陳士海 唐建華

摘 要：由于生活環(huán)境或時間成本的原因，初中生在物理學習中往往不能做到理論與實際相結(jié)合，對于物理知識在生活中的應用大多來自于課本介紹，其他知之甚少.本文以蘇科版九年級物理“電磁轉(zhuǎn)換”知識為基礎，制作了揚聲器和話筒兩個演示裝置，幫助學生探索生活和物理的聯(lián)系，拓展知識層面，培養(yǎng)學生學習物理的興趣，促進學生的全面發(fā)展.

關(guān)鍵詞：生活物理;電磁轉(zhuǎn)換;揚聲器;話筒

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）18-0035-03

作者簡介：陳士海（1991-），男，江蘇鹽城人，本科，中學二級教師，研究方向：初中物理課程教學;

唐建華（1980-），男，江蘇如東人，本科，中學高級教師，研究方向：翻轉(zhuǎn)課堂及實驗教學.

初中物理相關(guān)知識和生活現(xiàn)象的聯(lián)系是十分緊密的，課程標準中也提到物理學習要“從生活走向物理，從物理走向社會”，在日常教學中，如果我們能夠依托生活現(xiàn)象展開物理教學，不僅能使傳統(tǒng)課堂變得生動，也能抓住學生的關(guān)注點，促使他們主動學習，積極思考，進而能夠提升學生的綜合素養(yǎng)[1].而演示實驗在教學中具有重要的意義[2]，教師可以利用演示實驗來完成上述目的，通過制作一些實驗教具再現(xiàn)物理知識在生活中的具體應用，加深學生對知識點的理解.

蘇科版中學物理九年級第十六章主要講授“電磁轉(zhuǎn)換”.其中第1節(jié)“磁體與磁場”為基礎知識，學生在小學科學課中已有涉獵，接受起來相對較快.第2節(jié)至第5節(jié)依托電磁相關(guān)知識展開教學，學生了解完電動機和發(fā)電機后，關(guān)于“電磁轉(zhuǎn)換”的其他生活應用知道的并不多，所以部分同學對本章的學習停留在基礎概念的套用上，碰到生活類相關(guān)練習往往不知其意，例如，我們唱卡拉OK時要用到話筒，如圖1所示是動圈式話筒結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理是

A.電流周圍存在磁場

B.電磁感應

C.磁場對通電導體有力的作用

D.機械能轉(zhuǎn)換為電能

大部分學生選擇C選項，不能理解正確答案B選項.所以在單元復習階段，本文設計了揚聲器和話筒這兩個教具，幫助學生認識生活中“電磁轉(zhuǎn)換”的應用實例，增加知識儲備，同時利用實驗培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力[3]，發(fā)展其核心素養(yǎng)[4]，也提升物理課的學習效率.

1 準備材料

在選取材料上，首先想到材料要易取易得，學生平時經(jīng)常接觸A4紙，但是沒有想到紙可以唱歌，所以本文選取了A4紙作為發(fā)聲體，同時還有教室的黑板，另外準備0.3mm線徑銅絲和方形線圈做通電導體，紐扣形強磁提供磁場，3.5mm音頻接頭連接手機（如圖2所示）.

經(jīng)過初步嘗試后，我們發(fā)現(xiàn)手機輸出的電流強度較小，導致發(fā)出的聲音太小，于是增加了一個功率放大器（如圖3所示），這樣使實驗效果非常明顯.在制作話筒時，為了避免聲音由電腦麥克風輸入，不能證明制作的話筒具有實際作用，筆者準備了獨立聲卡（如圖4所示），讓聲音只通過聲卡通道輸入電腦，保證了實驗的嚴謹性.

以上材料在生活中易見易得，制作過程簡單不復雜，學生在經(jīng)歷過這節(jié)課后，如果感興趣也可以自己重復本文的實驗，增強動手能力，趣味性十足.

2 實驗原理

2.1 揚聲器制作原理

根據(jù)磁場對電流有力的作用，將銅絲制成線圈固定在A4紙上，再置于強磁場內(nèi)，接入手機播放音樂，此時線圈內(nèi)通有持續(xù)變化的電流，能夠受力運動，再帶動A4紙振動進而推動空氣發(fā)聲.若增大通過的電流或更換磁性更強的磁體，發(fā)聲效果更明顯.

2.2 話筒制作原理

根據(jù)課文知道電磁感應原理，將上述A4紙中的線圈接入麥克風插口，再置于強磁場中，正對著線圈中間大聲說一段文字，聲波推動部分線圈在磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生相應大小的感應電流，電腦端接收到特定形式的電流，經(jīng)過處理記錄了聲音.

3 制作過程及展示

3.1 揚聲器的制作及展示

將A4紙平鋪，量好尺寸，裁剪成18×18cm大小的紙片，在紙面上均勻貼上雙面膠，再將直徑為0.3mm銅絲從紙面?zhèn)冗呴_始一圈一圈繞成圓形，形成一系列的同心圓線圈，最后引出兩根導線至紙外，將其中一根焊接至3.5mm音頻接頭的左聲道或者右聲道，另一根焊接至地線（如圖5所示）.

將音頻接頭插入手機，將A4紙稍微整理平整，并將強磁貼近放置于線圈中間（如圖6所示），這時打開音樂播放器，我們可以聽到微弱的音樂聲，證明了我們制作的揚聲器是成功的.接下來的問題在于如何增大電流或者提供更大的磁場讓揚聲器的發(fā)聲更加明顯，鑒于我們已經(jīng)使用了強磁，所以我們將手機接入功率放大器的輸入端，輸出端連接線圈，打開音樂后緩緩增大音量，會發(fā)現(xiàn)A4紙發(fā)出聲音和正常揚聲器一樣清晰有力，全班同學可以很清楚地聽到音樂聲.讓強磁遠離線圈，這時聽到音樂聲漸漸消失，再靠近線圈，音樂聲逐漸增大，證明了通電線圈在磁場中才能受到力的作用，電流增大，受到力的作用更明顯.

在實際課堂上，這個階段是學生最驚嘆的時候，原本的課文中只是介紹了“磁場對電流有力的作用，運用于電動機”，學生很少會想到生活中的揚聲器也是基于這個原理制成的，同時我們利用準備的方形線圈增加了一個實驗，將強磁吸引在教室的黑板上，方形線圈連接功率放大器的輸出端，適當增大功放的音量后，打開音樂用手拿緊線圈（如圖7所示），做成一個動鐵式揚聲器.我們聽到黑板播放的音樂，相比之前的聲音而言，此時的音樂顯得低沉一些，響度也小一點，這個操作再一次將課堂推上了高潮，學生直呼太神奇了.演示完兩個實驗后，學生的學習熱情明顯上來了，教師順勢回顧并討論了生活中“電磁鐵”“電磁繼電器”“電動機”的工作原理，加深學生對于“電磁轉(zhuǎn)換”相關(guān)內(nèi)容的認識.

3.2 話筒的制作及展示

實際上將上文揚聲器逆向使用就得到了話筒，只是有一個問題需要注意，在展示時需要關(guān)閉電腦麥克風，同時選擇音頻輸入通道為線圈，確保輸入的聲音由我們制作的話筒產(chǎn)生.為了實現(xiàn)上述目的，本文在CamtasiaStudio 6錄屏軟件中進行實驗展示，將3.5mm音頻接頭插入獨立聲卡，聲卡名稱為XOX KX-2，將獨立聲卡接入電腦，打開軟件后選擇錄制按鈕，在錄制界面上選擇錄制通道為獨立聲卡，通道選擇及整體連接示意圖如圖8所示，將線圈中心置于強磁上方并貼近強磁，拉緊A4紙，對著線圈大聲說話，為了能夠顯示錄音效果，將線圈遠離強磁后再次大聲說話，再將線圈恢復到原位置大聲說話.播放錄制好的文件，聽到剛剛說話的內(nèi)容，在整個文件中，開頭和結(jié)尾顯示音頻波形，中間時段，音頻是沒有明顯波形的（如圖9所示），證明線圈只有在磁場中做切割磁感線運動才能產(chǎn)生感應電流.

在課堂教學里，學生還沉浸在神奇的揚聲器實驗中，這時發(fā)現(xiàn)揚聲器搖身一變成為了話筒，進而又將課堂氛圍推上了高潮.在平時的習題中我們經(jīng)常將“電動機”和“發(fā)電機”進行對比，知道他們的結(jié)構(gòu)基本相似，那么根據(jù)上述實驗的演示，學生又知道了揚聲器和話筒的結(jié)構(gòu)也是相似的，當然在現(xiàn)實生活中他們的構(gòu)造遠比這個復雜，我們希望通過這樣的實驗演示及介紹，能夠讓學生更加深刻地理解“電磁轉(zhuǎn)換”，同時將生活和物理相結(jié)合，拓寬學生的知識層面，并且讓他們知道生活和物理的聯(lián)系很緊密.

4 結(jié)語

對于初中物理教學而言，實驗教學很重要，但是在日常校際交流中發(fā)現(xiàn)我們做的往往不夠多.有一些實驗可能由于器材的缺乏，我們常會采用觀看視頻的方式進行教學，而有一些實驗教具制作起來有難度，教師可能放棄制作教具.例如上文中制作話筒時，我們嘗試多次沒有成功，最后分析原因并改進實驗才達到目的.對于實驗，如果我們一直采用觀看實驗、少做實驗或者不做實驗的方式，學生的體驗度會比較差，部分同學也許看完視頻、學完課本后很快就忘了，不利于知識的深度掌握.所以不管學生的分組實驗還是演示實驗，有必要多做，創(chuàng)新著做.

在日常課堂中，我們也應該滲透、講授物理知識在生活中的應用，讓學生回憶生活中哪些地方用到我們學習的內(nèi)容，如何用已學的知識解釋這些應用的原理.經(jīng)過這樣的訓練，使學生能夠?qū)⒗碚摵蛯嶋H相結(jié)合，提升自己的綜合素養(yǎng).而我們作為老師可以盡可能的制作相關(guān)的教具，幫助學生理解課本知識如何應用于生活，一方面能夠增加課堂的趣味性，拓寬學生知識面;另一方面也期待能通過這種方式激發(fā)學生的學習興趣，讓他們在學習物理這條路上走的更遠.

參考文獻：

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[3]陳彬，李鐵.新課程標準中學生必做實驗的評價方案的探索與實踐[J].物理教學，2021，43（01）：33-36.

[4]趙玉杰.在科學探究中提升學生的核心素養(yǎng)——以“電阻”一節(jié)為例[J].物理教師，2020，41（04）：48-51.

[5]杜景浩然，杜文舉.淺談物理在生活中的應用與思考[J].科技創(chuàng)新導報，2020，17（07）：206-207.

（收稿日期：2021-06-03）