教师在教学中可以充分利用学生生活中的易得器具、学习用品、玩具、手机等，开发出展示物理现象、启迪物理思维、揭示物理规律等寓教于乐的“非常规”物理实验，既简便易得生活化，又能很好地体现自创性、体验性、趣味性。下面，笔者将“非常规”物理实验分为“情境实验”“体悟实验”“探究实验”“创新实验”四类，通过列举、分析相关实验案例，梳理“非常规”物理实验的功能作用与育人价值。

一、情境实验——创设情境激发学生学习兴趣

创设情境是学生有效学习的基础，创设情境进行教学，在培育学生物理学科核心素养方面有着重要作用。在情境中产生疑难，在疑难中产生问题，引发学生认知冲突，促使学生积极思考，对其核心素养培育至关重要。教学中教师可以根据教学目标，利用生活中各种不起眼的物品，创设一些能使学生产生认知冲突，或与现实生活和已有经验相矛盾的情境，调动学生学习积极性，启发学生深度思维。

在进行自由落体教学中，可以把一张纸对折拆分成两张相同的纸，然后将其中一张纸揉成纸团，将纸团和纸张从同一高度同时静止释放，随即提出问题：两张纸谁先落地？两张纸质量相同，一个揉成团，一个是一张纸，为什么下落时间不一样呢？引发学生认知冲突。指导分析原因：物体体积不同、空气阻力大小不同，会影响其落体运动，导致下落的时间不同。在进行超重与失重教学时，可以自制失重演示仪（图1），将两个环形磁铁穿在一根筷子上面，初始两个环形磁铁异名磁极相对且静止于筷子上，将这一系统整体平稳抛出，会观察到两个环形磁铁相互吸引到一起，这是为什么呢？让学生带着问题学习。在学完超重和失重规律以后进行原因分析：两个环形磁铁被抛出后处于完全失重状态，环形磁铁与筷子之间的弹力为0，导致环形磁铁与筷子之间没有摩擦力，又因为环形磁铁间的相互吸引使得磁铁移动到了一起。

情境实验意在通过实验创设真实情境，并设置合适的问题，激发学生探究欲，培养学生通过观察实验现象发现问题、提出问题、解决问题的能力。

二、体悟实验——培养学生正确的物理观

物理观的建立需要学生在自我认知经验的基础上进行深度的提炼和领悟，体悟实验利用学生身边物品进行实验，让学生在实验中观察物理现象，用物理思维、学科观点等分析实验。

在进行力的合成与分解教学时，引导学生仔细观察衣服上的拉链，拉链在拉合后很难徒手掰开，可是一个小小的拉锁头却可以轻松拉开，这是为什么呢？先让学生观察拉锁头内部结构，引导学生从力学结构方面思考探究原理。用杯子和乒乓球定性研究圆周运动向心力。在圆周运动向心力的情境创设中，在杯子里面放一个乒乓球后倒扣在桌面上，设置问题：如何在手不接触杯子里乒乓球的前提下，让乒乓球离开桌面呢？然后指导学生快速转动杯子，使乒乓球沿杯子侧壁做圆周运动，随着角速度的增大，乒乓球与杯子间的弹力越来越大，乒乓球沿着水平方向做稳定的圆周运动，最后将杯子缓慢提起，因为杯中的乒乓球依旧在做水平方向的圆周运动，所以也随之离开桌面。

体悟实验意在利用学生身边易得到的物品创设直观情境，便于学生参与，以更好地引发学生思考并提出自己的一些猜想，让学生体悟现象背后的物理原因，使学生通过观察生活中的一些现象，提出有价值的物理问题，最后逐步形成提出问题、分析问题及解决问题的能力。

三、探究实验——启迪学生科学思维

科学探究既是学生学习目标，又是重要的教学方式之一。科学探究的形式多种多样，要避免让学生按教师或教材的既定步骤进行虚假探究，即只把注意力集中在与探究假设相符的物理事实上。此外，不用视频实验或PPT动画等多媒体实验代替真实实验，尽量不用制式的成套器材探究所谓的实验现象。

光的全反射演示。将矿泉水瓶侧壁开约为0.5厘米的口，倒入水放置在烧杯架上，将激光笔水平对准矿泉水瓶开口处，可以看见激光在水柱中的全反射，并且随着水流的流出水柱将发生变形，激光依然发生全反射，并随着水柱的变形“封闭”在水柱中（图2）。用松紧带、筷子、泡沫球制作简易波演示仪，然后进行波的形成和传播的可视化演示（图3）。传统制式波演示仪集成化程度高，内部用的是偏心轮，无法外在演示波的形成和传播，学生也就无法观察到质点间的相互作用，这导致学生对波的形成机理理解形式化、表面化。简易波演示仪用长80厘米、宽3厘米的松紧带每隔5厘米左右固定一根筷子，筷子一端固定直径为2厘米的泡沫球，然后将整个仪器水平固定在光具座上，驱动一端筷子在竖直方向上振动，可以直观地看到筷子之间逐渐起振，最后再将各点连成线以便于更形象地演示。

探究实验意在培养学生利用各种简易器材或物品设计科学的探究方案，通过改进已有制式仪器以更好地展示物理现象及内涵，进而引导学生参与实验探究，推理物理规律，解释物理现象，等等。

四、创新实验——树立科学态度与责任

学生的学习用品琳琅满目且设计精美，其中就有许多可以用来进行“非常规”物理实验。教师在教学中可以根据现实条件选取学生学习用品，采用适当的方法，提出合适的创新实验任务，在学习用品的构造、原理中提炼、挖掘物理实验素材。

修正带里的圆周运动。学生用的修正带，其结构含有丰富的圆周运动知识，在描述圆周运动的物理量学习中可以将废旧的修正带进行拆解，然后引导学生观察探索，在这一过程中不仅可以直观地将线速度、角速度等物理量进行定义解释，同时还能使学生更深刻地理解同齿轮边沿处具有相同的线速度等物理规律。智能手机的应用。教学中可以利用智能手机传感器进行创新实验，以解决传统实验中的一些困难之处。例如，利用手机物理工坊软件进行物理实验创新研究，可以方便快捷地进行向心加速度测量、磁感应强度测量、多普勒效应、声音振幅等实验，全过程数字化采集数据，实时图形化分析数据，随时随地进行实验，是对传统实验方式的有机补充。

创新实验意在促进学生理解科学、技术、社会、环境，逐渐形成科学的态度和强烈的责任感。同时善于从身边的现象中发现问题，然后从不同角度思考问题，创新性地解决问题，进而热爱自然、保护环境、节约资源等。

“非常规”物理实验以其多样化的器材来源，虽然简陋粗糙但十分便利好用，方便演示参与，越来越受到一线教师的重视。因此，教师在教学中要善于设计“非常规”物理实验，促使学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考，激发学生学习兴趣，挖掘学生潜能，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想及有所收获等。挖掘“非常规”物理实验的育人价值，引导学生经历科学探究过程，体会科学研究方法，养成科学思维，提升学生发现问题、提出问题及解决问题的能力，推动学生的质疑创新、个性化学习，最终形成良好的学科品质。

作者单位  西北大学附属中学