執(zhí)物理金盾筑安全長城

王興臣　楊冠軍

【摘要】針對學生橫穿馬路、翻越墻頭、用電、輻射防護等安全隱患現(xiàn)象，從物理學角度對安全事故可能造成的傷害進行了定性、定量分析，實現(xiàn)物理教學與學生安全教育融合。利用物理數(shù)據(jù)來是學生獲得安全體驗，敲響安全警鐘、喚醒學生安全意識，提出了制作與物理知識相關的安全教育微課的思路。

【關鍵詞】物理教學 安全教育 融合 案例 微課 物理學是一門以實驗和自然現(xiàn)象、實際生活為基礎的學科，有著很強的理論性和廣泛的實踐性。新課標強調(diào)，物理學習生活化，注重學生對自然現(xiàn)象、生產(chǎn)生活實際所蘊含的物理規(guī)律的體驗。從心理學的角度來考量：需要是人從事各種活動的基本動力，是人的一切積極性的源泉。人的各種站活動從飲食、學習工作，到創(chuàng)造發(fā)明，都是由于需要的推動。如果一個人機體有了某種缺乏，但自己并沒有主觀體驗到，也不會產(chǎn)生動力。中學生正處在身心發(fā)展的關鍵時期，精力旺盛、思維活躍、求新求奇意識很強，樂于接受新生事物，但缺乏生活經(jīng)驗，對于沒有親身經(jīng)歷過的許多事情不以為然。就安全問題來說，無論老師、家長怎么強調(diào)，總有一些學生當作耳旁風、漠然處之，似乎安全事故沒有發(fā)生在自己身上，就與己無關。這反映出他們安全意識淡薄，缺乏對生命的敬畏。先讓我們來看下面這樣一些司空見慣的現(xiàn)象。

鏡頭一：上學放學路上，總有同學放著好端端的人行道不走，非要三兩成群地并排騎自行車、電動車馳騁在機動車道上，甚至突然橫穿馬路、全然不顧旁邊汽車喇叭聲聲的警示。

鏡頭二：課間或者活動課上，部分學生互相追逐、打鬧嬉戲；下樓梯時不遵守秩序，擁堵推搡。

鏡頭三：個別學生上學放學時為了少走幾步路，呈一時之快，竟然置校紀校規(guī)于不顧，擅自翻越高達2米左右的校園圍墻，全然不顧潛在的危險，真是觸目驚心！

鏡頭四：一些學生經(jīng)過變壓器或者高壓線附近時，不知回避；雷雨天氣在樹下躲雨；在做一些具有危險性的物理化學實驗時比較隨意，不遵守安全規(guī)程。

作為教育工作者，對學生的安全教育自然責無旁貸。從物理學科教學的角度來看，我們完全有可能利用物理學與實際生活的緊密聯(lián)系，結合課堂教學內(nèi)容，對一些安全事件案例做定性或定量分析，使學生對其中的原理了然于心。這樣可能會從心底里喚醒他們對自然規(guī)律的敬畏，在學習知識、掌握技能、提升能力的同時，自覺地養(yǎng)成規(guī)則意識。

案例一：電動車與機動車相撞的損傷估算——敬畏生命，安全出行。在學習了與碰撞相關的力學知識后，我們可以組織學生對交通事故碰撞的原理進行定量研究，從而使學生通過具體數(shù)據(jù)對交通事故可能造成的損害獲得切身感受，養(yǎng)成敬畏生命、安全出行的良好習慣。為便于比較我們不妨選取一個來自“百度百科”的例子作為參照：人體承受沖擊力極限300公斤。1931年，世界重量級拳王麥克斯·貝爾在與對手俄尼·沙夫的對決中，揮出了致命一拳。沙夫再也沒能恢復，6個月后死亡。

碰撞模型：假定某次交通事故中，一輛家用轎車質量約M=1.3t，以速度v1=36km/h行駛，跟一輛質量為m=100kg（含騎車人質量）、以速度v2=18km/h行駛的電動車迎面相撞，假設碰撞后瞬間二者具有相同速度v，碰撞時間為t=0.5s。我們來分析研究碰撞過程中電動車受到的沖擊力F的大小。

考慮到碰撞瞬間內(nèi)力遠大于外力，選擇機動車碰前的速度方向為參考方向。根據(jù)動量守恒定律，有Mv1-mv2=（M+m）v，可解得碰撞后瞬間二者共同速度：v﹦8.9m/s，再對電動車使用動量定理可得：mv-m（-v2）﹦Ft，代入數(shù)據(jù)可解得：F﹦-2780N，即碰撞過程中汽車對電動車的作用力大小約為2800N，相當于280kg的重物砸到電動車上，足以給電動車和騎車人造成重創(chuàng)！由此可以預見，電動車、自行車哪怕是與低速行駛的機動車相撞，也無異于雞蛋碰石頭。若與高速行駛的車輛相撞，后果將更加是災難性的。

所以，同學們在上學放學路上騎行自行車、電動車、亦或是步行時，都要自覺遵守交通規(guī)則，千萬別拿自己的生命開玩笑。請同學們不要忘記了：為你傾注了全部心血的老師還在教室里靜候著你來上課；為你付出了一世辛勞的父母還在陽臺上巴望著你回家吃飯呢！

案例二：踩踏事件對人體造成的傷害。在學習壓力壓強知識時，可以結合實際生活中的踩踏事故案例對學生進行安全教育。若在樓梯處發(fā)生踩踏事件，那么對于一個體重為60kg（約600N）的人，按照常人走路的情形（單腳著地），當此人一只腳踩中倒地者腹部時將是是非常危險的。更何況在危機情形不幸的倒地者往往受到多人重復踩踏！

這個例子給我們的啟示是：為了自己和他人的安全，上下樓梯時請自覺有序。因為誰也不能保證萬一發(fā)生踩踏事件時，那個不幸的倒地者就不是你自己！

案例三：翻越墻頭時地面對人體的沖擊力估計——自由落體運動及動量定量相關知識的應用。若某同學體重60kg，身高170cm，從2.5m高處直接跳下，雙腳著地后與地面接觸經(jīng)t=0.5s即靜止。從物理學角度看，該同學作自由落體運動，重心下落了大約（2.5-0.85）m=1.65m，由運動學公式v2=2gh不難求得落地速度約v=5.7m/s，根據(jù)動量定理（取豎直向上為參考方向），得0–（-mv）=（F-mg）t，可得F=1284N，極易造成人體骨骼骨折或者斷裂傷害。

定量而不容置疑的物理數(shù)據(jù)警示那些貪圖省事、試圖翻越墻頭的同學：地面很堅硬，骨頭很脆弱。無視規(guī)則、擅自翻越墻頭者，后果很嚴重！

溫馨提示：在樓房下面或者建筑工地附近經(jīng)過時，請多留意觀察，以避免高空墜物可能造成的傷害！

案例四：日常生活以及電學實驗中的安全用電問題。通常所說的安全電壓，是指36伏以下的電壓。因而學生在做有關電學實驗時，若事先知道所用電源電壓為220V時，會顯得小心翼翼，操作時很是注意。但當?shù)弥秒妷旱陀?6V時則往往顯得無所顧忌，就不大注意安全了。顯然這是對人體觸電的機理不夠了解所致！實際上人觸電時，電流才是造成傷害的直接因素和主要元兇。通過人體的電流越大，造成的傷害就越嚴重，特別是當電流流經(jīng)心臟時更加危險。經(jīng)驗表明，通過人體的電流超過50毫安時，觸電傷害可能會危及生命，因為這時觸電者已不容易自主脫離電源，因而會進一步加重傷害。需要強調(diào)的是：通常人體雙手間的電阻通常可達數(shù)十萬歐，但當人手表皮角質層受傷開裂、導致真皮裸露時，雙手間電阻則會變小為200～800Ω，當觸摸到36 V的電壓時，通過人體的電流會達到45～180 mA！若按800Ω作為人體的電阻，要通過50毫安的電流，則需要在人體上加40伏的電壓。因此，一般規(guī)定36伏以下的電壓為安全電壓。因而我們在進行電學實驗或者其它用電操作時仍須格外留神，正所謂“小心駛得萬年船”。

可見，物理教學與學生的安全教育息息相關。如果我們在物理教學中能夠結合學生身心發(fā)展特點，借助目前非常流行的微課這一新興教學載體，選取與學生安全教育相關的物理知識片段制作成短小精悍的安全教育微課穿插在課堂教學中或者用在班會上，也可以上傳至大眾媒體平臺上供學生瀏覽，從而將物理知識的教學與學生日常學習生活相結合，實現(xiàn)物理學習生活化，那么這樣既能體現(xiàn)新的課程標準要求，同時也有利于引導學生合理使用手機，實現(xiàn)對學生的安全教育。

參考文獻：

[1]全國十二所重點師范大學聯(lián)合編寫.心理學基礎（第二版）[M].北京：教育科學出版社，2008.

基金項目：甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃2017年度重點課題“高中物理學科教學與學生安全教育融合典型微課案例設計研究”課題（GS[2017]GHBZ053）成果。