科技模型在初中物理教學中的應用

顧振剛

【摘 要】本文簡介了我校物理教研組將航模、車模、船模、電模等科技模型運用在初中物理教學中的一些經驗與不足，重點介紹了其中的具體做法和注意事項，以便于同行參考實施并提出寶貴意見。

【關鍵詞】科技模型初中物理教學；應用

科技模型的制作和使用在培養學生的技能、促進課堂學習、培養青少年的創造能力和創造精神方面都起著重要的作用。為了進一步擴大科技模型在物理教學中的作用，我們練塘中學物理教研組嘗試將科技模型制作和使用從科技活動小組擴展到物理課堂教學和課外活動中去。取得了很好的效果，現將情況簡介如下：

在第八章第四節《力的作用是相互的》教學中，我們制作了流星號木質彈射機，準備了2.4G電動遙控直升機，組裝了紫金傘降模型火箭，帶領學生在航模活動室讓學生親手操控并觀察彈射機的彈射起飛和直升機的垂直起飛，然后到室外觀察火箭的點火與升空。由于彈射起飛和火箭升空的速度很大，我們使用頻閃攝像機拍攝后慢鏡頭播放，請學生思考彈射機、直升機和火箭的工作原理，由此讓學生理解力的作用是相互的這一力學基本原理。

在第十章第一節《壓強》的教學中，我們組裝了一套玩具工程車，包括玩具吊車、鏟土機、推土機、攪拌機和卡車等。我們讓學生比較玩具工程車和四驅賽車上輪胎的數量和壓地面積來認識壓強，學生觀察了實物投影儀上兩種不同規格的輪胎后，很好地理解了通過增大受力面積來減少壓強的重要方法。

在第三節《大氣壓強》中教學壓強與流速的關系時，我們組裝了兩艘遙控模型艦船，帶領學生在學校旁邊的河里遙控兩艘模型艦船并排高速行駛，讓學生觀察艦船并排行駛時的特點，體會隨著流速的增大，液體壓強減小的規律，然后我們將彈射機前翼，剖開放在實物投影儀上，讓學生觀察機翼的橫切面形狀，結合觀察彈射機和橡筋動力飛機的起飛和爬升的慢鏡頭錄像，領悟飛機的飛行原理。

在第五節《物體的浮與沉》教學中，我們準備了兩個如圖的深水槽，A水槽內注三分之二以上的清水，B水槽內配制高濃度鹽水，在兩個水槽間制作一個可容模型艦船通過的通道，在艦船上刻上多根吃水線。將艦船放入清水槽中，打開兩側水閘后讓模型艦船從清水槽A駛向高濃度的鹽水槽B，讓學生觀察模型艦船上吃水線的變化，從而理解物體的浮沉條件。

在第十一章《簡單機械與功》的教學中，我們將各種報廢的模型有序拆解后，放在實物投影儀上展示，讓學生識別模型中的各種簡單機械并說明工作原理。例如模型吊車上的滑輪組、模型卡車上的杠桿、直升機上的輪軸等。我們用模型吊車重復吊起不同質量鉤碼，用測力計代替吊繩來測出鉤碼的重力和對鉤碼的拉力，再用刻度尺測出拉繩移動的距離和鉤碼上升的高度，并用秒表測出所用的時間，讓學生觀察記錄并計算機械做的功、功率和機械效率從而讓學生深刻理解功、功率、機械效率等概念。

在第十二章《機械能和內能》的教學中，我們準備兩架相同型號的遙控直升飛機，在起落架上小心放上相同質量的小砝碼，在地上準備一個沙槽，請學生遙控直升飛機懸停在沙槽上方的不同高度，然后做輕微的前傾動作，使砝碼自由落體，雖然這個活動比書上介紹的演示時間略耗時，但當學生近距離觀察“實彈演習”時，對重力勢能有了更深刻的理解，對物理也更感興趣了。在遙控直升飛機作各種特技飛行的過程中，我們也請學生及時分析其中動能和重力勢能的連續轉化過程，并讓學生分析電池提供的電能在這個過程中所起的作用。

在進入電磁學部分（13-16章）后，在電子器材店和淘寶上采購了各種型號的電阻、電燈、電鈴、小電動機、電線、布線板、干電池和蓄電池等。并考慮將一間科技活動室改裝為電子技術活動室，讓學生先自由設計電路，然后在課余時間按照電路圖安裝電路，并相互交流。

在進入第15章《電功和電熱》教學后，我們準備了紅色、藍色、黑色電線代表火線、零線和地線，準備電能表、閘刀開關和熔斷器，準備了萬能表、測電筆、絕緣膠布和電工剪刀、剝線鉗等電工工具，正式請學生合作設計符合要求的電子技術活動室電路布置，并親自在課余時間進行安裝和調試，活動室設計和安裝得很成功，有的同學還準備了校驗燈以應付短路情況。整個教學活動富有實效。

我們教學改革的嘗試還在進行中，問題還有很多，首先我們的學生自己有很多的模型制作和使用經驗，家中也保存著大量我們沒有的模型，如果能夠發動他們主動參與我們的教學準備工作，教學改革嘗試是否會更順利、提出的方案是否會更成熟一些呢？其次，限于資金的不足和工作時間的限制，我們還局限于使用市面上能夠采購到的比較便宜的模型，能否找到更廉價優質又有穩定渠道的供貨單位和部門呢？能否用現用的材料多自制一些模型呢？我們還需要和其他學校交流這方面的經驗，并查閱文獻以學習更新穎前沿的科技模型運用方法。

【參考文獻】

[1]劉炳昇等主編，《義務教育教科書·物理》8年級上下冊、9年級上下冊，江蘇科學技術出版社，2013年10月第三版

[2]李來政等主編，《中學物理科技活動》，中國科學技術出版社，1992年11月第一版

（作者單位：江蘇省常熟市練塘中學）