能力创造契机.教师围绕趣味小实验讲解物理知识,引导学生通过自主思考、实验,发现并解决物理问题,以强化学生的思维能力与动手实践能力,获得良好的物理教学效果.

2 利用趣味小实验“点燃”高中物理课堂的策略

2.1 分析生活现象,引入趣味实验

物理实验现象与生活之间具有密切的关联,通过分析生活现象,引入趣味小实验,能够“点燃”物理课堂,使学生了解学习物理知识的价值,能够从物理的角度来解读生活现象,由此实现学习进步的目标.高中物理教师要善于挖掘生活中的物理元素,运用有趣的生活现象来设计小实验,契合相关教学内容的同时,拉近物理学习与实际生活之间的距离,由此帮助学生突破物理学习难点,引导学生灵活运用所学物理知识解释生活现象[2].

比如,在讲解鲁科版(2019)高中物理《科学探究:弹力》部分内容的过程中,教师可以列举生活之中“捏橡皮泥、按压馒头”等生活现象,让学生理解物体和与它接触的另一物体产生力的作用,初步建构“弹力”概念.然后,教师要根据学生的实际生活经历,引入“琴弦的形变”小实验,要求学生通过拨弹“尤克里里”琴弦,观察琴弦的明显形变,由此入手分析生活现象,利用趣味实验让学生明白形变与弹力的关系.为了帮助学生建构弹性形变、范性形变、弹性限度等关键概念,教师可以借助“按压桌面、捏塑料瓶”趣味小实验,引导学生理解相关物理知识.最后,为了探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系,教师可以引导学生做“弹簧实验”,引用圆珠笔中的“小弹簧”,带领学生证明胡克定律,使之明白在一定的弹性限度之内,弹簧弹力F大小与弹簧伸长(或压缩)的长度x成正比,可用公式“F=kx”表示.学生通过做实验,理解胡克定律,能够运用相关公式求弹力,提升理论联系实际的能力,懂得物理在实际生活中的体现,明白学习物理的价值.

2.2 立足学生兴趣,设计趣味实验

高中生的兴趣爱好相对广泛,根据学生感兴趣的内容来设计趣味小实验,可以“点燃”物理课堂,激发学生学习物理知识和开展实验探究时兴趣,进而提升物理教学效果.因此,高中物理教师应当立足学生的实际兴趣爱好,设计趣味小实验,将物理知识学习和实验探究的难度控制在学生可接受的范围之内,使之能够自觉、主动参与实验探究与知识学习活动,获得良好的实验探究情感体验,为今后的学习与实验探究奠定良好基础[3].

比如,在讲解鲁科版(2019)高中物理《机械功》部分内容的过程中,本课要求学生认识斜面,懂得“斜面越长越省力”的道理,建构机械功的含义,掌握机械功的计算技巧.首先,教师要列举“滑轮购物篮”,引导学生分析问题“用一定的力在斜面上拉动购物篮时,拉力的方向与购物篮的位移方向存在一定夹角,此时的拉力对购物篮做功了吗?”由此引发学生对做功的思考;然后,教师要引出“机械功”的含义,讲解机械功的公式“W=Fs”与恒力做功的计算公式“W=Fscosα”,立足学生兴趣.再引用“弹力带负重跑”趣味小实验,呈现相关功的图像,让学生自行设计实验,探究机械功的计算方法.如此一来,学生的物理研究兴趣被激发,在参考教材和教师指引下,能够根据功的计算公式“W=Fscosα”,总结出所有外力对物体做的总功“W总=W1+W2+W3+… =F1scosα1+F2scosα2+F3scosα3+…”,即“W总=F合scosα”;最后,教师要引导学生做“斜面推物”趣味实验,让学生分析将重G=500 N的货物由下至上进行斜推,研究“斜面倾角α=37°,斜面长l=5 m,斜面与货物间的动摩擦因数μ=0.2,推力F=400 N”条件下,货物所受各力对其做的功,以及所有外力对其做的总功.学生在趣味实验中,能够将货物视为质点,绘制受力分析示意图,分析其位移“s=l=5 m”,推力F对货物做功“W1=Fs=400×5 J=2 000 J”,重力G对货物做功“W2=Gscos≥(90°+α)=-Gssinα=-500×5×0.6 J=-1 500 J”,支持力N对货物做功“W3=Nscos90°=0”,摩擦力f对货物做功“W4=fscos180°=(μGcosα)scos180°=-0.2×500×0.8×5 J=-400 J”,所有外力对货物做的总功“W总=(2 000-1 500+0-400)J=100 J”.通过分析实际问题,学生能够在趣味小实验中强化自我实践的能力,为下一步学习奠定良好的基础.

2.3 运用信息技术,指导趣味实验

在物理教学中运用信息技术手段呈现抽象的实验内容,可以直观揭示物理道理,降低抽象物理知识的理解难度,由此为下一步实验教学打好基础.高中物理教师应当科学运用信息技术手段,向学生展现肉眼难以观察到的物理现象,使学生对物理原理有更加深刻的理解,在此基础上指导学生进行趣味实验,“点燃”物理课堂,使学生能够在信息技术手段辅助下,找到解决物理学习问题的突破口,缓解畏难心理.

2.4 鼓励合作探究,升华趣味实验

小组合作探究是实验教学的全新形式,能够升华物理趣味小实验,培养学生良好的团队合作意识,促进学生深刻理解所学物理知识.高中物理教师应当在课前出示趣味小实验视频,引导学生在课上通过观看和分析视频中的趣味小实验,设计合作探究方案,鼓励学生进行合作探究,由此升华趣味实验,“点燃”物理课堂,让学生集思广益,通过合作探究来加深对物理知识的学习印象,进一步感受物理实验的魅力.

综上所述,在高中物理教学中设计不同的小实验,可以有效拓展物理知识教学途径,激发高中生的物理知识学习和实验探究兴趣,培养其优秀的思考能力与动手能力,由此促进教学质量提升.高中物理教师从实际生活现象入手,带领学生通过分析、研究、解决问题,使学生产生物理探究兴趣.同时,教师运用信息技术手段,科学指导学生进行实验操作,鼓励学生通过合作探究,掌握物理知识学习技巧,学会将理论知识应用到实践中,由此升华趣味实验,取得良好的教学效果,提高物理教学质量.