用最簡單的學具進行不簡單的探究

有的人認為：我們農村初中、我們薄弱學校、我們硬件設施差，搞探究性教學缺乏器材，不易開展。于是出現了以講代做，以結論代過程，或師演生觀等現象。

不可否認，農村初中受“三農”問題的影響，經濟薄弱，硬件設施落后，使用現代化教育手段與實施某些科學化教學會有一定的難度，而一些高難度的科學實驗和有關大型的實驗項目，更會受很大的制約。但如果我們精心設計教育方案，善于利用學習用具的價值，新課程所規定的探究性教學內容的實施絲毫不會受到影響。相反，我們農村初中基礎設施的底子薄，條件差，給我們的創新教育、學生自主學習能力的培養留下了巨大的發展空間，這對于張揚學生個性特長，培養學生的創造性才能提供了可持續發展的平臺。

這里，我想與同行們一起來探討一下直尺在物理探究教學中的“重要”作用。

眾所周知，直尺是我們每一位同學都有的最簡單的學習用品，畫等號、劃直線要用它；量長度、測距離要用它；作圖形、制表格要用它；但很多人可能沒想到，進行物理探究性教學更要用到它。

1直尺——聲學探究的主人翁

1.1影響聲音響度因素的探究教師可指導學生拿出自己的直尺，讓尺的一端壓在桌面上，另一端伸出桌面，用大小不同的力撥動直尺伸出桌面的一端，讓直尺的振幅大小發生變化，聽它振動發出聲音的響度，從而可得出聲源振動的幅度越大，聲音響度越大的結論。

1.2影響聲音音調因素的探究教師可啟發學生象上面一樣，先讓直尺伸出桌面的長度為總長度的2/3，用力F撥動伸出桌面的直尺的端點，聽一聽聲音的音調；第二次讓直尺伸出桌面的長度為總長度的1/2，也用力F撥動伸出桌面直尺的端點，再聽發出聲音的音調；第三次讓直尺伸出桌面的長度為總長度的1/3，再用力F在原位置撥動直尺，繼續聽發聲的音調。分析三次聽到直尺振動發出聲音調的高低，可得到聲音的音調高低同聲源振動的頻率有關，頻率越快，音調越高。

1.3影響聲音音色因素的探究對于這個特征的探究活動，教師可安排前后左右的三四位同學組成一小組，各自拿出自己的直尺，選出三種材料如不銹鋼的、塑料的、木質的直尺，方法同上。并要求讓三種材料的直尺伸出桌面的長度相同，分別用力F撥動露出桌面的端點，仔細聽它們發出的聲音的音色有什么不同，最后不難發現這些直尺的材料不同，發出的音色也不同。于是得出了聲源發聲的音色和它的材料有關的結論。這樣使大家明白這樣一個道理，不同的樂器有不同的音色。

2直尺——光學探究的裁判長

2.1探究平面的成像規律教師讓學生兩人一組，自主進行如下活動：(1)選取兩根大小完全相同的直尺，讓直尺A豎立在平板玻璃前；(2)把直尺B放在玻璃板后A所成的像的位置上，并使B和A的像重合，標出B的位置，從中發現像物大小相等；(3)再用另一直尺量出B和A到玻璃板的距離，又得出了像和物體到鏡面的距離相等的結論。

2.2探究光的折射規律教師可引導學生進行以下的探究活動：在一只大燒杯中，倒入大半杯的水，把直尺斜插在杯子的水中，從杯子上方觀察水下半截的直尺，發現向上偏折了，于是通過學生的討論交流，可得出這樣的結論：當光從水或者其他透明物質斜射入空氣時，折射角大于入射角；反之折射角則小于入射角。另外，從側面看水中的直尺，直尺又被放大了，這說明裝水的玻璃杯好象一個凸透鏡，凸透鏡是放大鏡。

2.3探究凸透鏡的成像規律在這個活動中，直尺可起到光具座的作用，能找到物距和像距的大小關系。

3直尺——電磁學探究的紐帶

在進行電磁學的教學活動中，直尺既能充當探究活動的主角，又可以起到橋梁紐帶的作用。

3.1探究磁體去磁的方法教師指導學生先去閱讀課本有關內容，在弄清楚磁化的定義和方法后，首先請學生把自己的鋼尺磁化，再讓他們大膽猜想：有的可能認為是用通電的方法來去磁，有的則會提出通過用水浸泡的方法來去磁，還有的肯定會猜想用敲打的辦法來去磁，再有的還會說用火燒的辦法可以去磁。教師在學生猜想的基礎之上引導他們進行實驗活動，最后得到通過敲打和火燒的辦法可以達到去磁的目的。

3.2探究電磁鐵磁性強弱的因素教師啟發學生進行如下的操作(1)取一根鋼直尺，一把塑料尺，用粗細相同的導線在尺的外面繞上相同匝數的線圈；(2)把它們串聯在電路中，閉合開關，看它們吸引大頭針的情況；(3)引導學生先后在同一把鋼直尺上繞上不同匝數的線圈，比較它們吸引大頭針的數量。通過以上一系列的探究實驗，終于弄清楚：①鋼和鐵等磁性材料容易被磁化，而像塑料、木材等材料不能被磁化；②電磁鐵的磁性強弱在電流大小相等時線圈匝數越多，磁性越強；③改變線圈的繞向或改變電流方向，可改變它的極性。

3.3探究導體和絕緣體的導電性能教師可指導學生在電路上分別接上鋼尺和塑料尺，閉合開關，看電燈是否發光，電流表的指針是否體偏轉，以此來判斷這兩種材料的導電性能。發現接鋼尺時燈泡會發光，電流表指針偏轉；接塑料尺時，電路沒反應，從而知道鋼鐵等金屬是導體，容易導電；塑料等是絕緣體，不易導電。接下來教師可再指導學生給鋼直尺用酒精燈加熱，看燈泡亮度及電流表數據的變化，從中發現導體在溫度升高時電阻增大，導電能力減弱。

4直尺——力學探究的棟梁

初中物理教材蘇科版呈現的力學內容的前前后后，幾乎每一個探究課題的設計和操作，都可以借助于直尺，它貫穿于力學探究過程的始終，可謂是力學探究的棟梁。

4.1力的作用效果決定因素的探究首先請學生將直尺的一端壓在桌面上，另一端伸出，在伸出桌面的端點用大小不同的力壓直尺，看直尺形變的程度，其次在遠近不同的兩點用相同的力壓直尺，看直尺形變的程度，最后在直尺的一端的同一點用相同的力分別向下壓和水平推直尺，再看它的形變的程度，結果一目了然：力的作用效果同力的大小，方向和作用點有關。

4.2杠桿平衡條件探究在學生預習課本內容的前提下，布置學生獨立完成下列操作：(1)取直尺的中點懸掛在支架上，調整懸掛點，使直尺在水平位置平衡；(2)在直尺兩邊掛不同個數的鉤碼，左右移動鉤碼的懸掛點，直到直尺在水平位置平衡，記下兩邊鉤碼的重力和各自的力臂；(3)兩邊各增加一個鉤碼，再移動鉤碼的懸掛點，待杠桿在水平位置平衡后，讀出兩邊的力臂；(4)先向外移動左邊的鉤碼，然后調整右邊鉤碼的懸掛點，直到杠桿再次在水平位胃平衡，讀出各自的力臂；(5)把三次的力和力臂的值記在表格中。根據測得的數據，可得到動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂的杠桿平衡條件。

4.3物體的抗壓強度大小因素的探究在學生們復習了影響物體形變大小因素的知識點以后，接著教師向學生提出了新的課題：同一物體的抗壓力強度同哪些因素有關?于是請學生進行猜想，在猜想的基礎上要求獨立利用自己的學具和提供的鉤碼設計方案并進行探究實驗。例如，在探究物體抗壓力強度同無支撐點跨度關系時可指導學生按如下步驟操作：①在課桌上放高度相等的兩疊書，中間留有比直尺稍短一點的距離，把直尺橫跨在兩疊書上，從直尺上讀出跨度的長S1，在尺的中間放一個鉤碼，用另一把尺量出直尺中點到桌面的距離H；②在這把直尺的中點放兩個鉤碼，移近兩疊書的之間距離直到尺的中點到桌面的距離還為H，從直尺上讀出跨度的長S₂；③再在尺的中間放上三個鉤碼，進一步縮小兩疊書之間的距離，使尺的中點到桌面的距離還為H，從直尺上讀出跨度的長S₃；④把鉤碼三次的重力和三次跨度的長記在自己設計的表格中。另外根據表中的數據可以得出同一物體的抗壓力強度隨無支撐點跨度的縮短而增大。根據以上的裝置同學們還可以通過探究得出以下結論：在跨度相同時，直尺側放比平放所能承受的壓力大；弓形的比平放的所能承受的壓力大。

以上探究實驗的設計和活動安排僅僅是用直尺為主要器材，實際上我們還可以利用文具盒、各種筆、鉛筆刀、橡皮、圓規等再設計出一些切實可行的實驗，以達到探究某些物理課題的目的。總的一句話，用最簡單的學具可以完成不簡單的探究，用最少的投入，可收到最顯著的成效。

(欄目編輯 趙保鋼)