玩具在中学物理实践活动中的应用一例

于志明 王冬琴

（连云港师范高等专科学校，海洋港口学院物理系，江苏 连云港 222006）

玩具生动有趣，深受人们的喜爱.一些伟大的科学家如牛顿、爱因斯坦等小时候都非常喜欢玩具，他们都曾经自己动手做玩具.玩具能在中学物理实践活动中发挥积极作用，值得大家重视.比如组织中学生将玩具先拆开，了解其内部结构和工作原理，然后再重新组装起来，这样做对培养中学生的动手实践能力、严谨的工作态度和学习兴趣都很有帮助.下边我们以一种企鹅玩具（如图1所示）为例对此加以说明.

图1

这是一种电动玩具，启动电源后，企鹅两眼闪光、头顶的球转动、两小翅膀不停地摆动，动作十分活泼可爱.

活动的第1步：准备好工具.主要是适当大小的十字螺丝刀、纸、笔和照相机.

活动的第2步：初试.为保证活动的成功，可以将开始的几步作为初试.先取下电池盒盖，取出电池，拆下两翅膀、3个固定外壳的螺钉，分离外壳，露出该玩具的主体部分.要求：每一环节都要用笔在纸上做好记录，记下在哪儿、用什么方法、拆下什么东西，放好拆下的东西.这样做可以培养中学生严谨、细心的习惯.然后根据记录，以相反的次序将玩具组装起来，使其恢复原样.这一步的难度不大，但可以增强中学生实践的勇气和成功的信心.

活动的第3步：细致解剖.先重复第2步的过程将外壳分离，得到该玩具的内部主体，细致观察其四周各处，为便于记忆，将其四周拍照下来，如图2所示.

观察其中电路的连接情况，从电池正极引出两根导线，一根接到作为企鹅眼睛的灯泡的一极上，另一根接到电动机的一极上，从电池负极引出一根导线接到开关上，从开关出来两根导线，一根接电动机的另一极上，另一根通过位于一小缺齿齿轮旁边的金属丝接到作为企鹅眼睛的灯泡的另一极上.而金属丝位于一导线的接头附近，形成一个开关，当小缺齿齿轮的轮齿推动金属丝与接头相靠，开关就合上了.原来企鹅眼睛的闪烁的道理在这里.如图3所示.

图2

图3

装上电池，合上开关，可以看到企鹅眼睛的闪动，电动机带动企鹅头顶的球和企鹅翅膀轴的转动，在其中缺齿齿轮的作用很有趣.

关掉电源，观察传动系统的情况.为此将主体部分进一步拆开.观察发现主体部分也是可以拆开的两部分，拆下3个固定螺钉，取下一连接两边电池卡，揭开固定导线的胶带，取下企鹅翅膀的轴，将主体部分的核心打开.观察系统的传动情况发现：电动机轴上一齿轮将转动传到上边的齿轮，该齿轮将转动传到企鹅头顶上的球的轴上，然后再向下传到一大的缺齿齿轮上，该齿轮将部分转动传到一小的缺齿齿轮上带动企鹅翅膀的摆动，如图3所示.而企鹅翅膀的转轴的另一端装有弹簧，如图4所示.该弹簧在小的缺齿齿轮没有和大的缺齿齿轮啮合时使企鹅翅膀复位，从而使企鹅翅膀的动作重复进行.

观察企鹅玩具的电路和机械传动情况，就理解了该玩具的工作原理了.注意在拆开时不可用力太大，损伤器件.

活动的第4步：恢复原样.将企鹅玩具重新组装起来，恢复原状.要确保不剩下一个螺丝钉，没有导线和转动的轴或齿轮接触.装上电池，开启电源，观看表演.

图4

通过这样的活动，能使中学生深刻了解企鹅玩具的工作原理及其内部组成结构，能很好地培养中学生的动手实践能力、细致耐心品质和团结协作精神，更能激发他们的好奇心和学习兴趣.

玩具都是在工厂里由工人组装起来的，而组装的过程大多数是可逆的，又考虑到现在各种工具都比较容易得到，所以我们介绍的方法是现实可行的.当然在开始时可以选简单的玩具，逐步增加难度.