物理社團(tuán)實(shí)踐教學(xué)方式探究
——以改進(jìn)牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例

辛雪麗天津第一商業(yè)學(xué)院，天津 300180

物理社團(tuán)實(shí)踐教學(xué)方式探究
——以改進(jìn)牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例

辛雪麗
天津第一商業(yè)學(xué)院，天津 300180

傳統(tǒng)的教學(xué)只重視師生之間的聯(lián)系、溝通，現(xiàn)代教學(xué)論要求學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，同學(xué)之間應(yīng)該相互交流合作，社團(tuán)活動(dòng)提供了這樣的一個(gè)平臺(tái)。通過改進(jìn)牛頓第二定律的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)例證，說明物理社團(tuán)的開設(shè)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，開闊了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，通過相互學(xué)習(xí)，相互交流，使學(xué)生思維模式向著立體化和多向化方向發(fā)展，既培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識(shí)，又提高了學(xué)生的各種能力。

社團(tuán)活動(dòng)；學(xué)生；案例；能力

構(gòu)建物理社團(tuán)意義重大。物理社團(tuán)活動(dòng)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，有助于激發(fā)學(xué)生探索自然、理解自然的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力；使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理對(duì)科技進(jìn)步，對(duì)文化、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的影響，幫助學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活；提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)和綜合職業(yè)能力，幫助學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

一、構(gòu)建物理社團(tuán)應(yīng)注意的問題

1.教師的備課方面。開放式的實(shí)驗(yàn)題目的選擇在備課中是很重要的內(nèi)容，要求學(xué)生現(xiàn)有能力可獨(dú)立依據(jù)教材原理進(jìn)行操作，又有可在原理和操作上進(jìn)行注意和改進(jìn)的方面，教師除了熟悉教材和教學(xué)內(nèi)容外，要求備學(xué)情，對(duì)結(jié)果有所預(yù)設(shè)，以便給予學(xué)生合適的引導(dǎo)，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

2.活動(dòng)組織方面。社團(tuán)活動(dòng)利用學(xué)生課余時(shí)間，每周一至兩次；活動(dòng)中可把任務(wù)點(diǎn)分成模塊，模塊涉及的內(nèi)容不宜多，要給學(xué)生更多主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)。同時(shí)用攝像設(shè)備攝錄學(xué)生講課的過程，共同分享，教學(xué)相長，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)例證

老師提出問題：本實(shí)驗(yàn)在實(shí)施中存在著哪些問題？學(xué)生采用頭腦風(fēng)暴法各抒己見，老師在此基礎(chǔ)上歸納總結(jié)如下。

1.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差大。采用小車為研究對(duì)象，托盤和鉤碼的重力提供外力，要求小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤和鉤碼的總質(zhì)量。實(shí)際操作中，鉤碼和托盤的總質(zhì)量與小車的質(zhì)量差達(dá)不到要求的程度，鉤碼和托盤與小車用輕繩連接，加速度相同，系統(tǒng)誤差不可避免。

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理困難。實(shí)驗(yàn)中使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，處理紙帶，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算加速度，計(jì)算相對(duì)繁瑣，同時(shí)出現(xiàn)了第二次誤差。

3.實(shí)驗(yàn)操作難度大。實(shí)驗(yàn)中利用力學(xué)知識(shí)對(duì)摩擦力進(jìn)行了平衡操作，墊高薄木板，使小車沿斜面向下的重力的分力與摩擦力相等，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要達(dá)到上述目的，需要多次操作，多次打點(diǎn)；而教材提供的兩輛小車同時(shí)運(yùn)動(dòng)的方案令學(xué)生教師操作實(shí)驗(yàn)難度更為加大。

針對(duì)上述三個(gè)問題，社團(tuán)的學(xué)生認(rèn)真討論研究，并求助于老師幫助，三個(gè)問題逐一擊破。第一，解決平衡摩擦力的困難：利用氣墊導(dǎo)軌（是我們教學(xué)及實(shí)際中減小摩擦的有效措施）實(shí)現(xiàn)光滑斜面。第二，小車重力的分力（沿斜面向下的分力）直接充當(dāng)合外力，本實(shí)驗(yàn)不用托盤和鉤碼。第三，加速度a的測量利用數(shù)字計(jì)時(shí)器的加速度功能完成，再使用電腦軟件圖表功能作出a跟F、a跟1/m的關(guān)系圖線。

學(xué)生擊破三個(gè)問題之后，開始進(jìn)行具體的分析研究，先是理論研究。實(shí)驗(yàn)基本原理如下：

圖1

圖2

小車沿光滑斜面下滑，受力情況如圖1所示：小車受到重力和支持力作用。學(xué)生利用力的分解知識(shí)將其重力分解為G1和G2，如圖2。G2和F支平衡，其合力為：F=G1=mgsinθ，又因?yàn)椋簊inθ=h/L，（h為斜面的高，L為斜面的長），所以：F=mgh/L。

沿光滑斜面下滑的小車所受的合外力就是F= mgh/L，由氣墊導(dǎo)軌近似實(shí)現(xiàn)光滑斜面，導(dǎo)軌長度就是斜面的長度而保持不變，g是常量。m不變時(shí)，要改變F只需要增加高度；F不變時(shí)，就是使mh之積不變，要改變物體的質(zhì)量m，就要反方向的改變h。

加速度a的測量利用數(shù)字計(jì)時(shí)器的加速度功能完成，小車（帶有寬度l=3cm的擋光片）通過兩個(gè)光電門分別記錄t1、t2和Δt，由此可得，通過兩個(gè)光電門的速度分別為這個(gè)過程可由電腦軟件Excel完成，利用軟件在各列中分別輸入，A列t1、B列t2、C列Δt、D列a，設(shè)立好公式即可得出相應(yīng)結(jié)果，還可以利用它的圖表功能作出a跟F、a跟1/m的關(guān)系圖線。

具體的實(shí)驗(yàn)操作：

1.m一定時(shí)，研究a跟F的關(guān)系。使小車質(zhì)量m不變，要增加物體受到的外力F，由F=mgh/L可知，只需要增加高度即可，實(shí)驗(yàn)中增加等厚墊塊個(gè)數(shù)達(dá)到成倍地增加h，簡單、方便、易理解。

2.F一定時(shí)，研究a跟m的關(guān)系。改變小車質(zhì)量m（利用配重片加倍小車質(zhì)量）時(shí)，要使F一定，減少等厚墊塊的個(gè)數(shù)，使mh乘積不變。

師生共同總結(jié)，得出本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)如下。

1.氣墊導(dǎo)軌是阻力極小的儀器，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

2.數(shù)字計(jì)時(shí)器有加速度a功能，測量中不會(huì)受運(yùn)動(dòng)與停止的影響，測量更精確，讀數(shù)更直觀。利用電腦軟件Excel計(jì)算減少了運(yùn)算量，降低難度。

3.合力用F=mgh/L，改變墊塊數(shù)量來調(diào)節(jié)F，減小了因其它因素造成的誤差。

4.用Excel的圖表功能作出的a跟F、a跟1/m的關(guān)系圖線能更直觀地得出正比例關(guān)系。

三、結(jié)論

物理社團(tuán)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，開闊了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)生思維模式向著立體化和多向化方向發(fā)展；物理社團(tuán)還有利于培養(yǎng)競爭意識(shí)，造成了一個(gè)相互激勵(lì)，相互促進(jìn)的有利環(huán)境；物理社團(tuán)既利于合作意識(shí)的培養(yǎng)，又利于提高學(xué)生的各種能力。

［1］李萌.提升高職學(xué)生職業(yè)素質(zhì)重要平臺(tái)——學(xué)生社團(tuán)［J］.價(jià)值工程，2011，（6）.

［2］吳冬梅，孫勇.發(fā)揮學(xué)生社團(tuán)在大學(xué)生思想政治教育中的作用［J］.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2005，（1）.

［3］李栓久.加強(qiáng)學(xué)生社團(tuán)建設(shè)，開辟學(xué)生思想教育工作的新途徑［J］.西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2004，（6）.

［4］束炳如，何潤偉.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理（必修1）［M］.上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2007.

責(zé)任編輯：陳 卓 陳 巖

Activities of Student Physics Society——A Case of Demonstration Experiments to Improve Newton’s Second Law

XIN Xue-li
（Tianjin the Fist Commercial School，Tianjin 300180）

The traditional teaching focuses only on the contact and communication between teachers and students，while the modern pedagogy advocates active learning，mutual exchanges and cooperation among the students，for which the society activities provide such a platform.Taken the demonstration experiment of improving Newton’s second law as an example，the paper illustrates that the founding of the physical society can arouse the students’enthusiasm of learning physics，broaden the students’creative thinking through mutual learning and exchanges，develop the students’thinking toward three－dimension and multi－direction，cultivate the sense of cooperation and improve the students’various abilities.

society activity；students；case；ability

G642.0

A

2095－5537（2014）04－00040－02

2014-05-16

辛雪麗（1976—），女，漢族，天津市人，天津市第一商業(yè)學(xué)校講師，碩士研究生。研究方向：物理理論。