掌握工具，使用工具，是物理學(xué)習(xí)的深化“助學(xué)劑”

劉陶然

摘 要：①螺絲刀、測(cè)電筆、電烙鐵、多用電表等是常見的修理工具。通過(guò)掌握工具（了解、掌握工具的性能與功用），使用工具，我們能夠解決許多日常生活中與“物理知識(shí)”有關(guān)的問題（如家用電器修理、電路線布局等）；②通過(guò)掌握工具，使用工具，中學(xué)生可以提高對(duì)課本知識(shí)內(nèi)容的實(shí)踐參與、實(shí)踐設(shè)計(jì)和自主探索，培養(yǎng)動(dòng)手能力，提高對(duì)物理知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)所學(xué)知識(shí)起到深化作用；③掌握工具，使用工具，中學(xué)生通過(guò)參與更加接地氣的家庭維修實(shí)踐，可以將物理課本的知識(shí)內(nèi)容自覺地實(shí)用化，實(shí)現(xiàn)“學(xué)以致用”，養(yǎng)成“小處著手，認(rèn)真細(xì)致，堅(jiān)持不懈”的動(dòng)手習(xí)慣，也是對(duì)物理學(xué)習(xí)的助學(xué)深化和毅力精神的有益磨練。

關(guān)鍵詞：工具；使用；深化助學(xué)

螺絲刀、測(cè)電筆、電烙鐵、多用電表等是常見的修理工具，許多中學(xué)生都不陌生。人們也經(jīng)常會(huì)使用一些對(duì)應(yīng)的修理工具，解決一些日常生活中的與“物理知識(shí)”有關(guān)的問題，如家用電器修理、電路線布局等。

青少年學(xué)生喜歡探索，容易對(duì)未知的事物產(chǎn)生好奇和興趣。有時(shí)候，通過(guò)使用普通的工具，就可以獲得探索實(shí)踐的樂趣，接觸應(yīng)用到許多日常生活中的物理知識(shí)，從中發(fā)現(xiàn)一些藏在現(xiàn)象背后的原理，提高對(duì)物理這一門學(xué)科的感性認(rèn)識(shí)。而在嘗到了運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的樂趣，往往就會(huì)更容易愉快地、主動(dòng)地投身于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中。

結(jié)合到學(xué)習(xí)，中學(xué)物理是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門學(xué)科。通過(guò)掌握工具（了解、掌握工具的性能與功用），使用工具，中學(xué)生可以提高對(duì)課本知識(shí)內(nèi)容的實(shí)踐參與、實(shí)踐設(shè)計(jì)和自主探索，可以幫助我們更好地實(shí)現(xiàn)“物理過(guò)程”，達(dá)到“會(huì)看”、“會(huì)想”、“會(huì)探”、“會(huì)說(shuō)”的主要目的。在動(dòng)手實(shí)踐中經(jīng)過(guò)觀察和探索，能夠更好地理解所學(xué)的知識(shí)與原理，同時(shí)還可獲得更多與課本內(nèi)容相關(guān)的深入的知識(shí)。

舉個(gè)例子。如掌握和使用小功率電烙鐵工具，與初中物理中“熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)”知識(shí)的學(xué)習(xí)與深化問題。

初中物理八年級(jí)上冊(cè)第三章《物態(tài)變化》中有關(guān)于“熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)”的知識(shí)章節(jié)，介紹了晶體和非晶體的分類基礎(chǔ)知識(shí)，列舉了許多常見晶體如金、銅、鐵、鎢、鋁、鉛、錫等，以及該類晶體的熔點(diǎn)（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）。

假如我們使用一部小功率（20W）吸錫式電烙鐵工具，使用焊錫絲材料，進(jìn)行電子元件及導(dǎo)線的焊接。那么通過(guò)工具使用，會(huì)對(duì)我們學(xué)習(xí)這一章節(jié)的知識(shí)，有什么特別相關(guān)的學(xué)習(xí)延伸呢？

這時(shí)候我們就會(huì)“遇到”一個(gè)關(guān)于焊錫熔點(diǎn)的關(guān)鍵問題。從課本的知識(shí)學(xué)習(xí)中，我們知道錫的熔點(diǎn)是232℃，鉛的熔點(diǎn)是328℃。那么，由錫和鉛組成的合金（焊錫絲，稱為共晶焊錫，錫占63%，鉛占37%），它的熔點(diǎn)會(huì)是多少？按一般判斷，會(huì)是高于錫的熔點(diǎn)和鉛的熔點(diǎn)嗎？這正是課本中沒有提到，卻非常有知識(shí)延展性也非常有意義的問題。

通過(guò)使用電烙鐵工具，我們會(huì)獲得非常有趣的答案：由錫和鉛組成的合金共晶焊錫，它的熔點(diǎn)是183℃，不僅明顯低于鉛的熔點(diǎn)（328℃），也低于錫的熔點(diǎn)（232℃）。

這樣的答案，是課本知識(shí)中沒有提到的，卻又在不脫離課本內(nèi)容基本范疇的情況下，增加了學(xué)生的類別知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)開拓了中學(xué)生的知識(shí)視野。如：①晶體的知識(shí)：除了課本中列舉的常見晶體外，由各金屬組合的合金也屬于晶體類別，稱為共晶合金，常見的還有如由鋁和銻組成的合金保險(xiǎn)絲等；②共晶合金的熔點(diǎn)：一般情況下比組成它的單個(gè)金屬要低，當(dāng)合金組分中，某一成分占主導(dǎo)時(shí)，熔點(diǎn)會(huì)接近并低于此金屬（形成這一熔點(diǎn)的原因，在此不作申論，但無(wú)疑可以激發(fā)學(xué)生對(duì)材料科學(xué)的探索與研究興趣）；③熱導(dǎo)率及材料知識(shí)：20W功率的電烙鐵，工作中烙鐵頭的溫度約在350℃，而烙鐵頭主材是銅，銅熔點(diǎn)約1083℃，熱導(dǎo)率高（397w/m·k），金屬中熱導(dǎo)率比較，銀>銅>鋁>鐵>錫>鉛，同時(shí)銅質(zhì)堅(jiān)韌、延展性好，價(jià)格適宜，因此用材上是優(yōu)選；④開拓眼界，激發(fā)興趣：對(duì)材料科學(xué)的基礎(chǔ)教育與研究有促進(jìn)作用，對(duì)中學(xué)生的未來(lái)人生發(fā)展有所幫助。

中學(xué)生掌握工具，使用工具，通過(guò)參與更加接地氣的家庭維修實(shí)踐，可以將物理課本的知識(shí)內(nèi)容自覺地實(shí)用化，實(shí)現(xiàn)“學(xué)以致用”，養(yǎng)成“小處著手，認(rèn)真細(xì)致，堅(jiān)持不懈”的動(dòng)手習(xí)慣，也是對(duì)物理學(xué)習(xí)的助學(xué)深化和毅力精神的有益磨練。

如高中物理課本選修3-1第二章中，有“多用電表的原理”的知識(shí)章節(jié)，通過(guò)對(duì)多用電表工具的掌握和使用，中學(xué)生在日常家庭維修活動(dòng)中，可以“小處著手”，發(fā)揮自己的作用，鍛煉自己解決問題的能力，在物理知識(shí)走進(jìn)生活的過(guò)程中，深化自己的學(xué)習(xí)。

舉幾個(gè)小例子。如下：①家庭配電箱空氣開關(guān)的檢測(cè)?？諝忾_關(guān)的故障很難通過(guò)眼觀直視來(lái)確定，有時(shí)候配電箱發(fā)生了電路短路故障，所關(guān)聯(lián)的空開，有的會(huì)被電火花燒灼（無(wú)變形）。如何真實(shí)地判斷空開是否正常，還可否使用？使用數(shù)字式多用電表，根據(jù)空開“合上，電阻數(shù)值極其小趨于零；斷開，電阻數(shù)值無(wú)窮大”的正常工作原理，在空開合上與斷開兩種狀態(tài)下都進(jìn)行電阻檢測(cè)，從而準(zhǔn)確判斷空開的好壞再進(jìn)行合理更換；②家庭暗埋電線的位置測(cè)定。室內(nèi)電線為暗埋，外墻涂料，如線路故障要排除，就需要確定電線的位置。使用數(shù)字式多用電表，調(diào)交流電壓200mV檔，紅表筆“V·Ω”插座，黑表筆“COM”插座。黑表筆接地方向，紅表筆從待測(cè)電線位置（如電源插座）緊靠墻壁移動(dòng)，這時(shí)表上數(shù)字越大，表示越近電源線；如數(shù)字變小，則表明偏離了電源線的位置，據(jù)此便可判斷出墻內(nèi)電線的走向；③家用電池的檢測(cè)。家里的遙控器、鬧鐘、門鈴、電子血壓計(jì)等，有時(shí)是其中一節(jié)電池電容不足而影響了整組電池的使用，如沒有方法檢測(cè)，很有可能會(huì)把整組電池一起扔掉，形成浪費(fèi)。根據(jù)電池“容量遞減，電壓隨降，當(dāng)電壓低于額定值后容量就很小”的原理特點(diǎn)，使用數(shù)字式多用電表來(lái)測(cè)電壓。當(dāng)測(cè)試電壓低于額定電壓10%時(shí)，電池電容雖在減少，但還可在放電深度小的電器上使用，如石英鐘、遙控器等；當(dāng)測(cè)試電壓低于額定值20%時(shí)，電池基本報(bào)廢。

在物理學(xué)習(xí)中，有一種現(xiàn)象值得引起重視并加以正確引導(dǎo)。有的青少年學(xué)生輕視動(dòng)手，存在偏見，認(rèn)為使用工具“易臟亂，沒形象”，沒有體現(xiàn)物理知識(shí)的“高大上”光輝，其實(shí)，如果小處著手，深入實(shí)踐和思考，也能有學(xué)習(xí)上的大收獲。

參考文獻(xiàn)

[1]電烙鐵：使用說(shuō)明書.

[2]數(shù)字式多用電表：使用說(shuō)明書.