從四個(gè)作品案例看中學(xué)物理創(chuàng)意制作活動(dòng)

佟雪梅

【摘 要】本文以“神奇的凸透鏡”、“斜面壓力顯示器”、“自行車車輪摩擦力方向顯示器”、“鞋底摩擦力方向顯示器”四個(gè)創(chuàng)意作品為例，重點(diǎn)闡述了如何運(yùn)用創(chuàng)意作品解決中學(xué)物理教學(xué)中難以理解的知識(shí)點(diǎn)，以期為中學(xué)物理教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】中學(xué)物理;創(chuàng)意制作;全腦發(fā)展

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2021）16-0104-02

美國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家斯佩里教授說(shuō)過(guò)，人的左、右腦有著一定的分工，它們各有各的優(yōu)勢(shì)。人們?cè)谂﹂_(kāi)發(fā)左腦的同時(shí)，需活化右腦和上、中、下腦，大力開(kāi)發(fā)它們的功能，全面培養(yǎng)人的創(chuàng)造力和創(chuàng)造精神，使左、右腦和上、中、下腦協(xié)調(diào)、全面、整體發(fā)展，最后達(dá)到盡可能地全面開(kāi)發(fā)人的潛能的目的[1]。

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，許多知識(shí)都可以用創(chuàng)意作品來(lái)講解[2]。對(duì)于一些比較難理解的知識(shí)，如果能用創(chuàng)意作品來(lái)展示和講解，將大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。所以，物理創(chuàng)意作品制作活動(dòng)是物理學(xué)習(xí)中的重要活動(dòng)之一，是實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)的重要方式。

1? ?學(xué)生物理創(chuàng)意作品要求和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

作品要求：根據(jù)物理原理設(shè)計(jì)一項(xiàng)物理創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)或游戲，在比賽中要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示、答辯，要求構(gòu)思新穎，突出反映物理原理，趣味性強(qiáng)，所用材料或器材易找，注意實(shí)驗(yàn)安全。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：新穎性、趣味性占比30%，鮮明地反映物理概念或規(guī)律占比30%，材料易得占比10%，安全性占比10%，演示和答辯熟練、自然占比20%。

2? ?作品案例

2.1? 神奇的凸透鏡

【原理】凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用、凸透鏡成像;當(dāng)凸透鏡的凸起程度不同，焦距也不同。人眼睛的晶狀體會(huì)隨著物體遠(yuǎn)近不同調(diào)節(jié)厚薄，如圖1所示[3]。

【器材】凸透鏡、透明的氣球、水。

【實(shí)驗(yàn)操作】把凸透鏡放入氣球中，向氣球里注入適量的水。如圖2為調(diào)節(jié)凸透鏡的厚度，凸透鏡變薄時(shí)，焦距變大;變厚時(shí)，焦距變小。圖3為凸透鏡的變厚變薄，調(diào)節(jié)焦距，使不同距離的蠟燭的像呈現(xiàn)在墻（視網(wǎng)膜）上。

【創(chuàng)新性】

（1）可以連續(xù)變化焦距的凸透鏡。

（2）直觀演示眼睛看遠(yuǎn)處和近處物體，調(diào)節(jié)晶狀體厚薄的情況，使像呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上。

2.2? 斜面壓力顯示器

【原理】物體對(duì)斜面的壓力與下滑力隨著斜面角度的改變而改變。

【器材】模擬斜面一個(gè)（可改變角度）、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、鐵球一個(gè)。

【實(shí)驗(yàn)操作】

（1）利用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出壓力與下滑力的大小。當(dāng)斜面處于水平位置時(shí)，鐵球?qū)π泵娴膲毫ψ畲螅ń咏?N），測(cè)力計(jì)的示數(shù)為接近4N。

（2）改變斜面的角度（如圖4），鐵球?qū)π泵娴膲毫ψ冃?，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也變小，測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.5N（如圖5）。

（3）改變斜面的角度，斜面的傾斜度增大，壓力變小，測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.6N左右。

（4）改變斜面的角度，使它與水平面垂直，鐵球?qū)π泵娴膲毫榱悖瑴y(cè)力計(jì)示數(shù)為零。

【創(chuàng)新性】

（1）形象、直觀地測(cè)量和比較斜面受到的壓力、下滑力的大小及其變化。

（2）選用鋼球，滾動(dòng)摩擦力小，摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)幾乎沒(méi)有影響。

2.3? 自行車車輪摩擦力方向顯示器

【設(shè)計(jì)思路】學(xué)習(xí)摩擦力相關(guān)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，而學(xué)習(xí)自行車車輪所受摩擦力的方向時(shí)往往更加混亂，所以制作出自行車車輪摩擦力方向顯示器。這樣既可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，效果明顯，也可以幫助學(xué)生直接理解自行車兩個(gè)車輪摩擦力的方向不同[4]。

【原理】摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。

【制作材料】自行車模型一個(gè)、502膠水、防滑地墊。

【制作過(guò)程】用防滑地墊剪裁出條形橡膠顆粒，用502膠水把橡膠顆粒粘貼在自行車模型的兩個(gè)輪子上。

【創(chuàng)新性】整個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察橡膠顆粒的方向來(lái)判斷車輪摩擦力的方向，操作簡(jiǎn)單，相比在平時(shí)用一些理論性的依據(jù)判斷摩擦力方向，它更加直接、明了，思路簡(jiǎn)單，效果突出，學(xué)生一看就能明白自行車兩個(gè)車輪摩擦力方向的不同。自行車車輪摩擦力方向顯示器如圖6所示。

2.4? 鞋底摩擦力方向顯示器

【設(shè)計(jì)思路】腳向后蹬地時(shí)，受到的摩擦力向前，所以人向前走。這個(gè)現(xiàn)象如果能用器材展示出來(lái)，就能使學(xué)生清晰理解摩擦力的方向，所以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)器材：顯示鞋底受到的摩擦力方向，同時(shí)LED箭頭燈器材，直觀地顯示受到的向前（或者向后）的摩擦力。

【材料】鞋、毛刷、發(fā)光二極管、焊接版、電線等。

【原理】

（1）腳向后蹬地時(shí)，受到的摩擦力向前，所以人向前走。

（2）電路圖見(jiàn)圖7。①當(dāng)腳向后蹬地，開(kāi)關(guān)K1閉合，接通上面和中間的燈系，向前的箭頭燈與f 燈同時(shí)發(fā)光。②當(dāng)腳向前蹬地，開(kāi)關(guān)K2閉合，接通下面和中間的燈系，向后的箭頭燈與f 燈同時(shí)發(fā)光。

【實(shí)驗(yàn)操作】

（1）當(dāng)腳向后蹬地，鞋底受的摩擦力方向向前，向前的LED箭頭燈亮，同時(shí)f（表示摩擦力）燈也亮。

（2）腳向前蹬地，鞋底受的摩擦力方向向后，向后的LED箭頭燈亮，同時(shí) f（表示摩擦力）燈也亮，如圖8。

【創(chuàng)新性】靜摩擦力的方向很難理解，本作品能夠顯示鞋底受到的摩擦力方向，同時(shí)用LED箭頭燈器材，可以直觀顯示摩擦力的方向。設(shè)計(jì)的電路中的f 燈可以分別與上、下系列箭頭燈相連，電路具有創(chuàng)新性，目前還沒(méi)有這種器材，整體設(shè)計(jì)都是創(chuàng)新的。

這些作品涉及的物理知識(shí)是中學(xué)物理中學(xué)生比較難以理解的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)創(chuàng)作物理創(chuàng)意作品，學(xué)生能更好地理解知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣，有利于為國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張菊生.主動(dòng)發(fā)展與研究性學(xué)習(xí)[M].長(zhǎng)春：吉林人民出版社，2002.

[2]謝國(guó)生.全腦智力開(kāi)發(fā)與心理訓(xùn)練系統(tǒng)[M].長(zhǎng)春：吉林人民出版社，2004.

[3]教育部師范教育司組編.龔春燕與創(chuàng)新學(xué)習(xí)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2007.

[4]課程專業(yè)委員會(huì).基礎(chǔ)教育課程改革的趨勢(shì)[M].北京：人民教育出版社，2003.