巧用神奇物理实验导入新课

余水斌

摘   要：神奇的物理实验能激发学生的学习兴趣和学习动力，还能引导学生通过实践积极探索物理规律，掌握物理知识。对学生的发散思维和创新能力的培养起着重要作用。

关键词：神奇；创新；探索；培养兴趣

引言

爱因斯坦说过：“兴趣是学好物理最好的老师”，而神奇的实验是提高学生兴趣最好的方法，是在直观教学的基础上进行思维加工的过程。特别是当前从应试教育逐步转变到素质教育的过程中，更要注意培养学生动手、动脑的能力，同时还要培养学生的观察问题、分析问题、解决问题和不断创新的能力，而这些能力的培养只靠教师的讲解或是简单的实验是很难完成任务的。神奇的物理实验更能吸引学生参与物理问题的探究，能让学生在轻松、自然探究过程中，高效地锻炼各种能力。

1  神奇的物理实验现象能快速地震撼学生，快速提升感性思维

出奇不意的物理实验能快速地震撼学生，能有效地吸引学生，引导学生积极思考问题，使学生快速进入学习的状态中。出奇的物理实验现象使沉闷的课堂变的既生动活泼又行云流水，真是其乐无穷。

例如在公开课“动量定理”教学中采用一个非常神奇的实验来引入新课。事先准备好一个铝制的脸盆，一个陶瓷制的脸盆，把它们倒扣在讲台上面，一个完好的白炽灯泡。如图1所示，教师高举白炽灯泡，并用白炽灯的玻璃面用力砸向桌面的铝制脸盆面上。这时所有学生都不敢发出声音，并睁大了双眼，都认为白炽灯泡会发生爆炸，只听非常大的“砰”的一声， “坚固”的是白炽灯泡并没有破碎。此时学生都觉得这是匪夷所思的事情，特别好奇为什么不会破碎。紧接着，教师又拿起那只白炽灯泡举到同样高度，用同样的力砸向桌面的陶瓷脸盆，只听到“砰”的一声，白炽灯泡瞬间破裂成无数片小玻璃。所有学生都被这现象震惊了，目光瞬间全被吸引过来了，眼神中迫切的想知道为什么会出现两种不同的现象？这时教师顺理成章地往下引导，要想知道这神奇的现象的原因，学了本节课“动量定理”就会明白上面的原因了。可见，一个好的开端是一堂课成功的关键，也是使学生能快速进入学习的状态中的关键。

2  通过神奇的实验设计能激发学生学习动机、激发创新思维

由于大部分概念和规律较为抽象，理论性强，不容易理解，造成学生对物理学习的兴趣大减。若教师通过创设神奇的实验或自制一些有趣的实验，这些实验的选材可以是来自实验室，也可以来自平时生活中，把这些有神奇功能的实验引入课堂，能有效地吸引了學生的注意力，同时极大地激发了学生的兴趣和求知欲。

如讲到自感现象的应用：日光灯的工作原理时，让学生亲自按电路图进行日光灯的组装实验，同时介绍每个器材的作用，特别是启动器的作用，随后通电启动日光灯并让学生观察启动器状态，发现启动器在工作时会发出辉光并伴随着闪烁。紧接着教师提出问题：不用启动器能不能点亮日光灯？这时所有学生都非常肯定回答“不能”。随后教师把启动器取出，用两根导线引出，为了激发学生的兴趣，教师可以请一个胆子较大的学生来代替教师操作。让学生的两只手分别抓住两根导线的绝缘部分，然后把两根导线短接后再迅速放开，这时”奇迹”出现了，日光灯居然也被点亮了。“好神奇啊！”“这也行！”这一现象让学生觉得太神奇，太不可思议了，继而学生生成强烈的好奇心，对日光灯的工作原理的学习产生浓厚的兴趣，后面的教学就顺理成章了。

再如在引入电荷概念时，教师可设计这样一个实验。先让一个长发女生站在绝缘体上，一只手放在感应起电机上，通过感应起电机让该生带电，一会儿学生会观察到她的头发会竖起来，是名副其实的“怒发冲冠”的现象。看这个有趣而奇怪的现象，学生沸腾了，“来电了！”由此学生对电学现象产生了好奇心，为后续电学现象及规律的学习做好铺垫。

3  神奇的实验教学能引导学生积极探索，掌握物理新知识

物理教学不应当仅仅着眼于让学生被动地接受知识，而应当是教师带领学生在探索物理现象和规律的过程中，既学到知识，又获得求知的方法。因此，神奇的物理实验是探索物理问题最适宜的环境，而实验的方法是探索物理知识的重要手段。

如在研究“向心力的实例分析”中的汽车转弯时，学生对急转弯时路面为什么要修成内低外高的做法很难理解过来。为此，设计这样一个分组实验，让所有学生都能参与。每个学生手捧一本书，书水平放置，其上放一小木块，接着捧着书绕着自己转一圈，小木块也绕着自己做圆周运动中，由于提供小木块做圆周运动的向心力是摩擦力，而摩擦力太小，所以小木块做离心运动而滑落了，如图2所示。第二次让学生把书倾斜一个角度，让学生猜想会发生什么现象，以同样的转速再转一圈，这时“神奇的现象”出现了，小木块居然没有滑落，如图3所示。所有学生的兴趣来了，教师马上提出问题，学生分组讨论，提出合理的解释。并很快能得出正确的结论，前者是仅由摩擦力提供向心力太小，后者是由重力、支持力和摩擦力（可能有，可能无，为什么？）的合力提供向心力更大，能以较大的速度转弯而不打滑。接着导入汽车转弯时，路面修成内低外高的原理。

4  神奇的实验教学能促进学生的实践活动，培养学生的创新能力

在中学物理教学中，学生的实验操作往往要进行手脑并用的实践活动，在实践中以可以培养学生的创新能力。但在实际教学的实践活动中，学生参与度不高，往往是在教师的催促下被动地参与，这样收效较微。为了吸引学生注意力，培养学生能主动地参与活动，教师应多设计一些神奇而有趣的实验来吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，让他们有想参与活动的愿望。然后进一步引导学生从不同角度、不同方法、不同途径去探究物理规律，这对培养学生的应变能力起到重要作用。

例如，在探究“电磁阻尼与电磁驱动”这个问题时，设计了这样一个神奇的实验，准备好三根长20 cm、外径20 mm、内径18 mm的圆柱管，材质分别是塑料、合金和铜，一粒直径约15 mm球形超强磁铁。如图4所示。首先让磁铁接触这三根不同材料的圆柱管，不会被吸引。接着让这粒超强磁铁依次穿过塑料管、合金管、铜管。通过观察发现超强磁铁穿过塑料管最快，其次是合金管，铜管最慢达13 s，这些现象完全颠覆了学生的认知，磁铁不吸引铜，而为什么磁铁穿过铜管确受到强有力的阻碍？这时所有学生都愕然，也瞬间懵了，立马激起了兴趣。紧接着教师顺势让学生进行思考与讨论，要使实验现象更明显，本实验还能怎样改进？课后学生对本实验进行了改进，把三根圆柱管放在斜面上操作，现象更明显，磁铁穿过铜管长达20 s。

在“探究电磁驱动”问题时设计这样一个实验，如图5，让圆形铝盘放在针式底座上，并能灵活转动，然后让一根柱形超强磁铁靠近它，让磁铁在铝盘上方附近转动，随后，铝盘也跟着转动起来了。同样，磁铁不会吸引铝材质，那为什么铝盘会转动起来，到底是什么力驱动铝盘？带着疑问，进入新概念的教学，到此本节课的引入环节在这两个神奇的实验中高效完成。同时教师还可以布置课后拓展实验探究，并提出问题，上面的实验能否进一步的优化或改进，能否想出更多的方案验证电磁阻尼与电磁驱动的存在。学生带着任务进行重新设计。

学生还设计出许多妙趣横生的实验：（1）如强磁铁穿过铜管这个实验中，把磁铁换成没有磁性的小球穿过铜管是否还会受到阻碍作用，或者把闭合的铜管换成不闭合的铜管是否有阻力作用。（2）学生利用一根铜导线制成如图6实验装置：一端是闭合圆铜环，一端是不闭合圆铜环，让强磁铁分别穿过这两个圆环，发现磁铁穿过闭合圆环时有受到阻碍作用，而磁铁穿过不闭合圆环时没有受到阻碍作用，等等。这些实验都能很好地驗证“电磁阻尼与电磁驱动”现象。通过课后学生实验设计的拓展活动，既扩大了知识的信息量，让学生热爱观察生活、观察各种现象，增强了学生学习物理的兴趣和自信心，又锻炼学生的发散思维。

5  神奇的实验教学能开拓发散思维，促使学生积极猜想

神奇的实验教学是开拓学生发散思维的一种有效方式。“操作与思维”是互不可分的，是相辅相成的，操作是所学知识的应用和消化，思维过程是学生的理论学习的重要过程。但操作和思维这两个过程同时进行有一定的难度，学生往往较为被动地进行。这时教师通过设计一些神奇而有趣的实验，它能快速地吸引学生的注意，积极主动参与操作和思维的过程。同时鼓励学生质疑，积极猜想，帮助学生以乐观严谨的状态参与教师的课堂教学中，使之轻松而有效地获取知识，培养能力。

如在“研究光的干涉条纹的间距跟哪些因素有关系”的教学中做如下的实验设计，以增强实验的神奇性。教师事先利用光的干涉仪器，以白强光做光源通过双缝干涉调好干涉现象的图样“黑白相间的等间距的彩色条纹”，并以天花板作为光屏投到天花板上，非常美丽壮观，这样所有学生都能看到。然后关闭电源备用，需要时只要打开电源就可以。

上课前教师要先拉上遮光窗帘，关闭电灯，至使教室光线较暗，这样有利于光的干涉条纹的观察，准备工作做好以后。教师提出问题，光的干涉条纹很美丽，那么到底有多美丽，接下来我们通过一个神奇的光的实验来观察一下。借用刘谦的一句话：“大家不眨眼睛，鉴证奇迹的时刻开始了”。接着教师把事先准备好的电源开关打开，瞬间教室的天花板上出现了黑白相间的等间距的绚丽多彩的彩色的条纹，非常美丽壮观吸引眼球，这时全班学生都被这美丽壮观景象吸引住了，震撼到了。学生立马精神倍增，且目光中流露出对本节知识有强烈的求知欲。

接着教师马上提出本节课要探讨的问题：光的干涉现象这么美丽动人，那么光的干涉条纹间距跟哪些因素有关系呢？并引导学生联系课本知识和生活经验进行猜想。这时学生沸腾了，都在积极思考，并踊跃发言，提出自己的猜想，然后教师把学生的猜想逐一罗列在黑板上：如①可能与双缝间的距离的大小有关；②可能与双缝到光屏间距离有关；③可能与光的波长大小有关;④可能与单缝到双缝间的距离有关。接下来教师引导学生进行研究探讨，要探究象这样一个物理量与多个物理量有关系时，应采用控制变量的实验方法。记录实验数据，通过分析处理实验数据，推理、概括，不难归纳出“猜想”①、②、③正确，“猜想” ④错误[ 1 ]。至此，通过神奇的物理实验引入，能有效地吸引学生的注意力，激发学生的兴趣。然后学生通过猜想、实验、验证，从而抽象出物理规律，一气呵成，完美成功地完成本节课的教学任务，同时还能有效地开拓学生的发散思维能力，促使学生由感性认识深化为理性认识。

6  结束语

神奇的实验能轻松地、自然地、巧妙地、高效地导入新课教学，同时又能培养学生的各种思维能力：包括培养学生的创新精神、培养学生实事求是、尊重事实的科学态度、培养学生的学习兴趣能力[ 2 ]。神奇的实验教学能引起学生的兴趣 ，激发学习动机。能引导学生积极探索，掌握物理知识。因此，在物理教学中，要认真做实验，包括演示和分组实验，要尽可能创新实验，包括自制器材，因地制宜，就地取材等，充分发挥实验的功效.。

参考文献：

［1］ 龙红梅，余勇.如何提高物理课堂演示实验的成效[J].湖南中学物理，2019（8）：58-59.

［2］ 王兵.浅论实验在化学教学中的作用[J].考试周刊，2014（37）：146.