掌握工具，使用工具，是物理學習的深化“助學劑”

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，培養動手能力，提高對物理知識的感性認識，激發學習的興趣，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《物態變化》中有關于“熔點和凝固點”的知識章節，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，因此用材上是優選；④開拓眼界，激發興趣：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，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。空氣開關的故障很難通過眼觀直視來確定，有時候配電箱發生了電路短路故障，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.