怎样引导小学生学习反冲力和弹力

2023-09-11 06:38张世洪
科学导报 2023年60期
关键词:皮球弹力气球

张世洪

《科学新课程标准2022版》中指出,课程设计应采用“少而精”的原则,聚焦于学科核心概念,并选择与每个核心概念相关的学习内容,设计适当的系列学习活动。在引导学生理解科学概念时,我们应该通过相关的实例来引导他们增强感性认知,而不是过分强化理性认知。我们应该让孩子们通过实践、观察、操作和展示等环节来逐步理解科学概念,而不是将重点放在深挖概念的文字表述上。我认为这一观点可以通过引导小学生学习“反冲力”和“弹力”的概念得到印证。

小学四年级科学上册第三单元是“运动和力”,其中讲述了“反冲力”概念。在第二课中,教师通过气球喷气的例子向学生说明,喷出气体会产生一个相反的推力,这就是所谓的反冲力。当气球被充满气体后,由于气体分子的运动,会产生一个向外的压力,使气球膨胀。当气球嘴被放开时,由于气体分子的惯性作用,会给气球一个向上的反冲力,使其飞起来……在实际生活中,人们更常接触到液体和气体的反冲现象。反冲力的例子在生活中很常见。反冲力的方向与喷射力的方向相反,而喷射力又受到原发力的影响。要提高反冲力,需要增加喷射力。

在第三课中,“弹力”被定义为:像橡皮筋这样的物体受到外力作用时,形状很容易改变,在形状改变时它们会产生一个恢复到原来形状的力,这个力就叫做弹力。当我们将皮球抛向空中,它将落到地面上并产生反弹。为什么球会从地上弹起来呢?科学研究表明:当物体受到力的作用时,它的形状和大小会发生变化,这种变化被称为物理学上的“形变”。当物体发生形变时,弹性势能会被储存下来,这是由于分子的相互作用力所致。当物体形变消失时,物体恢复到其原始状态,弹力也随之消失。

那么,当其他物体受到力的作用时,是否也存在一定的形变以及相应的反弹力呢?物理学研究已经明确指出:任何物体都会因为受到任意小的力的作用而发生形变,因此不存在不发生形变的物体,所以答案是肯定的。物体的质地不同会导致受到作用力大小、形变大小和弹力大小的差异。有些物体形状变化比较清晰,产生了更大的灵活性。有些物体在变形的时候不会明显地表现出来,因此它们所产生的弹力也相对较小,很难被人类肉眼所察觉。皮球是一种由橡胶制成的球状物,其材质相对柔软,并且内部装充足的气体。因此在遭受力之后,它的形态会产生显著的变化,从而呈现出很高的弹力,能够连续地弹跳数次。如果实心球是由硬质塑料制成的,那么即使受到力的作用,它的形变和弹力也会相对较小。当使用铅球时,由于它的形变和弹力非常小,所以几乎感觉不到其重量和弹性。

从以上信息可以得出结论:反冲力和弹力都属于力的表现形式,二者都源于先前的动力作用,且反向作用于原动力。教师在引导学生区分反冲力和弹力时,需要从感性认知方面入手。可以通过实例展示,如放开吹起来的气球可以感知到反冲力,压缩弹簧或拍皮球可以感知到弹力,让学生深刻体验这两种力。通过举例让学生初步了解这两种力的概念,不需要一味强调概念本身,否则只关注文字概念会让学生容易产生错误和理解偏差,从而对日后学习力学造成不良影响。为了防止这种情况发生,应该采取从实例出发,让学生直接感受力的作用,提高他们的学习兴趣和学习效果。本单元的学习涉及到反冲力和弹力这两个概念,因为它们能够驱动小车并使其行驶得更远更快,这为日后学习物理力学与动力学打下了基础。

学生可以通过第七课和第八课制作动力小车,并在实验中感受皮筋产生的弹力和气球产生的反冲力,从而真切领悟这两种力的产生与消失。教师在这个过程中可以指导,而不是一遍遍地讲解。我们还能引导学生思考如何让小车获得持续动力,激发学生的创造性思维,培养孩子成为科学学习的主导者。

(作者单位:山东省菏泽市单县徐寨鎮中心小学)

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