综合实践活动在物理教学中的开展

王伟

物理学科是一门综合性、实践性很强的学科，新课程标准下的中学物理教材明确体现两条编写原则：一是提倡从生活走向物理，从物理走向社会；二是科学探究灵活地贯穿于始终。鉴于此，高中学习阶段开展物理综合实践活动，让学生真正懂得理论联系实际，是教育改革中的亮点。作为物理老师，应积极主动适应新课程改革的要求，积极开发学生的实践能力，注意培养学生的独立性、自主性，引导学生质疑、调查、探究、合作，促进学生主动学习，提升各方面的素质和能力。

综合实践活动是建立在学生最直接的亲身体验上，与学生自身生活和社会生活密不可分，是为了开拓学生的视野、发展学生的动手探索能力的实践性课程。综合实践活动中，让学生把单纯的理论应用于实际生活，让他们自己发现问题、拟定主题、收集整理资料、动手实验、最后得到结论汇报成果。为了更好的开展高中物理综合实践活动，提高活动的效果，让学生真正参与到活动中来，结合高中物理教材选修3-2第六章《传感器》的部分内容，组织学生开展了一次综合实践活动——较灵敏的地震测量仪的制作，活动过程如下。

一、研究課题

较灵敏的地震测量仪的制作

二、 研究背景

近几年，全球地震多发，伤亡惨重，根据这一实情，学生在认识了干簧管和水银开关传感器的结构和工作原理后，利用地震所引起的振动，使干簧管和水银开关接通，电路正常工作这一特性，制作出可以达到预警和测量的地震测量仪。

三、 研究过程

首先，组织学生学习相关传感器的知识，收集资料，设计制作方案，采购器材。

其次，就是制作。制作的地震仪分两部分，一部分（称系统A）是测震级的大小，另一部分（称系统B）是测震源的方向，下面分别介绍：

（一）系统A

1.主要原理：磁铁靠近干簧管使之闭合

干簧管通常由两个软磁性材料做成的，这些簧片触点被封装在充有惰性气体（如氮、氦等）或真空玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触，以构成开关的常开或常闭触点。在尚未操作时，两片簧片并未接触，外加的磁场使两片簧片端点位置附近产生不同的极性，结果两片不同极性的簧片将互相吸引并闭合。

2. 装置构成

装置说明：

a：上下底板和两侧支板为电路板；

b：上底板上有并列排布的干簧管（磁性开关），下底板上有并列排布的LED灯管和电铃；

c：两侧支板间为单摆，由轻质弹簧和铜管，磁铁构成。

3.工作过程

当地震发生时，横波使得地面左右摆动，底板下方的弹簧也发生摆动，带动铜管的摆动，导致磁铁也随之摆动；磁铁使得顶端电路板上的干簧管（磁性开关）发生碰触，形成闭合回路，底板上的LED灯随即亮起，显示震级大小。轻度地震时，铜管摆动幅度小，带动磁铁摆动小，随即干簧管（开关）1被接通，LED1忽明忽灭。中度地震时，铜管摆动幅度较大，带动磁铁摆动较大，随即干簧管（开关）2被接通 ，LED1、LED2忽明忽灭。重度地震时，铜管摆动幅度大，带动磁铁摆动幅度大，随即干簧管（开关）3被接通 ，LED1、LED2、LED3忽明忽灭 ，同时电铃发出警报。

（二）系统B

1.主要原理

地面震动使得水银开关闭合。因为重力的关系，水银水珠会向容器中较低的地方流去，如果同时接触到两个电极，开关便会将电路闭合。

2.装置构成

a：底板由电路板做成，其边缘用锡纸做挡板，同时将底板分成三个区域，由中心到边缘依次为：小弹珠放置区域，小弹珠判定区域，小弹珠碰触区域；

b：底板上用电路板均匀分割成8个区域，用以指代8个方位；

c：分别在8个区域的上方，即小弹珠的碰触区域上方。利用两侧的电路板分别连接水银开关。

3.工作过程

当地震发生时，圆盘底板重心向某方向倾斜，则某对应方位上水银开关闭合，形成通路，由对应LED灯的明灭来显示某方向，即震源方向

4.应用举例（以正东方向为例）

当地震发生时，纵波使得地面上下摆动，底板也发生摆动，弹珠和水银重心发生偏移，小弹珠就从小弹珠放置区域向小弹珠判定区域滑动。由于震源中心在正东方向，即正东方向的摆动幅度较其他7个方位大。因此小弹珠由判定区域向碰触区域滑动，形成通路—底板上与之对应的正东方向的LED灯亮。

四、活动评价与反思

第一，在这一次综合实践活动中，我们经历了前期准备、过程指导与研究设计、总结与评价三个环节的组织和学习。学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面都有了很大的收获。

第二，大家对这样的研究过程兴趣浓厚，积极性高，借助分工协作，共同讨论，制定计划；运用多种手段查询资料，亲自进行调查，遇到困难共同想办法解决，最后一起完成研究过程，非常有成就感。通过此次综合实践活动，培养了学生人际交往能力，获得了从事科学研究的体验与技能，加深了对课本知识与生活实际密切联系的理解和应用。

第三，作为指导教师，我的最大收获是教育观念的转变，把“讲”师的角色变为“导” 师的角色，真正成为学生自主学习的“引导者、合作者、参与者”。充分发挥学生的主体意识，培养和提高了学生的实践、探究、发明创造的能力，激发了学生的学习热情。