物理社团实践教学方式探究——以改进牛顿第二定律实验教学为例

辛雪丽天津第一商业学院，天津 300180

物理社团实践教学方式探究
——以改进牛顿第二定律实验教学为例

辛雪丽
天津第一商业学院，天津 300180

传统的教学只重视师生之间的联系、沟通，现代教学论要求学生主动学习，同学之间应该相互交流合作，社团活动提供了这样的一个平台。通过改进牛顿第二定律的演示实验教学例证，说明物理社团的开设调动了学生学习物理的积极性，开阔了学生的创造性思维，通过相互学习，相互交流，使学生思维模式向着立体化和多向化方向发展，既培养了学生的合作意识，又提高了学生的各种能力。

社团活动；学生；案例；能力

构建物理社团意义重大。物理社团活动内容强调与现实生活的联系，有助于激发学生探索自然、理解自然的兴趣，增强学生的创新意识和实践能力；使学生认识物理对科技进步，对文化、经济和社会发展的影响，帮助学生适应现代生产和现代生活；提高学生的科学文化素质和综合职业能力，帮助学生形成正确的世界观、人生观和价值观。

一、构建物理社团应注意的问题

1.教师的备课方面。开放式的实验题目的选择在备课中是很重要的内容，要求学生现有能力可独立依据教材原理进行操作，又有可在原理和操作上进行注意和改进的方面，教师除了熟悉教材和教学内容外，要求备学情，对结果有所预设，以便给予学生合适的引导，使学生实验顺利进行。

2.活动组织方面。社团活动利用学生课余时间，每周一至两次；活动中可把任务点分成模块，模块涉及的内容不宜多，要给学生更多主动参与的机会。同时用摄像设备摄录学生讲课的过程，共同分享，教学相长，充分激发学生的学习兴趣。

二、牛顿第二定律实验教学例证

老师提出问题：本实验在实施中存在着哪些问题？学生采用头脑风暴法各抒己见，老师在此基础上归纳总结如下。

1.实验系统误差大。采用小车为研究对象，托盘和钩码的重力提供外力，要求小车质量远大于托盘和钩码的总质量。实际操作中，钩码和托盘的总质量与小车的质量差达不到要求的程度，钩码和托盘与小车用轻绳连接，加速度相同，系统误差不可避免。

2.实验数据处理困难。实验中使用打点计时器打点，处理纸带，结合运动学公式计算加速度，计算相对繁琐，同时出现了第二次误差。

3.实验操作难度大。实验中利用力学知识对摩擦力进行了平衡操作，垫高薄木板，使小车沿斜面向下的重力的分力与摩擦力相等，小车做匀速直线运动，要达到上述目的，需要多次操作，多次打点；而教材提供的两辆小车同时运动的方案令学生教师操作实验难度更为加大。

针对上述三个问题，社团的学生认真讨论研究，并求助于老师帮助，三个问题逐一击破。第一，解决平衡摩擦力的困难：利用气垫导轨（是我们教学及实际中减小摩擦的有效措施）实现光滑斜面。第二，小车重力的分力（沿斜面向下的分力）直接充当合外力，本实验不用托盘和钩码。第三，加速度a的测量利用数字计时器的加速度功能完成，再使用电脑软件图表功能作出a跟F、a跟1/m的关系图线。

学生击破三个问题之后，开始进行具体的分析研究，先是理论研究。实验基本原理如下：

图1

图2

小车沿光滑斜面下滑，受力情况如图1所示：小车受到重力和支持力作用。学生利用力的分解知识将其重力分解为G1和G2，如图2。G2和F支平衡，其合力为：F=G1=mgsinθ，又因为：sinθ=h/L，（h为斜面的高，L为斜面的长），所以：F=mgh/L。

沿光滑斜面下滑的小车所受的合外力就是F= mgh/L，由气垫导轨近似实现光滑斜面，导轨长度就是斜面的长度而保持不变，g是常量。m不变时，要改变F只需要增加高度；F不变时，就是使mh之积不变，要改变物体的质量m，就要反方向的改变h。

加速度a的测量利用数字计时器的加速度功能完成，小车（带有宽度l=3cm的挡光片）通过两个光电门分别记录t1、t2和Δt，由此可得，通过两个光电门的速度分别为这个过程可由电脑软件Excel完成，利用软件在各列中分别输入，A列t1、B列t2、C列Δt、D列a，设立好公式即可得出相应结果，还可以利用它的图表功能作出a跟F、a跟1/m的关系图线。

具体的实验操作：

1.m一定时，研究a跟F的关系。使小车质量m不变，要增加物体受到的外力F，由F=mgh/L可知，只需要增加高度即可，实验中增加等厚垫块个数达到成倍地增加h，简单、方便、易理解。

2.F一定时，研究a跟m的关系。改变小车质量m（利用配重片加倍小车质量）时，要使F一定，减少等厚垫块的个数，使mh乘积不变。

师生共同总结，得出本改进实验的优点如下。

1.气垫导轨是阻力极小的仪器，使实验数据更准确。

2.数字计时器有加速度a功能，测量中不会受运动与停止的影响，测量更精确，读数更直观。利用电脑软件Excel计算减少了运算量，降低难度。

3.合力用F=mgh/L，改变垫块数量来调节F，减小了因其它因素造成的误差。

4.用Excel的图表功能作出的a跟F、a跟1/m的关系图线能更直观地得出正比例关系。

三、结论

物理社团调动了学生学习物理的积极性，开阔了学生的创造性思维，使学生思维模式向着立体化和多向化方向发展；物理社团还有利于培养竞争意识，造成了一个相互激励，相互促进的有利环境；物理社团既利于合作意识的培养，又利于提高学生的各种能力。

［1］李萌.提升高职学生职业素质重要平台——学生社团［J］.价值工程，2011，（6）.

［2］吴冬梅，孙勇.发挥学生社团在大学生思想政治教育中的作用［J］.安徽农业大学学报（社会科学版），2005，（1）.

［3］李栓久.加强学生社团建设，开辟学生思想教育工作的新途径［J］.西南民族大学学报（人文社会科学版），2004，（6）.

［4］束炳如，何润伟.普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）［M］.上海：上海科技教育出版社，2007.

责任编辑：陈 卓 陈 岩

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

辛雪丽（1976—），女，汉族，天津市人，天津市第一商业学校讲师，硕士研究生。研究方向：物理理论。