陳瑜

摘 要：在物理教學中利用學生身邊的一些物體開發(fā)物理實驗，可以讓學生很好地親近物理，拉近物理與生活的距離，也可以彌補實驗儀器的不足，從而提升物理教學的效果，提高學生的科學素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：身邊物品；演示實驗；實驗資源；教學效果

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）2-0051-3

實驗是物理教學的基石，搞好物理實驗教學可以很好地提高課堂教學的效率，提升學生的科學素養(yǎng)。實驗教學除了要重視學生的分組實驗，還要重視演示實驗。演示實驗除了可以運用實驗室現(xiàn)成的實驗器材，還可以根據(jù)實際情況和要求，利用生活中的存在物開發(fā)。在物理教學中，教師要是能因地制宜地開發(fā)出符合教學和學生實際的物理實驗，可以使自己的教學更富有個性，充滿智慧。更重要的是讓學生親近生活，增強了感知和體驗，可以起到激發(fā)學生興趣，提高教學效果，提升學生的科學素養(yǎng)的目的，使物理課堂對學生更有吸引力和親和力。本文以牛頓第一定律教學為例，介紹筆者在教學各個環(huán)節(jié)中利用生活物品所開發(fā)的演示實驗，以期拋磚引玉。

1 利用身邊物品開發(fā)演示實驗，激發(fā)興趣導入新課

利用實驗引入新課，可以起到激發(fā)學生興趣，調(diào)動學生學習積極性的重要作用，從而為本節(jié)課奠定一個好的學習氛圍。而利用學生身邊的一些物品來做實驗，會讓學生感覺到更親切，讓學生正真體驗到物理與生活的緊密聯(lián)系，拉近生活與物理、學生與物理的距離，激起學生學習物理的熱情。

案例1 隔空滅火

在牛頓第一定律的教學中，我們可以利用學生比較常見的生活物品（茶葉罐、氣球、蠟燭等）做一個演示實驗來引入新課，可以起到出其不意的效果。

材料：茶葉罐、氣球、蠟燭、細鐵釘。

制作：用細鐵釘將茶葉罐底部打一個小孔，把氣球開口部分減掉一截，將剩余部分套在茶葉罐灌口。（如圖1所示）

操作：將蠟燭點燃置于水平桌面，將茶葉罐罐底的小口對準蠟焰，用手指彈或按橡皮膜。

實驗現(xiàn)象：手指隔空可以將蠟燭彈滅。

教學效果：這是現(xiàn)實版的“炮打隔山”。在實驗之前讓學生猜測實驗結(jié)果，埋下伏筆，營造課堂氣氛。實驗結(jié)果出乎學生的意料，起到出其不意的效果。在這里通過設(shè)問，引導學生思考“為什么隔空可以彈滅蠟燭？”，“要科學合理地解釋這一現(xiàn)象就要學習牛頓第一定律”。這樣，可以最大限度地引起學生的探究興趣和學習激情。

2 利用身邊的物品開發(fā)演示實驗，過程凸顯物理思維

物理是一門十分注重思維含量的學科，肩負著培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，提升學生的思維能力的重要使命。所以，物理課堂的效果關(guān)鍵在于課堂是否讓學生的思維得到訓練，思維品質(zhì)得到提升。在牛頓第一定律的教學中，牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程是教學的重點。牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程的教學，可以展示很多物理上的思想方法和物理學家的思維過程，尤其是伽利略理想斜面實驗。在還原理想斜面實驗時，也可以用身邊的一些器材開發(fā)演示實驗，把思維過程凸顯出來，使看不見的思維有了具體的載體，而不再抽象和難懂。

案例2 巧用木板探尋理想實驗

牛頓第一定律的教學，難點之一在于讓學生理解伽利略理想實驗、實驗的重要意義、實驗的思維過程，尤其是理想實驗的合理外推的思維。

通過T型木板，利用生活中的常見物品可以巧妙地制作一個實驗教具，把斜面實驗和伽利略擺合二為一，在教學中可以很好地凸顯伽利略理想實驗的思維過程。

材料：方木板、木條、小球（一大一小各一個，小的有孔）、細線、不同型號的鐵釘若干、線槽。

制作：將木板鋸成“T”型；在木板的“把手”從上端開始依次選取5個等間距的點，用稍粗的鐵釘打5個小孔，小孔恰好可以用手把鐵釘插入。插入細鐵釘，如圖2所示。鋸一段木條，打磨光滑。用細鐵釘從線槽側(cè)邊的細縫將線槽釘在木條下方，再將線槽釘在木板背面以固定木條。實驗時將細線穿過小孔，并懸掛在“把手”最上面小孔所插入的鐵釘上，如圖2所示。給木板制作兩個“腳”。

操作與現(xiàn)象 步驟1：按照圖3所示單擺，小球從E點釋放后幾乎能到達與E等高的位置（1至4號孔中無鐵釘插入）。

推理1：如果沒有空氣阻力小球可以到達與A等高的點。

步驟2：將剩余小孔插入鐵釘，如圖3中小球從M點釋放，到了O點的右側(cè)半徑依次變大，小球幾乎到達與M點等高的A、B、C、D、E。

推理2：如果沒有空氣阻力的話小球能到達與M點等高的A、B、C、D、E。如果將軌跡換成光滑的圓弧軌道，如圖4所示，小球從M點釋放則能依次到達與M等高的A、B、C、D、E。隨著運動軌跡半徑的增大，小球由于要回到與釋放位置等高的地方，所要經(jīng)過更長的路程，花費更多的時間，而速度的減小也越來越慢。如果把圓弧軌道換成斜面，由圖4過渡到圖5。將小球從圖5的M點釋放，可推理出，如果斜面光滑小球?qū)L到與M等高的位置。第二個斜面的傾角變小后小球為了回到等高的B、C、D、E點而經(jīng)過更長的路程花費更長的時間。如果第二個斜面水平，小球為了回到等高的位置，要經(jīng)過無限長的路程與時間，而一直運動下去[1][2]。這時把圖1所示的儀器反轉(zhuǎn)，換成圖6所示的儀器，并演示斜面傾角逐漸減小時，要經(jīng)過更長路程的過程。

教學效果：凸顯了牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程的思維推進，化解了學生思考的難度，而且與原來的純理論的講授相比，實驗較好地激發(fā)了學生的學習興趣。

3 利用身邊物品開發(fā)演示實驗突破教學難點

教學難點的突破關(guān)系到一節(jié)物理課能否使學生的認識上一個臺階，只有突破了教學難點，才能解決學生在學習過程中“卡殼”的節(jié)點。如，在牛頓第一定律的學習中，雖然學生初中就知道質(zhì)量越大慣性越大，但很多學生還不能很好地理解，也仍然經(jīng)常犯錯。利用演示實驗，可以加深學生對“質(zhì)量越大慣性越大”的理解，從而突破慣性這一難點。

案例3 小小活動突破大難題

質(zhì)量越大慣性越大，學生都記住了，而且在初中就記住了，但是卻不理解，也很難用理論去解釋。通過一個小小的探究活動，可以很好地突破這一難點。

材料：廢紙若干。

操作：將兩張廢紙疊在一起撕一個小口，小口兩側(cè)一側(cè)較寬，一側(cè)較窄。叫班上力氣較大的男生用手抓住其中一張廢紙較寬的一側(cè)，老師抓住另一張紙較小的一側(cè)。兩人同時用力甩，比比看誰先甩掉另一側(cè)的紙。

結(jié)果：教師抓住較小的一側(cè)，甩較大一側(cè)，先甩掉。

教學效果：師生同臺比賽能很好地調(diào)動學生的學習熱情，而這樣的情景學生會有更多的體驗，得到的結(jié)論能夠保持更長時間的記憶。

4 利用身邊物品演示物理知識在生活中的運用

物理新課標提出“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，這要求加強物理和生活的緊密聯(lián)系。運用物理知識分析解決生活中的問題，是物理與生活緊密聯(lián)系的重要部分。還是以牛頓第一定律教學為例，學習了牛頓第一定律和慣性后，可以讓學生列舉慣性在生活中的運用。但是，如果教師能準備幾件物品，演示慣性在生活中的運用，將會獲得更好的教學效果。

案例4 小小錘子蘊含大道理

為了加深學生對牛頓第一定律的理解，教師可以準備一個手柄松動的小錘，讓學生想辦法弄牢固，并解釋為什么。但是，解釋不能像初中時期那樣僅僅停留在“因為慣性的緣故”這樣淺層的解釋上，而是要理性化、有序化地思考和表達，并能根據(jù)所學知識解決生活中的實際問題，或預(yù)防生產(chǎn)生活中事故的發(fā)生。

材料：小錘。

操作與結(jié)果：

①將小錘的把手弄松。

②教師設(shè)問：現(xiàn)在錘柄松了，請同學們幫忙解決這一問題。

③學生給出方案：把錘柄豎直向下撞擊地面，并示范。

④教師設(shè)問：請用所學知識解釋為什么錘柄豎直向下撞擊地面，原來松動的小錘就套緊了？

⑤此時學生的答案，往往是“因為慣性”，而沒有更進一步地詳細解釋。

⑥學生在教師的引導下解釋：錘頭和柄原來靜止，在人施加的力的作用下，運動狀態(tài)改變，一起向下運動，當柄碰到地面時，受到很大的撞擊力，柄的運動狀態(tài)變?yōu)殪o止。而錘頭由于慣性要繼續(xù)向下運動，但是會受到柄施加的力的作用（彈力、摩擦力）改變運動狀態(tài)而最終停下。因為錘頭沿錘柄向下運動一小段距離滑到錘柄上更粗的地方套緊，增大了錘頭和柄之間的彈力，從而增大了二者之間的最大靜摩擦力，而讓錘頭不易松動。

⑦根據(jù)日常生活經(jīng)驗，我們知道，剛才套緊的小錘在使用過程中很快就松動了，松動的小錘在使用過程中會有怎樣的危險？如何做才能使松動的小錘套緊后不易再次松動？

⑧引導學生分析：松動的小錘，使用過程中會因為慣性導致錘頭飛出去，造成人或財物的傷害。要使錘頭不易松動，就應(yīng)該在錘柄和錘頭接觸的地方墊一層牛皮或橡膠，或者在錘柄與錘頭之間加楔子，以增大二者之間的最大靜摩擦力。

教學效果：在這樣的情景中，得到的結(jié)論能夠保持更長時間的記憶。同時，讓學生學習把簡單的物理問題理性化、有序化思考和表達，而不只是停留在回答“由于慣性”。

5 結(jié)束語

物理教學應(yīng)重視實驗，以實驗為物理教學的根基。但是，往往實驗室的設(shè)備不能完全滿足教學的要求。我們欣喜地看到現(xiàn)在政府和學校越來越重視實驗教學，越來越多的現(xiàn)代化的數(shù)字實驗進入到越來越多的學校，給物理教學增添了活力。用身邊物體做演示實驗，除了可以對學校實驗室的器材有一個較好的補充以外，還能起到很好的教學效果。與用電腦、各類傳感器、軟件為主要組成部分的新實驗相比，學生更能從身邊取材的物品所做的實驗中看清楚實驗過程，會有更多的情感體驗，會對物理產(chǎn)生更多的親近感覺。

參考文獻：

[1]何賽君.牛頓第一定律教學的四點突破[J].物理通報，2011，（6）：28.

[2]鄭青岳.牛頓第一定律教學中的思維因素分析[J].中學物理教學參考，2011，（12）：13.

（欄目編輯 陳 潔）