课外实验和趣味实验的开发与研究

曹永耀

注：2015年河南省教育技术装备和实践教育研究立项课题PZS148（河南省教育厅 教技装【2016】35号）

如果把物理比做一扇紧闭的大门，那么实验就是打开这扇门的钥匙。物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学。物理规律是在对生产、生活中的一些现象考察和再实验的基础上，认真思考总结得来的。我们耳熟能详的物理定理、定律，大都是通过实验得出的，如卡文迪许扭秤实验测出了引力常量，法拉第十年坚持实验发现了电磁感应现象，卢瑟福的α粒子散射实验证明原子的核式结构等。实验就是科学家砥砺前行的灯，照亮他们科学之路。实验对于物理是如此的重要，所以没有实验的物理就不是完整的物理。

就现在高考而言，实验能力是高考重点考察的五大能力之一，要求学生能明确实验目的，理解实验原理和方法，使用仪器观察分析实验现象，记录并处理实验数据；就物理课堂而言，实验也是不可或缺的一环，无论是课前引入还是课上验证，都是非常重要的教学手段。但对于许多二类高中来说，学校的硬件设施、学生的薄弱基础都严重制约了实验真正的重要作用。高考中并不体现学生的动手能力，所以实际情况是实验课成为理论课，讲述代替了操作，偶尔会有演示实验，也只是蜻蜓点水般的一闪而过，分组实验对于一个庞大的班级来说几乎是不可实现的。种种原因的存在使得以实验为基础的物理学科变得重理论轻实验，重课本轻动手，重死记轻变化。很多需要通过实验了解的现象变成了空洞的讲授，学生毫无感觉，反而觉得物理脱离生活，不易理解，偏、难、怪成了物理的代名词，以至于许多学生由此产生放弃学习物理的念头。

新一轮的高考改革即将到来，鉴于实验与当前物理课堂的矛盾，如果我们仍僵守固化，便会跟不上时代潮流。由此我认为课外实验和趣味实验能补充课内实验的不足，贴近学生的生活实际，从而激发学生学习物理的兴趣，让学生动手动脑获得学习物理的感性材料，加深学习物理知识和规律的理解。由此我们设想怎样把课外实验和趣味实验与当前的物理课堂相互联系？既不与传统物理实验冲突，又可以与学习相辅相成呢？我准备从以下三个方面着手去操作：

（1）课前穿插课外实验和趣味实验：兴趣是最好的老师，一个好的开始是成功的一半，当我用趣味实验导入新课，不仅让枯燥的物理变得有趣起来，也让学生对本节课充满了好奇和想象。例如讲授电磁感应章节中自感现象时，利用日光灯里的镇流器做“千人震实验”，让学生真实参与从而感受实验的魅力，并趁机抛出问题，引入新课，让他们带着兴奋和刺激去学本节课，试想这节课他们还会睡觉、看课外书吗？课前的引入就是让学生知道物理真的是可以出彩的。

（2）课堂上的演示：实践是检验真理的唯一标准，当我们在课堂上讲解某个定理或结论时，基本都是理论上的，要求学生记住而不需要问为什么。此时如果我们用趣味实验或课外实验来进一步的验证，既能说明理论的正确性，同时也让学生真正学习物理背后的方法，例如学习完摩擦力中最大静摩擦力和滑动摩擦力后，我们会告知学生最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，然后就没有然后了，只是让他们记住，对，就是记住！如果我们通过实验求出最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小，定量比较二者的数值关系，那么就事实胜于雄辩了。一个老师设计用弹簧秤、滑块和红色小物块进行实验，用弹簧秤拉动滑块，当摩擦力突变时，红色小物块会留在弹簧秤上，读出读数进行比较。当然也可以用传感器直接找到静摩擦力和滑动摩擦力大小验证结果。

（3）课后的延续：课堂的结束不意味着学习的终结，一个巧妙的课外实验可以让学生有进一步学习的机会。例如学完电磁驱动和电磁阻尼后，讓学生利用磁铁和身边的锡箔纸动手做一个演示模型，当磁铁来回晃动时，锡箔纸的纸片会慢慢跟随摆动；也可以让锡箔纸动起来，磁铁不动，它会比正常摆动更快地停下来。通过自己的亲身实践，不仅加强了学生的动手能力，也与课本上的知识交相呼应，一举多得。

课外实验与趣味实验能够很好地填补传统课堂的枯燥乏味，改善基础实验的单一性，提升了学生学习的积极性。实践证明，这样做效果突出，学生在课堂上主动学习，主动发问，主动思考。睡觉的少了，回答问题的多了；迷茫的少了，积极展示的多了。课外实验和趣味实验发挥出了强大的能量，但如何利用好也是一个关键问题，需要我们做好前期的准备工作，所以我准备从三个角度提出合理化建议。

建立课外实验资源库：我们专门由两个老师做实验的搜集和整理工作，这些实验来源于课本上的科学足迹和做一做，也有的来自于资料上的创新实验，也可以从网络和一些科学节目中借鉴，如《是真的吗？》《科学大求真》等。有了一个实验资源库，我们讲课时随时都可以拿出来运用，一次建立，终身受用。

成立物理兴趣小组：从班级里挑选热爱科学，善于动手的学生参加，利用课余时间去实验室设计实验，改进实验，甚至于创新实验。有时间的话利用周末去参观工业园内的电子厂，新能源汽车厂等，丰富知识，开阔视野。当然必要的组规和要求能保证小组规范地操作和学习。

他山之石，可以攻玉：闭门造车与当前教育理念不符，我们积极与外校合作，共同讨论本课题的实践意义，组织老师去一些名校参观学习，相互交流，特别是参加省里组织的实验创新大赛，从中汲取了许多宝贵的经验。

在课改的春风下，物理课堂也在寻求突破，打破原有模式，课外实验和趣味实验就是一个很好的抓手，以此为契机，让更多的学生重新爱上物理、学习物理、开发物理，让物理真正“悟理”是我们最大的愿望。

（作者单位：河南省襄城县实验高中）