王偉

物理學(xué)科是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，新課程標(biāo)準(zhǔn)下的中學(xué)物理教材明確體現(xiàn)兩條編寫(xiě)原則：一是提倡從生活走向物理，從物理走向社會(huì)；二是科學(xué)探究靈活地貫穿于始終。鑒于此，高中學(xué)習(xí)階段開(kāi)展物理綜合實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生真正懂得理論聯(lián)系實(shí)際，是教育改革中的亮點(diǎn)。作為物理老師，應(yīng)積極主動(dòng)適應(yīng)新課程改革的要求，積極開(kāi)發(fā)學(xué)生的實(shí)踐能力，注意培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性、自主性，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究、合作，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提升各方面的素質(zhì)和能力。

綜合實(shí)踐活動(dòng)是建立在學(xué)生最直接的親身體驗(yàn)上，與學(xué)生自身生活和社會(huì)生活密不可分，是為了開(kāi)拓學(xué)生的視野、發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手探索能力的實(shí)踐性課程。綜合實(shí)踐活動(dòng)中，讓學(xué)生把單純的理論應(yīng)用于實(shí)際生活，讓他們自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、擬定主題、收集整理資料、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、最后得到結(jié)論匯報(bào)成果。為了更好的開(kāi)展高中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)，提高活動(dòng)的效果，讓學(xué)生真正參與到活動(dòng)中來(lái)，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(xué)生開(kāi)展了一次綜合實(shí)踐活動(dòng)——較靈敏的地震測(cè)量?jī)x的制作，活動(dòng)過(guò)程如下。

一、研究課題

較靈敏的地震測(cè)量?jī)x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(shí)情，學(xué)生在認(rèn)識(shí)了干簧管和水銀開(kāi)關(guān)傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理后，利用地震所引起的振動(dòng)，使干簧管和水銀開(kāi)關(guān)接通，電路正常工作這一特性，制作出可以達(dá)到預(yù)警和測(cè)量的地震測(cè)量?jī)x。

三、 研究過(guò)程

首先，組織學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)傳感器的知識(shí)，收集資料，設(shè)計(jì)制作方案，采購(gòu)器材。

其次，就是制作。制作的地震儀分兩部分，一部分（稱(chēng)系統(tǒng)A）是測(cè)震級(jí)的大小，另一部分（稱(chēng)系統(tǒng)B）是測(cè)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(gè)軟磁性材料做成的，這些簧片觸點(diǎn)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(kāi)關(guān)的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)。在尚未操作時(shí)，兩片簧片并未接觸，外加的磁場(chǎng)使兩片簧片端點(diǎn)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(shuō)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(kāi)關(guān)），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(guò)程

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，橫波使得地面左右擺動(dòng)，底板下方的彈簧也發(fā)生擺動(dòng)，帶動(dòng)銅管的擺動(dòng)，導(dǎo)致磁鐵也隨之?dāng)[動(dòng)；磁鐵使得頂端電路板上的干簧管（磁性開(kāi)關(guān)）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(jí)大小。輕度地震時(shí)，銅管擺動(dòng)幅度小，帶動(dòng)磁鐵擺動(dòng)小，隨即干簧管（開(kāi)關(guān)）1被接通，LED1忽明忽滅。中度地震時(shí)，銅管擺動(dòng)幅度較大，帶動(dòng)磁鐵擺動(dòng)較大，隨即干簧管（開(kāi)關(guān)）2被接通 ，LED1、LED2忽明忽滅。重度地震時(shí)，銅管擺動(dòng)幅度大，帶動(dòng)磁鐵擺動(dòng)幅度大，隨即干簧管（開(kāi)關(guān)）3被接通 ，LED1、LED2、LED3忽明忽滅 ，同時(shí)電鈴發(fā)出警報(bào)。

（二）系統(tǒng)B

1.主要原理

地面震動(dòng)使得水銀開(kāi)關(guān)閉合。因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系，水銀水珠會(huì)向容器中較低的地方流去，如果同時(shí)接觸到兩個(gè)電極，開(kāi)關(guān)便會(huì)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(shí)將底板分成三個(gè)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(gè)區(qū)域，用以指代8個(gè)方位；

c：分別在8個(gè)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(kāi)關(guān)。

3.工作過(guò)程

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，圓盤(pán)底板重心向某方向傾斜，則某對(duì)應(yīng)方位上水銀開(kāi)關(guān)閉合，形成通路，由對(duì)應(yīng)LED燈的明滅來(lái)顯示某方向，即震源方向

4.應(yīng)用舉例（以正東方向?yàn)槔?/p>

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，縱波使得地面上下擺動(dòng)，底板也發(fā)生擺動(dòng)，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(dòng)。由于震源中心在正東方向，即正東方向的擺動(dòng)幅度較其他7個(gè)方位大。因此小彈珠由判定區(qū)域向碰觸區(qū)域滑動(dòng)，形成通路—底板上與之對(duì)應(yīng)的正東方向的LED燈亮。

四、活動(dòng)評(píng)價(jià)與反思

第一，在這一次綜合實(shí)踐活動(dòng)中，我們經(jīng)歷了前期準(zhǔn)備、過(guò)程指導(dǎo)與研究設(shè)計(jì)、總結(jié)與評(píng)價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)的組織和學(xué)習(xí)。學(xué)生在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面都有了很大的收獲。

第二，大家對(duì)這樣的研究過(guò)程興趣濃厚，積極性高，借助分工協(xié)作，共同討論，制定計(jì)劃；運(yùn)用多種手段查詢(xún)資料，親自進(jìn)行調(diào)查，遇到困難共同想辦法解決，最后一起完成研究過(guò)程，非常有成就感。通過(guò)此次綜合實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生人際交往能力，獲得了從事科學(xué)研究的體驗(yàn)與技能，加深了對(duì)課本知識(shí)與生活實(shí)際密切聯(lián)系的理解和應(yīng)用。

第三，作為指導(dǎo)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?dǎo)” 師的角色，真正成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的“引導(dǎo)者、合作者、參與者”。充分發(fā)揮學(xué)生的主體意識(shí)，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的實(shí)踐、探究、發(fā)明創(chuàng)造的能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。