劉陶然
摘 要:①螺絲刀、測電筆、電烙鐵、多用電表等是常見的修理工具。通過掌握工具(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”有關的問題(如家用電器修理、電路線布局等);②通過掌握工具,使用工具,中學生可以提高對課本知識內容的實踐參與、實踐設計和自主探索,培養(yǎng)動手能力,提高對物理知識的感性認識,激發(fā)學習的興趣,對所學知識起到深化作用;③掌握工具,使用工具,中學生通過參與更加接地氣的家庭維修實踐,可以將物理課本的知識內容自覺地實用化,實現“學以致用”,養(yǎng)成“小處著手,認真細致,堅持不懈”的動手習慣,也是對物理學習的助學深化和毅力精神的有益磨練。
關鍵詞:工具;使用;深化助學
螺絲刀、測電筆、電烙鐵、多用電表等是常見的修理工具,許多中學生都不陌生。人們也經常會使用一些對應的修理工具,解決一些日常生活中的與“物理知識”有關的問題,如家用電器修理、電路線布局等。
青少年學生喜歡探索,容易對未知的事物產生好奇和興趣。有時候,通過使用普通的工具,就可以獲得探索實踐的樂趣,接觸應用到許多日常生活中的物理知識,從中發(fā)現一些藏在現象背后的原理,提高對物理這一門學科的感性認識。而在嘗到了運用物理知識解決實際問題的樂趣,往往就會更容易愉快地、主動地投身于物理知識的學習中。
結合到學習,中學物理是以觀察和實驗為基礎的一門學科。通過掌握工具(了解、掌握工具的性能與功用),使用工具,中學生可以提高對課本知識內容的實踐參與、實踐設計和自主探索,可以幫助我們更好地實現“物理過程”,達到“會看”、“會想”、“會探”、“會說”的主要目的。在動手實踐中經過觀察和探索,能夠更好地理解所學的知識與原理,同時還可獲得更多與課本內容相關的深入的知識。
舉個例子。如掌握和使用小功率電烙鐵工具,與初中物理中“熔點和凝固點”知識的學習與深化問題。
初中物理八年級上冊第三章《物態(tài)變化》中有關于“熔點和凝固點”的知識章節(jié),介紹了晶體和非晶體的分類基礎知識,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(標準大氣壓)。
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,進行電子元件及導線的焊接。那么通過工具使用,會對我們學習這一章節(jié)的知識,有什么特別相關的學習延伸呢?
這時候我們就會“遇到”一個關于焊錫熔點的關鍵問題。從課本的知識學習中,我們知道錫的熔點是232℃,鉛的熔點是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%),它的熔點會是多少?按一般判斷,會是高于錫的熔點和鉛的熔點嗎?這正是課本中沒有提到,卻非常有知識延展性也非常有意義的問題。
通過使用電烙鐵工具,我們會獲得非常有趣的答案:由錫和鉛組成的合金共晶焊錫,它的熔點是183℃,不僅明顯低于鉛的熔點(328℃),也低于錫的熔點(232℃)。
這樣的答案,是課本知識中沒有提到的,卻又在不脫離課本內容基本范疇的情況下,增加了學生的類別知識儲備,同時開拓了中學生的知識視野。如:①晶體的知識: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絲等;②共晶合金的熔點:一般情況下比組成它的單個金屬要低,當合金組分中,某一成分占主導時,熔點會接近并低于此金屬(形成這一熔點的原因,在此不作申論,但無疑可以激發(fā)學生對材料科學的探索與研究興趣);③熱導率及材料知識: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,銅熔點約1083℃,熱導率高(397w/m·k),金屬中熱導率比較,銀>銅>鋁>鐵>錫>鉛,同時銅質堅韌、延展性好,價格適宜,因此用材上是優(yōu)選;④開拓眼界,激發(fā)興趣:對材料科學的基礎教育與研究有促進作用,對中學生的未來人生發(fā)展有所幫助。
中學生掌握工具,使用工具,通過參與更加接地氣的家庭維修實踐,可以將物理課本的知識內容自覺地實用化,實現“學以致用”,養(yǎng)成“小處著手,認真細致,堅持不懈”的動手習慣,也是對物理學習的助學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”的知識章節(jié),通過對多用電表工具的掌握和使用,中學生在日常家庭維修活動中,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,在物理知識走進生活的過程中,深化自己的學習。
舉幾個小例子。如下:①家庭配電箱空氣開關的檢測??諝忾_關的故障很難通過眼觀直視來確定,有時候配電箱發(fā)生了電路短路故障,所關聯的空開,有的會被電火花燒灼(無變形)。如何真實地判斷空開是否正常,還可否使用?使用數字式多用電表,根據空開“合上,電阻數值極其小趨于零;斷開,電阻數值無窮大”的正常工作原理,在空開合上與斷開兩種狀態(tài)下都進行電阻檢測,從而準確判斷空開的好壞再進行合理更換;②家庭暗埋電線的位置測定。室內電線為暗埋,外墻涂料,如線路故障要排除,就需要確定電線的位置。使用數字式多用電表,調交流電壓200mV檔,紅表筆“V·Ω”插座,黑表筆“COM”插座。黑表筆接地方向,紅表筆從待測電線位置(如電源插座)緊靠墻壁移動,這時表上數字越大,表示越近電源線;如數字變小,則表明偏離了電源線的位置,據此便可判斷出墻內電線的走向;③家用電池的檢測。家里的遙控器、鬧鐘、門鈴、電子血壓計等,有時是其中一節(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,很有可能會把整組電池一起扔掉,形成浪費。根據電池“容量遞減,電壓隨降,當電壓低于額定值后容量就很小”的原理特點,使用數字式多用電表來測電壓。當測試電壓低于額定電壓10%時,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;當測試電壓低于額定值20%時,電池基本報廢。
在物理學習中,有一種現象值得引起重視并加以正確引導。有的青少年學生輕視動手,存在偏見,認為使用工具“易臟亂,沒形象”,沒有體現物理知識的“高大上”光輝,其實,如果小處著手,深入實踐和思考,也能有學習上的大收獲。
參考文獻
[1]電烙鐵:使用說明書.
[2]數字式多用電表:使用說明書.