辛雪麗天津第一商業(yè)學(xué)院，天津 300180

物理社團實踐教學(xué)方式探究
——以改進牛頓第二定律實驗教學(xué)為例

辛雪麗
天津第一商業(yè)學(xué)院，天津 300180

傳統(tǒng)的教學(xué)只重視師生之間的聯(lián)系、溝通，現(xiàn)代教學(xué)論要求學(xué)生主動學(xué)習(xí)，同學(xué)之間應(yīng)該相互交流合作，社團活動提供了這樣的一個平臺。通過改進牛頓第二定律的演示實驗教學(xué)例證，說明物理社團的開設(shè)調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，開闊了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，通過相互學(xué)習(xí)，相互交流，使學(xué)生思維模式向著立體化和多向化方向發(fā)展，既培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識，又提高了學(xué)生的各種能力。

社團活動；學(xué)生；案例；能力

構(gòu)建物理社團意義重大。物理社團活動內(nèi)容強調(diào)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，有助于激發(fā)學(xué)生探索自然、理解自然的興趣，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力；使學(xué)生認(rèn)識物理對科技進步，對文化、經(jīng)濟和社會發(fā)展的影響，幫助學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活；提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)和綜合職業(yè)能力，幫助學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。

一、構(gòu)建物理社團應(yīng)注意的問題

1.教師的備課方面。開放式的實驗題目的選擇在備課中是很重要的內(nèi)容，要求學(xué)生現(xiàn)有能力可獨立依據(jù)教材原理進行操作，又有可在原理和操作上進行注意和改進的方面，教師除了熟悉教材和教學(xué)內(nèi)容外，要求備學(xué)情，對結(jié)果有所預(yù)設(shè)，以便給予學(xué)生合適的引導(dǎo)，使學(xué)生實驗順利進行。

2.活動組織方面。社團活動利用學(xué)生課余時間，每周一至兩次；活動中可把任務(wù)點分成模塊，模塊涉及的內(nèi)容不宜多，要給學(xué)生更多主動參與的機會。同時用攝像設(shè)備攝錄學(xué)生講課的過程，共同分享，教學(xué)相長，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、牛頓第二定律實驗教學(xué)例證

老師提出問題：本實驗在實施中存在著哪些問題？學(xué)生采用頭腦風(fēng)暴法各抒己見，老師在此基礎(chǔ)上歸納總結(jié)如下。

1.實驗系統(tǒng)誤差大。采用小車為研究對象，托盤和鉤碼的重力提供外力，要求小車質(zhì)量遠大于托盤和鉤碼的總質(zhì)量。實際操作中，鉤碼和托盤的總質(zhì)量與小車的質(zhì)量差達不到要求的程度，鉤碼和托盤與小車用輕繩連接，加速度相同，系統(tǒng)誤差不可避免。

2.實驗數(shù)據(jù)處理困難。實驗中使用打點計時器打點，處理紙帶，結(jié)合運動學(xué)公式計算加速度，計算相對繁瑣，同時出現(xiàn)了第二次誤差。

3.實驗操作難度大。實驗中利用力學(xué)知識對摩擦力進行了平衡操作，墊高薄木板，使小車沿斜面向下的重力的分力與摩擦力相等，小車做勻速直線運動，要達到上述目的，需要多次操作，多次打點；而教材提供的兩輛小車同時運動的方案令學(xué)生教師操作實驗難度更為加大。

針對上述三個問題，社團的學(xué)生認(rèn)真討論研究，并求助于老師幫助，三個問題逐一擊破。第一，解決平衡摩擦力的困難：利用氣墊導(dǎo)軌（是我們教學(xué)及實際中減小摩擦的有效措施）實現(xiàn)光滑斜面。第二，小車重力的分力（沿斜面向下的分力）直接充當(dāng)合外力，本實驗不用托盤和鉤碼。第三，加速度a的測量利用數(shù)字計時器的加速度功能完成，再使用電腦軟件圖表功能作出a跟F、a跟1/m的關(guān)系圖線。

學(xué)生擊破三個問題之后，開始進行具體的分析研究，先是理論研究。實驗基本原理如下：

圖1

圖2

小車沿光滑斜面下滑，受力情況如圖1所示：小車受到重力和支持力作用。學(xué)生利用力的分解知識將其重力分解為G1和G2，如圖2。G2和F支平衡，其合力為：F=G1=mgsinθ，又因為：sinθ=h/L，（h為斜面的高，L為斜面的長），所以：F=mgh/L。

沿光滑斜面下滑的小車所受的合外力就是F= mgh/L，由氣墊導(dǎo)軌近似實現(xiàn)光滑斜面，導(dǎo)軌長度就是斜面的長度而保持不變，g是常量。m不變時，要改變F只需要增加高度；F不變時，就是使mh之積不變，要改變物體的質(zhì)量m，就要反方向的改變h。

加速度a的測量利用數(shù)字計時器的加速度功能完成，小車（帶有寬度l=3cm的擋光片）通過兩個光電門分別記錄t1、t2和Δt，由此可得，通過兩個光電門的速度分別為這個過程可由電腦軟件Excel完成，利用軟件在各列中分別輸入，A列t1、B列t2、C列Δt、D列a，設(shè)立好公式即可得出相應(yīng)結(jié)果，還可以利用它的圖表功能作出a跟F、a跟1/m的關(guān)系圖線。

具體的實驗操作：

1.m一定時，研究a跟F的關(guān)系。使小車質(zhì)量m不變，要增加物體受到的外力F，由F=mgh/L可知，只需要增加高度即可，實驗中增加等厚墊塊個數(shù)達到成倍地增加h，簡單、方便、易理解。

2.F一定時，研究a跟m的關(guān)系。改變小車質(zhì)量m（利用配重片加倍小車質(zhì)量）時，要使F一定，減少等厚墊塊的個數(shù)，使mh乘積不變。

師生共同總結(jié)，得出本改進實驗的優(yōu)點如下。

1.氣墊導(dǎo)軌是阻力極小的儀器，使實驗數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

2.數(shù)字計時器有加速度a功能，測量中不會受運動與停止的影響，測量更精確，讀數(shù)更直觀。利用電腦軟件Excel計算減少了運算量，降低難度。

3.合力用F=mgh/L，改變墊塊數(shù)量來調(diào)節(jié)F，減小了因其它因素造成的誤差。

4.用Excel的圖表功能作出的a跟F、a跟1/m的關(guān)系圖線能更直觀地得出正比例關(guān)系。

三、結(jié)論

物理社團調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，開闊了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)生思維模式向著立體化和多向化方向發(fā)展；物理社團還有利于培養(yǎng)競爭意識，造成了一個相互激勵，相互促進的有利環(huán)境；物理社團既利于合作意識的培養(yǎng)，又利于提高學(xué)生的各種能力。

［1］李萌.提升高職學(xué)生職業(yè)素質(zhì)重要平臺——學(xué)生社團［J］.價值工程，2011，（6）.

［2］吳冬梅，孫勇.發(fā)揮學(xué)生社團在大學(xué)生思想政治教育中的作用［J］.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2005，（1）.

［3］李栓久.加強學(xué)生社團建設(shè)，開辟學(xué)生思想教育工作的新途徑［J］.西南民族大學(xué)學(xué)報（人文社會科學(xué)版），2004，（6）.

［4］束炳如，何潤偉.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理（必修1）［M］.上海：上?？萍冀逃霭嫔纾?007.

責(zé)任編輯：陳 卓 陳 巖

Activities of Student Physics Society——A Case of Demonstration Experiments to Improve Newton’s Second Law

XIN Xue-li
（Tianjin the Fist Commercial School，Tianjin 300180）

The traditional teaching focuses only on the contact and communication between teachers and students，while the modern pedagogy advocates active learning，mutual exchanges and cooperation among the students，for which the society activities provide such a platform.Taken the demonstration experiment of improving Newton’s second law as an example，the paper illustrates that the founding of the physical society can arouse the students’enthusiasm of learning physics，broaden the students’creative thinking through mutual learning and exchanges，develop the students’thinking toward three－dimension and multi－direction，cultivate the sense of cooperation and improve the students’various abilities.

society activity；students；case；ability

G642.0

A

2095－5537（2014）04－00040－02

2014-05-16

辛雪麗（1976—），女，漢族，天津市人，天津市第一商業(yè)學(xué)校講師，碩士研究生。研究方向：物理理論。