文 嚴建平 李志方

“妙”用玩具進行中學科學課堂教學的嘗試

文 嚴建平 李志方

愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師”。與生俱來的好奇心吸引著人們不斷探索、發(fā)現、體驗?！皬纳畹娇茖W，從科學到生活”，把科學和生活緊密地聯系在一起。如果能讓學生“玩”進科學世界，“玩”出科學規(guī)律，“玩”出學習方法，“玩”出技能和智慧，從而激發(fā)產生探求科學新知的強烈愿望，這對提高科學教學質量無疑是一種巨大的幫助。

一、“妙”具激趣 精彩引入

情景1

在上“磁場”這一課時，教師精彩巧妙地引入一個“黑白磁懸浮”玩具。此玩具在沒有其他任何外力參與的情況下，黑白符可以自行運轉（如圖1所示），它可以懸在凹槽之上，即使停著的時候，它也是懸著的（如圖2所示）。

圖1

圖2

小玩具的展示，使學生的情緒一下子高漲起來，好奇心也被充分調動起來；為什么會懸在上面呢？好多學生在下面猜測，是不是裝了電池？有的說可能是異名磁極相吸，有的說可能是同名磁極相排斥，捉摸不透。在課的最后當教師把玩具拆開，讓學生觀察其里面的結構：黑白符里面是兩塊圓形磁鐵（如圖3所示），底座是4塊三角形磁鐵（如圖4所示），黑白符左一圓形磁鐵靠底座前兩塊磁鐵給的合排斥力F1、擋板給的支持力F2、自身重力G三力平衡而懸在空中（如圖5所示）。黑白符右一圓形磁鐵受力類似。學生恍然大悟，興奮不已，原來物理離我們并不遙遠。

圖3

圖4

圖5

情景2

在講授“力的分解”這一課時，教師展示了肯德基送給小朋友的一種玩具——塑料小雞上拴著一根線，線的另一端固定一塑料球，將小雞放在平整的桌面上，小球垂下，在線的拉動下，小雞蹣跚前行，當學生以為小雞快要掉下去伸手去接時，它卻每次都能在桌邊停下，懸崖勒馬，化險為夷（如圖6所示）。為什么不掉下來呢？有的學生說看到線的傾斜度在變化，有的學生說雞到桌邊時肯定里面有東西把線卡住了。拆開裝置，里面部件示意圖如圖6所示，其實物理原理是：小雞越靠近桌邊，拉力與水平面的夾角越小，拉力的水平分力就越來越大了。

圖6

古希臘教育家亞里士多德講過一段名言：“思維自驚奇和疑問開始”。讓學生在課堂上產生疑問并積極地思考，探其究竟，這是有效提高課堂教學質量的前提。

二、“妙”具激趣 突破重、難點

評價一節(jié)課的優(yōu)劣，特別要看本節(jié)課的重難點是否被突破。教師只有把握重點、突破難點，才會掃除學生學習上的障礙，解除困惑，增強信念，從而達到提高教學質量的目的。

情景3

高一新課程“牛頓第三定律”相關內容的教學重點是探討物體間的“作用力與反作用力”的特點?！白饔昧εc反作用力”同時存在、同時消失，為了化解這一教學重難點，教師安排了一個演示實驗——利用玩具車與木板的相互作用，把“作用力與反作用力”同時存在、同時消失的關系生動、有趣地展示出來（如圖7所示）。

圖7

教師演示：先將遙控玩具車舉在空中，按下啟動按鈕，發(fā)現兩個后輪順時針轉動，而前輪不動，再把車放置于木板上，請學生觀察現象。

現象：玩具車向前運動，而木板向后運動。

師生共同討論：為何玩具車向前運動，而木板向后運動？

通過這一實驗的演示不但化解了教學難點，突破了重點，增強了學生對“作用力與反作用力”的感性認識。而且，更重要的是增強了學生對學習物理的興趣，這是提高課堂教學質量的關鍵，一堂課的高潮和精髓就在于此。

三、“妙”具激趣 體驗課后探究

用玩具做實驗，學生會感到親切自然，并能體會到物理學與生活的密切關系，減輕學生對物理的神秘感和恐懼心理，進而激發(fā)他們探究物理世界的積極性和主動性。在觀察實驗時，他們好奇的不再是器材的本身，而是使注意力集中在這些玩具究竟能呈現什么物理現象、揭示什么物理規(guī)律上，使觀察有目的性，研究有探索性。

在講授“磁場”一課時，教師布置學生一作業(yè)：探究磁懸浮飛碟原理。按照說明書步驟，教師先給學生演示玩法（如圖8所示）。

圖8

（1）將底盤放在水平且平穩(wěn)的臺面上，將透明托板放在底盤上面，對準兩者中心位置。

（2）用一只手的拇指和食指緊握飛碟的旋轉手柄，將飛碟的下端輕壓在透明板的中心位置，用力旋轉飛碟手柄，使飛碟在透明板的中心位置穩(wěn)定快速地旋轉。

（3）飛碟達到穩(wěn)定快速旋轉以后，用雙手緩慢地將透明板住上提升，使飛碟慢慢地離開底盤，當透明板達到一個適當的高度時，飛碟就會自動脫離透明板懸在空中旋轉，這時就可以將透明板移走。

（4）飛碟的重量是可以調節(jié)的，操作過程中，若重量調節(jié)不當，飛碟就難以在上空穩(wěn)定旋轉，例如飛碟的重量太輕時，在透明板住上提升的過程中，飛碟會很快地彈離透明板。飛碟的重量偏重時，在透明板往上提升的過程中，飛碟會在透明板上旋轉打滑，無法自動脫離透明板而達到穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。因此每次調節(jié)飛碟的重量時，要利用大、小2種規(guī)格的銅質（或不銹鋼材料）配重片和大、中、小3種規(guī)格的塑料配重片，經巧妙組合達到使飛碟重量和磁場排斥力相等。

（5）當飛碟偏離方向時，應該調節(jié)底盤的角度，飛碟往哪個方向偏離就用三角形角度調節(jié)板往這個方向適當墊高底盤。

教師演示完后，給學生提供了4個磁懸浮飛碟，每組一個，讓學生自行探究其物理原理，也可拆開觀察其里面的結構。過了幾天，有幾個組非常主動地把這個作業(yè)交上來了。通過觀察、查資料、討論、探究后，學生總結如下。

觀察其結構：原來飛碟本身也是一塊磁鐵，底座里面有一塊圓形磁鐵，通過查資料和分析得出其物理原理是：飛碟懸浮時，在懸浮點，飛碟受重力G和受底盤給的磁場力F，兩力平衡，合力為零（與黑白磁懸浮原理類似）。飛碟懸浮點所受磁場力F為定值，G的大小通過調整片相應增減，使G＝G1＋G2（G1為飛碟自重，G2為重力調整片重量）。其他還涉及空氣渦流阻力，能量守恒原理，地球磁場，萬有引力，陀螺定軸性原理等。

夸美紐斯說：“興趣是創(chuàng)造一個歡樂光明的教學途徑之一。”在探究過程中，學生真正體會到“科技造福人類，知識改變命運”的含義。

四、“妙”具激趣 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力

有了探究意識，他們才會去創(chuàng)新。創(chuàng)新的本質是不做復制者，因而單純的模仿不是創(chuàng)新，令人生厭的重復會造成原創(chuàng)力的逐漸降低。當然，作為高中生一下子要站在創(chuàng)新的舞臺上大顯身手，不太現實，但是培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和能力還是非常有必要的。經過一段時間的玩具教學的培養(yǎng)，有許多學生利用空余時間用家里的廢舊物品，自制了很多物品，并能講解他的創(chuàng)作意圖，從中選出的航空母艦、爵士鼓、水節(jié)能器、太陽能自動關水器等，都很有創(chuàng)意（如圖9所示）。

圖9

五、結束語

課堂上如果教師以玩具巧妙導入，以趣激之，學生則樂在開頭；創(chuàng)設情境，點綴趣味，學生則樂在其中；引導探索、由淺入深、由簡到繁、循序漸進，學生則樂在其后。經過一個學期的玩具教學，學生普遍對物理產生了濃厚的興趣，他們的探究能力和創(chuàng)新能力也有了明顯提高。教學實踐使我們真正體會到，如果我們能經常利用玩具進行教學，相信我們的科學課堂將會是更加生機勃勃，學生一定樂在其中。

［1］ 金小英.玩玩具學物理很好玩［N］.浙江中新報，2009-3-2.

［2］ 林崇德.發(fā)展心理學［M］.北京：人民教育出版社，1995.

［3］ 聶北茵.創(chuàng)新的本質是什么：關于創(chuàng)新能力的對話［N］.中國青年報.2013-2-7

作者信息

嚴建平，本科，中教一級，學科組長。浙江省安吉經濟開發(fā)區(qū)豐食溪中學，313300

李志方，本科，副研究員，主任。浙江省安吉縣教育裝備中心，313300