物理趣味實(shí)驗(yàn)開發(fā)奇妙的物理實(shí)驗(yàn)資源

1、物理趣味實(shí)驗(yàn)開發(fā)奇妙的物理實(shí)驗(yàn)資源初中物理新教材中的很多教學(xué)內(nèi)容，都是要通過“科學(xué)探究”活動(dòng)來學(xué)習(xí)的，學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究過程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，掌握科學(xué)方法、感悟物理知識(shí)，從而形成良好的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀。然而，目前多數(shù)初中校尤其是農(nóng)村校的實(shí)驗(yàn)器材與新教材還不能完全配套，實(shí)驗(yàn)室的有限器材不能滿足新課程的需要。因此，倡導(dǎo)利用身邊隨手可得的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，既可以解決或緩解實(shí)驗(yàn)器材不足的問題，又可以拉近物理學(xué)和生活的距離，使學(xué)生真切地感受科學(xué)和日常生活的密切聯(lián)系，這對(duì)課程改革具有重要意義。本文將介紹筆者在過往的教學(xué)實(shí)踐中，帶動(dòng)學(xué)生巧利用生活用品精心研制、構(gòu)思巧妙的物理教具和學(xué)具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的案

2、例，從中探討實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)與利用的方法和途徑。一、最簡(jiǎn)單的抽水機(jī)實(shí)驗(yàn)素材無時(shí)不有，無處不在，只要我們處處留心、善于發(fā)現(xiàn)，日常生活中很多信手拈來的物品，都可以成為我們開發(fā)實(shí)驗(yàn)的好資源。有一次我患重感冒，躺在病床上，當(dāng)我看到護(hù)土拿著一支注射器和打吊針用的一次性塑料軟管走過來時(shí)，我突發(fā)其想：要是能利用這些材料制作一件物理教具就好了，我苦思冥想了兩天，結(jié)果出院時(shí)誕生了一件獲得省二等獎(jiǎng)的教具。如圖1，將打吊針用的一次性塑料軟管較粗的那兩段剪下來（在圖中標(biāo)注為A和B），A兩端各有一個(gè)口，上端口是出水口，下端口是進(jìn)水口，B上端有現(xiàn)成的兩個(gè)口，下端有一個(gè)口。將B上端的一個(gè)口與A下端進(jìn)水口連接，另一個(gè)口與注射器相

3、連接，再將B下端進(jìn)水口放入水中，并事先分別在AB內(nèi)放進(jìn)一顆小鋼珠，這樣就做成了一只最簡(jiǎn)單的活塞式抽水機(jī)。反復(fù)抽動(dòng)注射器的活塞，水就會(huì)從A出水口中源源不斷地流出來。因AB都是透明的，學(xué)生可以很清楚地看到抽水過程中軟管內(nèi)小鋼珠的運(yùn)動(dòng)情況（即活塞閥門的開閉情況）。由這件教具的制作材料，筆者明白了一個(gè)道理：我們身邊可以用來做實(shí)驗(yàn)的物品比比皆是，可以利用的實(shí)驗(yàn)資源十分豐富，我們?nèi)鄙俚牟⒉皇琴Y源，而是發(fā)現(xiàn)資源的慧眼和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的智慧。盡管實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)的途徑、開發(fā)的方法多種多樣，但最具價(jià)值的還應(yīng)該是有創(chuàng)新的意識(shí)和思想。二、十分神奇的光學(xué)儀器身邊司空見慣的物品搖身一變，可以演變出趣味無窮的科學(xué)實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)紙筒魔術(shù)

4、般地組合，可以制成照相機(jī)、幻燈機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等模型，并能生動(dòng)地揭示這4種光學(xué)儀器的原理。1照相機(jī)。如圖2，事先發(fā)給學(xué)生一只凸透鏡（也可用放大鏡或遠(yuǎn)視眼鏡片代替），讓他們準(zhǔn)備兩本16開的雜志，卷成兩個(gè)大小不同的空心圓筒，在較小圓筒的一個(gè)端口蒙上一塊半透明的塑料薄膜，在較大圓筒的一端口用膠紙固定上凸透鏡，使小筒蒙有塑料薄膜的一端的能自如地套進(jìn)大筒里，這樣就制成了照相機(jī)。上課時(shí)，讓學(xué)生把上述裝置帶來，用大筒上的凸透鏡對(duì)準(zhǔn)教室里或窗外的明亮景物，前后移動(dòng)小筒，使像距發(fā)生改變，這時(shí)，學(xué)生就可以觀察遠(yuǎn)近不同的景物，并且可以在小筒塑料薄膜上得到一幅清晰的彩色圖像。此處，“要使圖像放大或縮小時(shí)，相機(jī)應(yīng)靠近

5、或遠(yuǎn)離景物？”“暗箱應(yīng)拉長(zhǎng)或縮短？”這些歷來教學(xué)中的難點(diǎn)，可在學(xué)生親自動(dòng)手操作、觀察中被輕松突破，親身感受所學(xué)得的物理知識(shí)，比用任何語(yǔ)言描述都更生動(dòng)可信和印象深刻。2幻燈機(jī)。上述裝置，還能被巧妙地改裝成幻燈機(jī)：只要將小筒上半透明的塑料薄膜換成透明的塑料紙，并在塑料紙上畫上景物（或直接換成印有圖案的透明塑料包裝紙，其實(shí)這就是現(xiàn)成的幻燈片）。用手電筒去照小筒開口端，則可在白墻上或在豎直放置書本的封底中出現(xiàn)一幅放大的彩色的景物像。同樣， “要使像放大或縮小該怎么辦？”“幻燈片為什么應(yīng)倒插”等問題，學(xué)生在觀察中很容易掌握，學(xué)生在玩中學(xué)到了物理知識(shí)。3望遠(yuǎn)鏡。在上述幻燈機(jī)裝置中，學(xué)生只要將小筒上的塑料紙

6、換成焦距比大筒上凸透鏡（物鏡）焦距短的凸透鏡（當(dāng)目鏡用），便能改裝成望遠(yuǎn)鏡，通過前后移動(dòng)小筒在大筒里的位置，可以看到遠(yuǎn)處的物體明顯變近。4顯微鏡。將上述望遠(yuǎn)鏡裝置中的目鏡與物鏡位置調(diào)換，即可當(dāng)顯微鏡用。多數(shù)初中校的實(shí)驗(yàn)室中沒有“正規(guī)”的演示照相機(jī)、幻燈機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡原理的模型，也就談不上讓全班學(xué)生親自操作、觀察和理解上述教學(xué)難點(diǎn)，而利用兩個(gè)紙筒組合成的模型卻能做到這一點(diǎn)。利用上述日常用品做實(shí)驗(yàn)，還有以下優(yōu)點(diǎn)：首先能減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，因?yàn)榧幢闶菞l件較好的城市學(xué)校，教師也不可能做到每一節(jié)課的課前都為學(xué)生準(zhǔn)備人人動(dòng)手的教具。其次，學(xué)生課外也可以利用自制的學(xué)具反復(fù)動(dòng)手操作，而不必?fù)?dān)心損壞儀器，這

7、樣他們能夠充分地動(dòng)手、動(dòng)腦，觀察物理現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展的全過程，反復(fù)品味其中的物理原理。因此筆者認(rèn)為，因陋就簡(jiǎn)做實(shí)驗(yàn)是利用“正規(guī)”儀器做實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充和延伸，對(duì)條件較好的學(xué)校也同樣適宜，具有很強(qiáng)的生命力。三、趣味橫生的靜電實(shí)驗(yàn)靜電實(shí)驗(yàn)歷來很難做成功，如何巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、尋找容易帶電材料，是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。1靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)。如圖3，取一根用過的圓珠筆芯，取下銅筆頭，將殘留的筆油洗凈，用鉗子把筆芯的正中央部分夾扁，在夾扁的部位扎個(gè)小孔，讓銅筆頭尖端恰好能插緊小孔，另取一根縫衣針，將有針眼一端固定在軟木塞上（熱水瓶塞），針尖朝上，將固定在圓珠筆芯上的銅筆頭套針尖上，使它能在針尖上靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。由于上述裝置中針尖恰

8、好頂在銅筆頭的小圓珠上，所以轉(zhuǎn)動(dòng)十分靈活。讓學(xué)生用普通紙去摩擦支架上圓珠筆芯的一端使之帶電，另取一根不帶電的圓珠筆芯（或其他不帶電的物體）去靠近支架上筆芯的帶電端，會(huì)看到它們將立即吸住，這就是奇妙的靜電感應(yīng)現(xiàn)象，十分有趣。2電荷相互作用實(shí)驗(yàn)。將兩根筆芯用紙摩擦，一根筆芯架在上述針尖上的銅筆頭中，另一根拿在手上，讓它們帶電端相互靠近，這時(shí)針尖上的筆芯就會(huì)被手中的筆芯推開，調(diào)換兩根筆芯的位置，可以得到同樣的結(jié)果，說明它們之間的作用是相互的。3同種電荷相互排斥實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生取一段長(zhǎng)20厘米的普通塑料包扎繩（包扎教材用的），在一端打個(gè)結(jié)，從另一端往打結(jié)端方向用手反復(fù)撕成許多條細(xì)塑料絲，然后將這束塑料絲平

9、鋪在桌面上，用手指使勁摩擦塑料絲（這是迅速帶電的摩擦竅門），待手指發(fā)熱時(shí)，提起塑料絲的打結(jié)端，這時(shí)可以驚奇地看到塑料絲像“著魔”似地自動(dòng)散開，這個(gè)實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地說明了“同種電荷相互排斥”。4不同物體摩擦后帶異種電荷實(shí)驗(yàn)。就利用上述這么一條隨手可得的塑料包扎繩，還可以生動(dòng)地說明兩個(gè)不同物體摩擦后帶的是異種電荷，而這一點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室的儀器沒辦法做到的：用學(xué)生有機(jī)塑料尺或三角板去跟裝食品用的普通薄塑料袋摩擦，讓帶電塑料尺靠近上述帶電塑料絲，會(huì)看到散開的塑料絲立刻緊抱塑料尺，而用上述帶電薄塑料袋去靠近上述塑料絲，卻會(huì)看到帶電散開的塑料絲散得更開，不肯與塑料袋接觸，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以形象地說明：有機(jī)塑料尺與塑料袋這兩

10、個(gè)不同物體摩擦后，帶的是異種電荷。若用實(shí)驗(yàn)室的綢子與玻璃棒摩擦后，綢子上的電荷將馬上消失，而這里用塑料袋代替綢子，用有機(jī)塑料尺代替玻璃棒，電荷都可以長(zhǎng)時(shí)間保留，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分明顯?？梢?，一條普普通通的包扎繩，有了一個(gè)小小的創(chuàng)意，就能輕而易舉地解決教學(xué)中的一個(gè)大難題。這種利用隨手可得的廢棄學(xué)習(xí)用品、身邊之物，精心設(shè)計(jì)的具有趣味性的實(shí)驗(yàn)極具創(chuàng)意：第一，利用一個(gè)并不起眼的小小銅筆頭巧妙設(shè)計(jì)的靈敏支架裝置和精心選擇的極易帶電的實(shí)驗(yàn)材料，使得本來較難的實(shí)驗(yàn)?zāi)茌p易地做成；第二，類似簡(jiǎn)單、方便、切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供了更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，使得人人動(dòng)手做隨堂實(shí)驗(yàn)成為了可能，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣、培養(yǎng)學(xué)生

11、的創(chuàng)造思維能力創(chuàng)造了有利的條件。四、靈敏多用的小磁針在日常生活中，我們身邊可以用來做實(shí)驗(yàn)的物品比比皆是，大到電冰箱、小到圓珠筆芯、縫衣針，都是可以利用的實(shí)驗(yàn)資源，這些物品通過巧妙的設(shè)計(jì)，就能發(fā)揮生活用品的實(shí)驗(yàn)功能，啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。如圖4，受到上述靈敏支架裝置的啟發(fā)，還是利用上述小小的銅筆頭和圓珠筆芯，我與學(xué)生一起發(fā)明了一根靈敏多用的小磁針：將圓珠筆芯銅筆頭的筆油洗凈，剪取一段1厘米長(zhǎng)的圓珠筆芯套在筆頭尖上，將一支磁化的縫衣針用火烤熱后，橫穿過上述圓珠筆芯的頂部，另取一根縫衣針，把有針眼的一端固定在軟木塞（或泡沫塑料）上 ，將銅筆頭套在針尖上，這就制成了一根極其靈敏的

12、小磁針。有了它，學(xué)生就可以動(dòng)手做以下一系列實(shí)驗(yàn)： 1指南針。在教科書、參考書上介紹的指南針制作方法很多，但我覺得利用這種方法制作的指南針最簡(jiǎn)單、最靈敏，用手撥動(dòng)小磁針，靜止后，一端立即指向南，另一端立即指向北。2磁極間相互作用實(shí)驗(yàn)。取一根磁化的縫衣針，將其兩端分別與上述小磁針的一端靠近，可以看到相互吸引或排斥的現(xiàn)象。3奧斯特實(shí)驗(yàn)。由于上述小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)十分靈敏，學(xué)生用一段舊干電池就可以做奧斯特實(shí)驗(yàn)。4判斷螺線管的極性實(shí)驗(yàn)。如圖5所示的螺線管，是用學(xué)生作業(yè)本卷成圓筒在其上面環(huán)繞導(dǎo)線制成，讓自制的通電螺線管兩端分別與上述小磁針靠近，學(xué)生根據(jù)相吸或相斥，就可以判斷螺線管的兩個(gè)磁極的極性，從而在操作中熟練

13、地掌握右手定則。5判斷螺線管的磁性強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生分別用不同匝數(shù)及在管中間插入鐵釘?shù)纳鲜鐾娐菥€管，與上述小磁針靠近，根椐相互作用力的大小，可以探究螺線管的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)。這是一個(gè)頗具創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其突出的特點(diǎn)在于利用身邊的物品縫衣針、圓珠筆芯和導(dǎo)線，制作了這根十分靈敏的簡(jiǎn)易小磁針和螺線管。制作方法極其簡(jiǎn)單，每一位學(xué)生都可以自制，而且一物多用，一套裝置組合起來，可以解決磁現(xiàn)象和電流磁場(chǎng)中這部分教學(xué)內(nèi)容中的一系列問題，很多節(jié)課學(xué)生上課時(shí)都可以帶來親自動(dòng)手做隨堂實(shí)驗(yàn)。所以，并不是所有的物理實(shí)驗(yàn)都需要專門的實(shí)驗(yàn)儀器來完成，我們身邊的許多日常生活用品也能很好完成隨堂實(shí)驗(yàn)，而且也能達(dá)到十分滿

14、意的效果。五、精彩絕倫的光學(xué)實(shí)驗(yàn)一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)除了器材上的合理應(yīng)用以外，還應(yīng)該包含精彩的實(shí)驗(yàn)方法，不僅要能夠釋疑解難，而且要能夠透過具體的實(shí)驗(yàn)給人以解決其他問題所需的智慧方法的啟迪，下面這個(gè)裝置就是一個(gè)很好的例證，利用它可以成功地解決長(zhǎng)期以來光學(xué)實(shí)驗(yàn)難做的困惑，巧妙地完成以下系列實(shí)驗(yàn)。 如圖6，取一只圓柱形的平底透明塑料盒，將其密封，在側(cè)面打個(gè)圓孔，把盒子側(cè)放在支架上（即讓外底面面向讀者），往盒子上側(cè)面的圓孔中注入半盒水至水平直徑處，如圖7。再往水中滴入兩滴牛奶，并向圓孔中注入適量的淡煙霧，使煙霧充滿水面上方空間（可用廢報(bào)紙卷成細(xì)空心紙筒，點(diǎn)燃紙筒一端，將另一端冒出的煙霧用注射器將煙吸入針

15、筒里，然后往盒子上的圓孔中注入即可），用橡皮塞堵緊圓孔，在盒子外底面畫出水面和法線，并在盒子外底邊沿處標(biāo)上角度，用玩具激光筆從透明盒子外往盒內(nèi)照射，可以看到清晰明亮的紅色光線。利用上述裝置可以探究：（1）光線從空氣斜射入水中的折射情況。（2）光線從水中斜射入空氣中的折射情況。（3）光的可逆現(xiàn)象：記住原入射光線和原折射光線的位置，讓光線逆著原折射光線的方向入射，這時(shí)新的折射光線將與原入射光線重合并沿相反的方向射出，這說明光路是可逆的。（4）沿著法線入射，折射光線方向不變。（6）光的全反射現(xiàn)象：當(dāng)光從水中斜射入空氣時(shí)，可以看到一部分光折射到空氣中，另部分光反射回水內(nèi)，逐漸增大入射角，會(huì)看到折射光線

16、離法線越來越遠(yuǎn)，而且亮度越來越弱，反射光線卻越來越強(qiáng)。當(dāng)折射角達(dá)到90時(shí)，折射光線完全消失，產(chǎn)生全反射，此時(shí)臨界角可以直接從盒子邊沿刻度上讀出。本實(shí)驗(yàn)精彩之處還在于：入射角可隨意改變；入射角、反射角、折射角可以從塑料盒邊沿所標(biāo)的角度直接讀出，并可以方便地求出折射率；使在明亮的教室也可以清晰地顯示出紅色光線；學(xué)生可以仿照上述制作方法，利用日常生活中的各種小圓柱形盒子來制作上述裝置。這個(gè)實(shí)驗(yàn)為我們提供了一個(gè)利用日常生活中豐富的廢舊物品解決實(shí)驗(yàn)難題的凡例。在光的折射實(shí)驗(yàn)中，通常要將光源放在水里，讓光從水中射入空氣，這點(diǎn)很難做到，實(shí)驗(yàn)效果也不好。這個(gè)實(shí)驗(yàn)巧妙地從透明的盒外入射，輕而易舉地解決了這一大難

17、題，并且不用附加光屏，角度可以直接從盒邊緣讀出。通過上面的例子，筆者認(rèn)為：低成本物理實(shí)驗(yàn)成本雖低，運(yùn)用的智慧不低，具有的內(nèi)涵不低，教育的價(jià)值也不低。多年來，筆者用信手拈來的生活用品精心設(shè)計(jì)了大量新穎別致的教具、學(xué)具，曾多次獲得國(guó)家、省、市獎(jiǎng)勵(lì)，并應(yīng)邀到各地講學(xué)，去年還將這些土教具搬上北師大講壇，為北師大物理教學(xué)論專業(yè)的研究生作中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的專題講座，贏得了不少掌聲。利用隨手可得的日常用品，經(jīng)過少量的加工，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單易行、生動(dòng)有趣的物理教具，與正規(guī)儀器相比毫不遜色，利用這些選材簡(jiǎn)單的、貼近生活的、不需花很多的時(shí)間精力去準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材，就可以完成的隨堂實(shí)驗(yàn)，為每個(gè)學(xué)生動(dòng)手參與、實(shí)驗(yàn)探

18、究提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)，大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，有效地激勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)體驗(yàn)過程。這不但是解決儀器不足的有力措施，而且可以使學(xué)生感受到物理就在身邊，讓學(xué)習(xí)充滿樂趣，同時(shí)，學(xué)生的觀察能力、探索能力、操作能力、創(chuàng)新能力等智能因素都會(huì)得到發(fā)展。因此筆者以為：因陋就簡(jiǎn)做實(shí)驗(yàn)，決不僅是權(quán)宜之計(jì)（解決儀器不足問題的無奈之舉），同樣適宜于條件較好的學(xué)校，應(yīng)該成為當(dāng)前新課程改革的一種發(fā)展方向從心理學(xué)角度講，興趣是學(xué)習(xí)活動(dòng)中最現(xiàn)實(shí)最活躍的心理成分，它是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的強(qiáng)大動(dòng)力，日本教育家木村久一說：“天才就是強(qiáng)烈的興趣和頑強(qiáng)的入迷?！币?、物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新教學(xué)要體現(xiàn)趣味性1、設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)，引

19、入新課新課的引入是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)的引入猶如樂曲中的前奏，起著提示主題、激起興趣、進(jìn)入情境的作用，設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)，引入新課，不但可以讓學(xué)生將上課前分散的注意力集中起來，更重要的是能引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，誘發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，把學(xué)生迅速帶到學(xué)習(xí)物理的環(huán)境中去，例如：水面浮針把一跟縫衣針放在水面上，讓它像麥桿似的浮著嗎？很多學(xué)生認(rèn)為這是不可能的，那么讓學(xué)生做下面的實(shí)驗(yàn)就可以改變學(xué)生的看法。取一碗水，拿一根細(xì)一點(diǎn)的縫衣針，稍微抹上一層豬油。在水面上放一小張能吸水的紙，再在水面上輕輕的平放一枚縫衣針。等這張紙完全濕透后，輕輕按下紙的四個(gè)角，使紙慢慢沉入水中，這時(shí)候鋼針卻漂浮在水面上。放

20、吸水紙的目的是為了減少針對(duì)水面的沖擊。燒不著的布條找一塊棉布條，用水淋時(shí)，在中間部分滴上酒精，然后用手拿著布條的兩端，把布條張開，用蠟燭的火焰燒有酒精的部分。有趣的現(xiàn)象出現(xiàn)了：在棉布條正對(duì)火焰的上方升起了火焰，好像火焰穿過了布條。拿下布條一看，棉布條并沒有燒焦。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都出乎學(xué)生的意料，學(xué)生會(huì)很想知道為什么會(huì)有這樣的結(jié)果，這時(shí)教師就可以很自然的將學(xué)生引入物理的殿堂。2、設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)，講解新課在新課的講解時(shí)做幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)也可以起到既培養(yǎng)了學(xué)生興趣又使學(xué)生更好的理解知識(shí)的效果。例如：在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)時(shí)可以做一下下面的實(shí)驗(yàn)：蠟燭抽水機(jī)在左邊的玻璃杯內(nèi)放少量的水和一只燃燒的蠟燭。杯口上涂一些凡士

21、林，再用一張穿有橡皮管的硬紙片蓋上。把橡皮管的另一頭沒入右邊水杯的水中。不一會(huì)右邊水杯里的水讓蠟燭抽過來了！這樣的現(xiàn)象學(xué)生覺得很驚奇，而且記憶深刻，在這樣的氛圍下講解知識(shí)，可立即引起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生迅速進(jìn)入角色。3、設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)，鞏固知識(shí)在鞏固知識(shí)時(shí)做個(gè)實(shí)驗(yàn)的效果往往比一張?jiān)嚲淼男Ч€要好，普通中學(xué)的學(xué)生，學(xué)習(xí)物理的興趣不一定保持得很久，他們的普遍現(xiàn)象是對(duì)物理概念規(guī)律一知半解，從而產(chǎn)生困惑，感到莫大的壓抑，導(dǎo)致聽課無心，思想開小差，作業(yè)頭痛。久而久之，惡性循環(huán)下去，逐漸失去了學(xué)習(xí)物理的興趣。因而，設(shè)計(jì)針對(duì)性實(shí)驗(yàn)，解決學(xué)生學(xué)習(xí)物理的瓶頸問題，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要一環(huán)。例如：在學(xué)習(xí)

22、完流體壓強(qiáng)后做下面的實(shí)驗(yàn)：隔物滅火：桌上放一只玻璃杯，杯子前面20cm處放一只點(diǎn)燃的蠟燭。用力對(duì)著玻璃杯吹起，燭焰被吹滅了。如果要你通過一只大漏斗吹氣按如圖所示吹氣，卻不能把蠟燭吹滅。這樣的實(shí)驗(yàn)不但鞏固了流體壓強(qiáng)的知識(shí)而且將知識(shí)加以延伸。4、設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)，將知識(shí)延伸到課外為了有效地完成物理教學(xué)任務(wù)，充分發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，十分有必要把物理實(shí)驗(yàn)引伸至課外，課外實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的自主性、靈活性和趣味性，特別能為學(xué)生所接受和喜愛，大自然和日常生活是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的開闊的大課堂，有意地引導(dǎo)學(xué)生觀察自然界中有趣的物理現(xiàn)象，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣大有裨益，例如在講授“光的色散”的現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生對(duì)彩虹的現(xiàn)象

23、就十分感興趣，我們可引導(dǎo)學(xué)生觀察彩虹，彩虹是由太陽(yáng)光經(jīng)許多小水珠折、反射后形成的，觀察時(shí)應(yīng)注意彩虹里面各種色光的排列次序如何？是紅的在下還是紫的在下？我們還可借助其他方法得到人工彩虹，滿足學(xué)生隨時(shí)觀察的需要。比如對(duì)著太陽(yáng)光把一口水噴成霧狀，即能觀察到一條人造彩虹，其色光的排列與天空中彩虹一樣。二、物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新教學(xué)要體現(xiàn)實(shí)用性在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想上，尤其要注意聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際和社會(huì)實(shí)際，教給學(xué)生“有用的物理”。這一方面可以提高學(xué)生的科學(xué)興趣，使學(xué)生在生活中時(shí)時(shí)感覺物理知識(shí)無處不在；另一方面可以使學(xué)生在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上。能夠清楚所學(xué)的知識(shí)能用于做什么和怎么做，有利于學(xué)生理解物理的本質(zhì)和價(jià)值

24、。本人認(rèn)為以下幾個(gè)做法可以體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性。1選取學(xué)生日常生活用器作為實(shí)驗(yàn)器材，可以使學(xué)生有一種親切感，感到物理并不神秘，就在我們身邊。這有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的熱情。2選取日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的物理現(xiàn)象作為實(shí)驗(yàn)素材，學(xué)生熟悉，內(nèi)容豐富，易于選取。對(duì)于激發(fā)學(xué)生注意身邊的物理現(xiàn)象，解釋身邊的物理現(xiàn)象，利用身邊的物理現(xiàn)象，更好地學(xué)以致用，具有重要作用。三、物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新教學(xué)要體現(xiàn)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說過：“學(xué)生的聰明才智來自他們的手指頭。”一針見血地點(diǎn)明了動(dòng)手的重要作用。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，就要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。1讓學(xué)生多動(dòng)手。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

25、中，應(yīng)該創(chuàng)造條件讓學(xué)生動(dòng)手做，讓學(xué)生在動(dòng)手中觀察思考、分析判斷，自己去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和得出結(jié)論，使做實(shí)驗(yàn)的過程成為學(xué)生再發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新過程。比如學(xué)習(xí)“液化現(xiàn)象”時(shí)，課本上有壓縮體積的演示實(shí)驗(yàn)，而沒有降溫液化的實(shí)驗(yàn)，我讓學(xué)生每人手拿一塊玻璃并對(duì)玻璃呵氣，讓學(xué)生體會(huì)、研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。2讓學(xué)生都動(dòng)手。在上分組實(shí)驗(yàn)課時(shí)，秩序井然，實(shí)驗(yàn)結(jié)果(結(jié)論)正確，而在實(shí)驗(yàn)考查時(shí)，發(fā)現(xiàn)不少同學(xué)動(dòng)手能力差，這是怎么回事呢?原來在分組實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，老師只注意各小組是否動(dòng)手、各組完成實(shí)驗(yàn)的情況，而沒有注意到組內(nèi)每個(gè)人的活動(dòng)，因此，老師在分組實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次以一人為主，其他為輔，輪流做主，使大家的動(dòng)手能力都

26、得到提高。四、物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新教學(xué)要體現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的信息、實(shí)驗(yàn)使用的器材、學(xué)生掌握知識(shí)的深淺，從不同方向和不同方面來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，尋找實(shí)驗(yàn)的多種方法。例如：帕斯卡“桶裂”實(shí)驗(yàn)可以很好地證明液體壓強(qiáng)與液體的深度有關(guān)，可是該實(shí)驗(yàn)裝置高度太高不便在教室里演示。這時(shí)可啟發(fā)學(xué)生思考：能否把所有的裝置都相應(yīng)地縮小呢?答案是否定的。接著再問：管長(zhǎng)減短了，液體壓強(qiáng)減小了，液體對(duì)木桶的壓力必定減?。欢氨M管縮小了，但其耐壓性幾乎不變，桶就不可能裂開，能否用其他物體來模擬“裂桶”呢?學(xué)生自然會(huì)想到用耐壓性較低的物體來代替(如薄塑料袋)，比較裝滿水的塑料袋在同質(zhì)量的一杯水與一

27、管水作用下不同情形，液體壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)就非常容易理解了。 在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不斷地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，能使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)問題的理解不落俗套，敢于求異；解決實(shí)際問題能夠不拘一格，多方設(shè)想。不斷地運(yùn)用創(chuàng)造性思維方法解決問題，才能擺脫習(xí)慣思維的束縛，拓寬思維范圍，從而使創(chuàng)新能力得到發(fā)展在當(dāng)前世界各國(guó)的理科教學(xué)改革中，可以看到這樣一種趨向，這就是：無論在發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá)國(guó)家，都倡導(dǎo)采用低成本的器材，如日常生活的用品、玩具、價(jià)廉的新穎材料來制作有趣的教學(xué)器具，而且對(duì)這些教具表現(xiàn)出濃厚的興趣。這主要是這些趣味實(shí)驗(yàn)具有如下特點(diǎn)：價(jià)廉；親切；簡(jiǎn)單明了，易于揭示學(xué)科本質(zhì)特征。近年來，由于普通高中的大規(guī)模普及，許

28、多學(xué)生學(xué)習(xí)理科的興趣由于高中物理課程的抽象和艱難而受到一定的影響，這迫使我們物理教育工作者必須要去尋找各種激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的鑰匙，而趣味小物理實(shí)驗(yàn)所具有的魅力和精彩，常常引起了中學(xué)生們的極大興趣與求知欲望，課堂教學(xué)效果非常好。作為一名物理教師，不僅要能熟練地使用實(shí)驗(yàn)室儀器來進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，也應(yīng)該善于用身邊的材料或低成本材料來設(shè)計(jì)小型的、新穎的、有趣味的實(shí)驗(yàn)。心理學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐表明：如果實(shí)驗(yàn)所用的材料是學(xué)生所熟悉的，就會(huì)富有親切感，從而較易克服思維障礙，較快地達(dá)到掌握物理概念的目的。如果學(xué)生親手?jǐn)[弄過或制作過器具，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且還能建立起牢固的相關(guān)物理表象，敏銳地洞察其中發(fā)生的物

29、理過程，使知識(shí)理解得更為透徹。由實(shí)驗(yàn)的新奇現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心，首先形成直接興趣和求知欲，雖然這種興趣還處于一種較低層次的水平，但它對(duì)發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和形成持久的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)有不可忽視的作用。雖然高中學(xué)生對(duì)事物的探究已逐步轉(zhuǎn)移到理論興趣之中，但是，沒有一定的直覺和操作興趣為基礎(chǔ)，理論興趣也是難以發(fā)展起來的。以因果興趣和理論興趣為主的探究興趣應(yīng)當(dāng)包容直覺和操作興趣。鑒于以上認(rèn)識(shí)，筆者認(rèn)為：對(duì)高中階段的趣味物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的開發(fā)和運(yùn)用，體現(xiàn)了現(xiàn)代教育思想的本質(zhì)特征，它在物理教學(xué)中與廠制儀器的發(fā)展并駕齊驅(qū)，具有旺盛的生命力。一、玩具類趣味實(shí)驗(yàn)的開發(fā)研究許多玩具是由物理原理設(shè)計(jì)而成的，能呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，顯現(xiàn)

30、物理規(guī)律，其鮮艷的色彩、神奇的現(xiàn)象、設(shè)計(jì)的巧妙、精美的外觀能牢牢抓住學(xué)生的目光，活躍了課堂的氣氛，能夠起到實(shí)驗(yàn)儀器所不能替代作用，使學(xué)生在好奇中愉快地學(xué)習(xí)物理。近年來在應(yīng)用玩具的領(lǐng)域出現(xiàn)兩種引人注目的趨勢(shì)。一是科教玩具逐步社會(huì)化，人們無意識(shí)或有意識(shí)地發(fā)揮著玩具的科教功能；另一是向來以嚴(yán)謹(jǐn)面貌出現(xiàn)的教具也有部分呈現(xiàn)出玩具化的傾向。這是由于科教玩具具有趣味性強(qiáng)的特點(diǎn)和物理教育的內(nèi)涵，在培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)和創(chuàng)新能力上可以發(fā)揮特有的功能。作為一名物理教師，要及時(shí)了解玩具發(fā)展的現(xiàn)狀，為玩具移用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供有用的信息。1本身就是根據(jù)物理原理設(shè)計(jì)的科學(xué)玩具這類玩具能形象直觀地顯示物理現(xiàn)象。如：碰碰球、足球望

31、遠(yuǎn)鏡、聲控熊貓、光控電子鳥、電震玩具、超級(jí)離心賽車等。其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性有時(shí)還超過目前實(shí)驗(yàn)室里的同類儀器。牛頓“秋千”是三百多年前牛頓所發(fā)明的儀器。由于它特有的演示魅力，吸引了無數(shù)成人和兒童，目前已開發(fā)成為一種造型精美的新穎禮品和益智科學(xué)玩具（如圖1所示），目前在杭城的許多商店都有供應(yīng)。在課堂教學(xué)中，可以引導(dǎo)學(xué)生用牛頓“秋千”來演示如下內(nèi)容（如圖2所示）：把球1向左拉高釋放，撞向其余靜止的四個(gè)球，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？如果把球1和球2一起向左升起，同時(shí)釋放，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？同時(shí)升起并釋放3個(gè)球又將如何？把球1向左升起，球5向右升起，同時(shí)釋放這兩球，將看到什么現(xiàn)象？左邊拉起兩個(gè)小球，右邊

32、拉起一個(gè)小球，同時(shí)釋放兩球，觀察到什么有趣現(xiàn)象？通過學(xué)生猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)演示、原理說明，對(duì)學(xué)生掌握彈性碰撞的規(guī)律是非常有益的。2挖掘和擴(kuò)展玩具中潛在的教學(xué)功能許多玩具的功能并不是設(shè)計(jì)者所設(shè)定的范圍內(nèi)才起作用，借鑒玩具功能“為我所用”，或把某些潛在的功能挖掘出來，用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中中去，導(dǎo)致玩具功能的擴(kuò)展，這本身也就是一種實(shí)踐創(chuàng)造活動(dòng)。兒童玩的色彩鮮艷的螺旋塑料圈，如圖3所示。筆者利用它演示波動(dòng)實(shí)驗(yàn)，效果很好。把塑料圈的一端固定，用手拉長(zhǎng)至1米左右，可以演示： 縱波的形成（圖4）； 橫波的形成（圖5）； 波的反射（圖4）； 駐波（圖6）； 波速的測(cè)量等。這類玩具還有：叫蟬、水鳥、激光筆等。3對(duì)玩具進(jìn)行

33、組合、改進(jìn)，移用其趣味實(shí)驗(yàn)功能有些玩具就其本身而言，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作用不大，但其結(jié)構(gòu)上的裝置、控制機(jī)構(gòu)等技術(shù)因素可加以利用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，或?qū)λ鼈冞M(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，也可導(dǎo)致創(chuàng)新。取一大一小兩個(gè)彈性很好的球，如市場(chǎng)上出售的彩色半透明硅橡膠制成的實(shí)心球。將小球放在大球的正頂部，貼住大球。用手拿這樣配置的兩個(gè)球，從約1m高度放手，使它們一起自由下落（如圖7）。結(jié)果小球被反彈到45m高處（理論上可達(dá)9M高度）。這似乎有些不可思議。這就是所謂“超球”現(xiàn)象。再讓學(xué)生從動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律來推證這一奇趣現(xiàn)象，教學(xué)效果非常得好。二、利用常用物品開發(fā)趣味實(shí)驗(yàn)家庭中的一些常見、常用物品或材料，如線（棉線、絲

34、線、毛線）、毛皮、洗潔凈、保鮮膜、眼鏡等，這些材料有其不同的物理性能。教師必須對(duì)它們的物理性能（如強(qiáng)度、脆性、彈性、柔性、硬度、延展性、隔熱性，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等）有所了解，并能移植到一個(gè)特定的情景中，讓其的內(nèi)含的物理特性出乎意料地顯現(xiàn)出來。墨鏡引出的奇景：在墻壁的釘子上系一根掛有金屬小球的細(xì)線，讓擺球平行墻面沿著弧線擺動(dòng)，如圖8所示。找一副深色的墨鏡（太陽(yáng)鏡），放在左眼前，人兩眼看小球的運(yùn)動(dòng)。小球不再沿著弧線左右擺動(dòng)，而是沿著橢圓的軌道在運(yùn)動(dòng)（如圖9所示）。如果把墨鏡放在右眼前，同樣用兩眼看小球，你會(huì)覺得小球沿著相反方向做橢圓運(yùn)動(dòng)（如圖10所示）。圖8無墨鏡圖9左眼戴墨鏡圖10右眼戴墨鏡奇妙的

35、光的反射：在講到平面鏡組中關(guān)于光線平行返回問題時(shí)，讓學(xué)生做一下有趣實(shí)驗(yàn)：在桌子上放一面平面鏡，你再取兩塊小方鏡，讓它們垂直地豎立在平放的鏡面上，兩塊小方鏡相互之間垂直(如圖11)，現(xiàn)在你用激光筆（或小手電筒），照著三面鏡子相交的那個(gè)角落。你看到的奇妙現(xiàn)象是：從鏡子里反射出來的光線，正好又照回到激光筆上。無論你把激光筆移到何處，只要是有光照到這個(gè)特殊的角落，反射光總是按原路折回。從這個(gè)特殊的角落照自己，無論你的臉在何處，只要你看得到這個(gè)鏡面組成的角，就能看到你自己的像，且變形不大。超重和失重現(xiàn)象演示設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)1：找一條紙帶，在紙帶中間部位剪個(gè)小缺口，紙帶的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起

36、重物（如圖12所示），這時(shí)紙帶沒有斷。然后向上加速提起重物，紙帶就斷了；或者提起重物急劇向下運(yùn)動(dòng)后突然停住，紙帶也會(huì)斷裂。實(shí)驗(yàn)2：取一條長(zhǎng)約1m的細(xì)鏈條，一頭固定在有刻度的杠桿一端，另一頭用細(xì)線掛在杠桿上，如圖13所示。在杠桿的另一端用細(xì)線掛一個(gè)砝碼，調(diào)節(jié)掛砝碼細(xì)線到支點(diǎn)的距離使杠桿平衡。用火柴把掛鏈條的細(xì)線燒斷，在燒斷后一瞬間，杠桿失去平衡，使掛鏈條那一端突然上升。當(dāng)鏈條全部靜止后，杠桿又恢復(fù)平衡。實(shí)驗(yàn)3：找一小手電筒，使其后蓋在下豎直放置。你旋松手電筒后蓋，使手電筒剛好不發(fā)光（圖14）?，F(xiàn)在，你讓手電筒分別進(jìn)行下列運(yùn)動(dòng)：自由下落；豎直上拋；斜向上拋。三、運(yùn)用簡(jiǎn)易器材制作趣味實(shí)驗(yàn)利用學(xué)生家中

37、的簡(jiǎn)易器材來制作趣味實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣特別高，可以培養(yǎng)他們的動(dòng)手實(shí)踐能力。筆者曾讓學(xué)生動(dòng)手制作一批振動(dòng)方面的趣味實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：取一根圓木棒，沿著棒長(zhǎng)均勻地刻劃一排凹槽口，把小釘釘在圓棒的頭上，在小釘上套上一木片作旋翼。用另一根棒（如鉛筆）輕快地?fù)崮グ疾?，就?huì)看到旋翼飛快地轉(zhuǎn)了起來。若保持食指與棒接觸，旋翼向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。若保持大姆指與棒接觸，旋翼將朝相反方向旋轉(zhuǎn)，如圖15。非常有趣。實(shí)驗(yàn)2：在形支架上方兩端互相絞纏地繞上幾十匝較粗的紗線，在紗線上對(duì)稱地掛上兩個(gè)擺球，如圖16。在紗線中心處夾住一個(gè)輕質(zhì)指針（如牙簽、細(xì)鐵絲等），平時(shí)指針呈水平位置。為便于觀察指針的偏轉(zhuǎn)情況，可在指針旁安裝一個(gè)弧形標(biāo)尺。

38、a。兩擺球的擺長(zhǎng)相等（同頻），讓兩個(gè)擺球一起從與開始相同的偏角（等幅）同時(shí)釋放（同相），可以看到中間指針偏轉(zhuǎn)的振幅明顯加大，約為前者的兩倍。b調(diào)節(jié)兩個(gè)擺球的擺長(zhǎng)，使它們略有差異，讓兩個(gè)擺球以相同的偏角同時(shí)釋放，可以清楚地看到中間指針的振幅周期性地由最大變到最小，又由最小變到最大。即出現(xiàn)了所謂“拍”的現(xiàn)象。這里，實(shí)驗(yàn)1是兩個(gè)相互垂直的同頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成：；而實(shí)驗(yàn)2是在同一直線上異頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成（推證從略）。四、家用電器中的趣味實(shí)驗(yàn)開發(fā)家用電器如：電暖器、冰箱、電腦、電子鐘表、電話、麥克風(fēng)、烤箱、電熱壺、充電器、吸塵器、吹風(fēng)機(jī)、家里攪拌機(jī)、打印機(jī)、電須刀、電玩具、電視、電熨斗、電扇等等。既然電器

39、是根據(jù)眾多物理原理制作工作的，一定可以在適當(dāng)情景、條件下把相關(guān)物理現(xiàn)象顯現(xiàn)出來，以電視機(jī)為例：利用電視機(jī)的熒光屏就可以做許多有趣的物理實(shí)驗(yàn)，很能幫助同學(xué)說明一些物理原理： 電子的運(yùn)動(dòng)-讓通草球在熒光屏上拖動(dòng)，過一會(huì)兒通草球會(huì)突然跳起來（圖17）。而且，球與熒光屏的距離越近，球偏離的角度就越大。 電子的掃描和視覺暫留-拿支鉛筆讓它在電視熒光屏前左右搖動(dòng)，鉛筆看上去是傾斜的，并有許多的迭影。說明電子在屏上是從上而下進(jìn)行掃描的。 電子掃描的周期-當(dāng)你用照相機(jī)拍攝電視屏上的畫面時(shí)，在照片上可能會(huì)出現(xiàn)一道較闊的暗帶或白帶，如圖18所示。這就與電子的掃描周期有關(guān)。電子的幀掃描周期是50HZ，一般要秒才能從上而下掃描完單幅圖像。如果用照相機(jī)拍攝熒光屏，采用秒的快門拍攝。則在曝光時(shí)間內(nèi)，仍未完成一幅畫面，只完成全部掃描線的，還有的掃描線仍未掃描出，故畫面上就出現(xiàn)一道闊度等于畫面高度的的暗帶?？勺屚瑢W(xué)們討論：用照相機(jī)怎樣才能拍攝出清晰的電視畫面？五、利用新穎材料開發(fā)趣味實(shí)驗(yàn)?zāi)壳?，新材料、新產(chǎn)品層出不窮，不斷涌現(xiàn)。如激光筆、釹磁鐵、硅光電池、光敏二極管等，這些器材價(jià)