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高中物理论文：高中趣味物理游戏设计初探,
高中物理论文：高中趣味物理游戏设计初探
一、开展趣味物理游戏的意义
趣味物理游戏是校园科技活动中不可缺少的一部分。开展物理游戏活动，可以让学生在轻松愉悦的氛围中，领略到自然界的美妙与奥秘，极大地激发他们探求科学的欲望和学习物理的兴趣；同时，也使学生在“玩”的过程中不知不觉地锻炼和提高了动手能力、思维能力和创新能力。
二、高中趣味物理游戏设计的原则
趣味性原则：这是设计物理游戏首先必须考虑的原则。设计的游戏，可以“新”、“奇”、“绝”、“妙”、“疑”等为特点，来吸引学生踊跃参与，令学生感到兴趣盎然。
挑战性原则：由于高中阶段的学生已经具备了一定的认知水平和动手能力，因此设计的物理游戏不可过于简单，应具备一定的挑战性。挑战性可以是知识、思维方面的，也可以是游戏操作技巧方面的。对于只需简单动手操作的游戏，则可以限定时间完成。
简易性原则：游戏设计最好能采用现成的简易装置或利用废旧材料，这样不但可以节约成本，而且更能让学生感受到物理与生活的紧密联系。
教育性原则：设计的每个物理游戏都要有明确的教育目的。游戏仅仅是一种手段，是一种活动形式，而培养学生的动手能力、思维能力和创新能力才是活动真正的目的和意图。因此，我们要尽量做到“寓教于乐”。
安全性原则：游戏的内容、方式、过程甚至活动环境的选择等都要确保学生的安全。
三、趣味物理游戏的活动组织形式
趣味物理游戏的每一个游戏都必须有裁判员或主持人，可由该游戏的设计者或“玩具”制作者担任；每个游戏通常都必须有明确具体的游戏规则或玩法，可由裁判员或主持人负责讲解，并监督和检查参与者是否成功。
四、常见趣味物理游戏的类型
下面介绍几种较为常见的物理游戏类型，并对各类型列举一些典型实例加以说明。
1．简单操作比赛类
这类游戏通常涉及的物理知识、物理原理简单易懂，学生主要是在“玩”中找到乐趣。例如“正字反写”、“弹指神功”、“空杯运球”、“气球运水”、硬币搭桥”、“大鱼吃小鱼”、“巧渡水雷区”等都是学生喜闻乐见的游戏类型，由于篇幅有限，只讲部分例子。
①“正字反写”游戏规则：如图1a所示，要求参与者正对着前面的镜子，在一分钟内上写出一个成语来，该成语从镜子上看，必须是正立的，方为成功。这个游戏涉及的物理原理很简单，却能使学生在玩的过程中，更好地理解和认识镜面成像原理，也在无形中锻炼和培养了学生的想象力。
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②“弹指神功”如图1b所示，参与者每人8枚硬币，将其中七枚叠在一起，剩下的1枚做zi弹，看谁能在最短的时间内把这7枚硬币从下到上逐一射出来，最快的那一位获胜。这也是个原理很简单的游戏，却能让学生在宽松的气氛中认识惯性的简单应用，这比老师的课堂说教收到的效果要好得多。
③空杯运球
桌子上放着一些乒乓球，不能用手拿，只提供一只一次性塑料杯，要求将乒乓球移到另一个桌面上而不能落地，在规定的时间内搬球多者获胜。当然，这个游戏就需要一定的技巧，但学生还是能想到用塑料杯倒扣住乒乓球，然后旋转杯子，让乒乓球在杯内作圆周运动，达到一定速度后，球便不会从瓶内掉下来，便可把球迅速地搬到另一个桌面上。学生在参与这个游戏的过程中，可能没有去考虑球为什么不会掉下来，但这个过程性体验对我们的课堂教学很有帮助，往往可以收到事半功倍的效果。
通过上面的例子，我们可以看到虽然这类游戏没有给学生太多的物理知识却在游戏过程中给学生更多直觉感知和体验，对激发学生学习兴趣、想象空间，以及可能产生的顿悟闪现等等都起着很大的作用，有利于右脑功能的开发，这些都是课堂教学所不能及的。
2．头脑奥林匹克类
该类游戏往往需要参与者有较扎实的物理基础，能够较灵活地应用所学物理知识、物理原理解决一些实际间题。该类游戏往往出奇制胜，令人拍案叫绝，能极大地启发学生创造性思维。例如“巧叠木块”、“未敲先知”、“以一顶十”、“识金辨银”、写找重心”、“刺不破的气球”等。
①巧叠木块
游戏规则：参与者在30秒内将5块木块叠在一起，谁能使最上面的木块比最底下的木块伸出的长度长，谁就获胜。实际上这是一道来自计算力矩求重心的竞赛题。很多学生都是习惯性地从下往上叠，由于方法不对结果当然不佳。正确的方法是先调节最上面的木块伸出第二块木块达到临界平衡，然后，不动第一块，调节第二块相对下面一块的位置，使上面两块达到临界平衡，依次往下调节，便可叠得如图2所示。通过游戏比赛的形式，引发学生思考如何灵活地用所学知识解决实际间题，这样印象会更深刻，同时该游戏也培养了学生的逆向思维能力。
②“未敲先知”（辨别生蛋、熟蛋）
游戏规则：不能砸破蛋壳，看谁能尽可能多地设计出方案，来辨别出哪个是生蛋，哪个是熟蛋，由于“尽可能多”的激励作用，加之置身于游戏比赛这轻松的氛围中，学生们表现出极为热烈的参与激情，设计灵感相互迸发，思维之花朵朵绽放。例如，有的同学想到用橡皮圈将蛋箍紧，各挂在一条同样的线上，再分别把这两个鸡蛋扭转相同的圈数以后一同放开。结果熟蛋在转回到它的原来位置后，又往反方向扭转回去，然后又退转回来，这样来回扭转多次，才逐渐停下来。但是生蛋却只来回扭转三四次，在熟蛋还没停止时早就停下来了。也有同学想到更简单的办法，即把要判别的蛋放到一只平底盘上，用两只手指使它旋转。如果是熟蛋，则它旋转起来就会比生蛋快得多，而且转的时间更久。而生蛋呢，只能转几下就停下来。也有其他奇奇怪怪的想法，这里就不罗列了。
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这个游戏鼓励了学生多角度分析间题，多想几种方法解决间题；引导学生以开放性的视角，开放性的思维去解决日常生活中所遇到的间题，从而培养学生的发散性、创新性思维能力。
③以一顶十
游戏规则：不能借助其它任何东西，看看谁能用1枚铁钉顶起10枚铁钉。这是一个很有挑战性的游戏，学生们都跃跃欲试，却难倒很多学生，甚至被认为是不可能的。此时如果主持人能把这被认为不可能的“以一顶十”摆出来（如图3），这个游戏带给学生的不止是如何活用共点力平衡与转动平衡的知识解决实际间题，更重要的是它能给学生以震撼，冲击学生的定势思维。
3．奇思妙想类
这类游戏大多是以组队形式参加，并须预先按照参赛要求设计或创作好参赛作品或方案，届时方可在现场参赛并由教师组织评比。因此，组织者必须预先公布所要比赛的项目及评分标准。这类比赛虽说是游戏，却能极大地激励学生独立思考、勇于探索、善于想象，敢于标新立异，敢于创造发明，能极大地激发学生的创造潜能；同时对培养和锻炼学生的动手能力和团队协作能力都很有帮助，给广大学生提供一次展现自己聪明才智的好机会。
①高空坠蛋
要求参赛选手自行设计一套鸡蛋保护系统，使得一枚生鸡蛋在此系统的保护下从20m～30m的高空自由落下而不致摔破。保护系统所用的材料及实现方法不限。参赛选手可发挥想象，自主完成设计制作。但整个系统（包括鸡蛋在内）不得超过1．5kg。参赛选手首先要保证鸡蛋落地不摔碎才有资格评奖，在此基础上我们再根据所设计的保护系统的质量、创意、取材、造型、原理等分出名次。
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