王偉

物理學科是一門綜合性、實踐性很強的學科，新課程標準下的中學物理教材明確體現(xiàn)兩條編寫原則：一是提倡從生活走向物理，從物理走向社會；二是科學探究靈活地貫穿于始終。鑒于此，高中學習階段開展物理綜合實踐活動，讓學生真正懂得理論聯(lián)系實際，是教育改革中的亮點。作為物理老師，應積極主動適應新課程改革的要求，積極開發(fā)學生的實踐能力，注意培養(yǎng)學生的獨立性、自主性，引導學生質(zhì)疑、調(diào)查、探究、合作，促進學生主動學習，提升各方面的素質(zhì)和能力。

綜合實踐活動是建立在學生最直接的親身體驗上，與學生自身生活和社會生活密不可分，是為了開拓學生的視野、發(fā)展學生的動手探索能力的實踐性課程。綜合實踐活動中，讓學生把單純的理論應用于實際生活，讓他們自己發(fā)現(xiàn)問題、擬定主題、收集整理資料、動手實驗、最后得到結(jié)論匯報成果。為了更好的開展高中物理綜合實踐活動，提高活動的效果，讓學生真正參與到活動中來，結(jié)合高中物理教材選修3-2第六章《傳感器》的部分內(nèi)容，組織學生開展了一次綜合實踐活動——較靈敏的地震測量儀的制作，活動過程如下。

一、研究課題

較靈敏的地震測量儀的制作

二、 研究背景

近幾年，全球地震多發(fā)，傷亡慘重，根據(jù)這一實情，學生在認識了干簧管和水銀開關傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理后，利用地震所引起的振動，使干簧管和水銀開關接通，電路正常工作這一特性，制作出可以達到預警和測量的地震測量儀。

三、 研究過程

首先，組織學生學習相關傳感器的知識，收集資料，設計制作方案，采購器材。

其次，就是制作。制作的地震儀分兩部分，一部分（稱系統(tǒng)A）是測震級的大小，另一部分（稱系統(tǒng)B）是測震源的方向，下面分別介紹：

（一）系統(tǒng)A

1.主要原理：磁鐵靠近干簧管使之閉合

干簧管通常由兩個軟磁性材料做成的，這些簧片觸點被封裝在充有惰性氣體（如氮、氦等）或真空玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸，以構(gòu)成開關的常開或常閉觸點。在尚未操作時，兩片簧片并未接觸，外加的磁場使兩片簧片端點位置附近產(chǎn)生不同的極性，結(jié)果兩片不同極性的簧片將互相吸引并閉合。

2. 裝置構(gòu)成

裝置說明：

a：上下底板和兩側(cè)支板為電路板；

b：上底板上有并列排布的干簧管（磁性開關），下底板上有并列排布的LED燈管和電鈴；

c：兩側(cè)支板間為單擺，由輕質(zhì)彈簧和銅管，磁鐵構(gòu)成。

3.工作過程

當?shù)卣鸢l(fā)生時，橫波使得地面左右擺動，底板下方的彈簧也發(fā)生擺動，帶動銅管的擺動，導致磁鐵也隨之擺動；磁鐵使得頂端電路板上的干簧管（磁性開關）發(fā)生碰觸，形成閉合回路，底板上的LED燈隨即亮起，顯示震級大小。輕度地震時，銅管擺動幅度小，帶動磁鐵擺動小，隨即干簧管（開關）1被接通，LED1忽明忽滅。中度地震時，銅管擺動幅度較大，帶動磁鐵擺動較大，隨即干簧管（開關）2被接通 ，LED1、LED2忽明忽滅。重度地震時，銅管擺動幅度大，帶動磁鐵擺動幅度大，隨即干簧管（開關）3被接通 ，LED1、LED2、LED3忽明忽滅 ，同時電鈴發(fā)出警報。

（二）系統(tǒng)B

1.主要原理

地面震動使得水銀開關閉合。因為重力的關系，水銀水珠會向容器中較低的地方流去，如果同時接觸到兩個電極，開關便會將電路閉合。

2.裝置構(gòu)成

a：底板由電路板做成，其邊緣用錫紙做擋板，同時將底板分成三個區(qū)域，由中心到邊緣依次為：小彈珠放置區(qū)域，小彈珠判定區(qū)域，小彈珠碰觸區(qū)域；

b：底板上用電路板均勻分割成8個區(qū)域，用以指代8個方位；

c：分別在8個區(qū)域的上方，即小彈珠的碰觸區(qū)域上方。利用兩側(cè)的電路板分別連接水銀開關。

3.工作過程

當?shù)卣鸢l(fā)生時，圓盤底板重心向某方向傾斜，則某對應方位上水銀開關閉合，形成通路，由對應LED燈的明滅來顯示某方向，即震源方向

4.應用舉例（以正東方向為例）

當?shù)卣鸢l(fā)生時，縱波使得地面上下擺動，底板也發(fā)生擺動，彈珠和水銀重心發(fā)生偏移，小彈珠就從小彈珠放置區(qū)域向小彈珠判定區(qū)域滑動。由于震源中心在正東方向，即正東方向的擺動幅度較其他7個方位大。因此小彈珠由判定區(qū)域向碰觸區(qū)域滑動，形成通路—底板上與之對應的正東方向的LED燈亮。

四、活動評價與反思

第一，在這一次綜合實踐活動中，我們經(jīng)歷了前期準備、過程指導與研究設計、總結(jié)與評價三個環(huán)節(jié)的組織和學習。學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀等方面都有了很大的收獲。

第二，大家對這樣的研究過程興趣濃厚，積極性高，借助分工協(xié)作，共同討論，制定計劃；運用多種手段查詢資料，親自進行調(diào)查，遇到困難共同想辦法解決，最后一起完成研究過程，非常有成就感。通過此次綜合實踐活動，培養(yǎng)了學生人際交往能力，獲得了從事科學研究的體驗與技能，加深了對課本知識與生活實際密切聯(lián)系的理解和應用。

第三，作為指導教師，我的最大收獲是教育觀念的轉(zhuǎn)變，把“講”師的角色變?yōu)椤皩А?師的角色，真正成為學生自主學習的“引導者、合作者、參與者”。充分發(fā)揮學生的主體意識，培養(yǎng)和提高了學生的實踐、探究、發(fā)明創(chuàng)造的能力，激發(fā)了學生的學習熱情。