組合創(chuàng)新思想在物理教學(xué)中的應(yīng)用

摘? ?要：在發(fā)明創(chuàng)造中，組合創(chuàng)新法是一種有效的方法。若在物理教學(xué)中，應(yīng)用組合創(chuàng)新的思想，可以使有些物理知識(shí)的教學(xué)更加優(yōu)化，進(jìn)而可以此提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)成績。

關(guān)鍵詞：組合創(chuàng)新思想;物理教學(xué);物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G633.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2018）35-0047-03

所謂的組合創(chuàng)新就是將多個(gè)獨(dú)立的技術(shù)因素（如現(xiàn)象、原理、材料、工藝、物品等）進(jìn)行重新組合，由此產(chǎn)生新的功能或新的產(chǎn)品的創(chuàng)新方法。若將組合創(chuàng)新的方法應(yīng)用于物理教學(xué)，不僅可使學(xué)生習(xí)得創(chuàng)新的思維和方法，還有利于學(xué)生物理知識(shí)的內(nèi)化，對提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)成績也能起到很好的作用。

一、組合創(chuàng)新思想的教學(xué)價(jià)值

組合創(chuàng)新并不是簡單地將不相干的物體疊加在一起，而是通過組合使其產(chǎn)生新的價(jià)值，即1+1>2的效果。這才是組合創(chuàng)新的價(jià)值和意義所在，組合創(chuàng)新的價(jià)值在物理教學(xué)中主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）應(yīng)用上更方便

物理實(shí)驗(yàn)儀器的使用有一定的規(guī)則和使用方法，例如在使用溫度計(jì)時(shí)溫度計(jì)的玻璃泡不能與容器底部和容器壁接觸，所以操作不是很方便。若依據(jù)組合創(chuàng)新的思想，對實(shí)驗(yàn)器材和儀器進(jìn)行組合可以解決很多不便，例如可將兩個(gè)止水夾垂直地組合在一起，一個(gè)止水夾豎直夾在燒杯壁上，另一個(gè)止水夾水平夾住溫度計(jì)。這樣不但可以很方便地調(diào)節(jié)溫度計(jì)在液體中的深度，而且溫度計(jì)用止水夾夾住后也比較穩(wěn)定，如此不用再擔(dān)心溫度計(jì)與燒杯壁或燒杯底接觸了。

（二）增強(qiáng)原有功能

組合創(chuàng)新思想的應(yīng)用可以增強(qiáng)儀器的原有功能，如早期的望遠(yuǎn)鏡存在著明顯的色差，這影響到觀察的效果，但后經(jīng)凸透鏡和凹透鏡的巧妙組合，大大減小了色差。動(dòng)滑輪能省力，但不能改變方向;定滑輪能改變方向，但不省力。若將兩者結(jié)合起來成為滑輪組，如此既可以省力，又可以改變方向。為了能直觀形象地說明浮力產(chǎn)生的原因，我們將兩個(gè)飲料瓶巧妙地組合到一起，制成了的裝置。在演示時(shí)，我們往小飲料瓶中加水，彈力球不浮起，然后向大飲料瓶中加水，直到大飲料瓶中的水達(dá)到小飲料瓶中的水面高度時(shí)，彈力球才浮起，由此說明浮力產(chǎn)生的原因是向上與向下的壓力差。

（三）產(chǎn)生新的功能

物理實(shí)驗(yàn)器材最初在生產(chǎn)和使用時(shí)都是一事一物，功能單一。我們可利用組合創(chuàng)新的方法發(fā)掘它們更多新的功能。如自行車內(nèi)胎上的單向氣門芯與塑料飲料瓶組合可制成有壓強(qiáng)的流體實(shí)驗(yàn)裝置。如此可完成有關(guān)做功改變內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)、流速與氣壓的實(shí)驗(yàn)等。

二、組合創(chuàng)新思想的教學(xué)策略

（一）有利于理解物理知識(shí)

有些物理概念和規(guī)律比較抽象，在教學(xué)中可通過實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解，但想要使其真正“消化”在學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，還需要學(xué)生自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化或順應(yīng)。為了使知識(shí)內(nèi)化于己、外化于物，可應(yīng)用組合創(chuàng)新的思想，這樣會(huì)取得事半功倍的效果。

1.透鏡對光線作用的教學(xué)

我們對該內(nèi)容教學(xué)的處理通常是讓平行光經(jīng)過凸透鏡或凹透鏡，由此讓學(xué)生觀察光線會(huì)聚或發(fā)散的現(xiàn)象，進(jìn)而總結(jié)得到：凸透鏡對光線有會(huì)聚的作用;凹透鏡對光線有發(fā)散作用。這是實(shí)驗(yàn)事實(shí)無可爭辯，可思維活躍的學(xué)生會(huì)思考其中的奧秘，為什么會(huì)是這樣呢？這時(shí)我們不妨先對一個(gè)三棱鏡進(jìn)行光折射的光路圖分析，由此得到光經(jīng)過三棱鏡時(shí)向棱鏡底部偏折的規(guī)律。然后將兩個(gè)三棱鏡進(jìn)行組合，形成凸透鏡或凹透鏡模型，這樣很自然地就得到了兩種透鏡對光線的作用模型。

2.電阻串聯(lián)、并聯(lián)效果的教學(xué)

根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)可知，兩個(gè)物體疊加起來，總量就會(huì)增加。因此在學(xué)生學(xué)習(xí)電阻串聯(lián)時(shí)沒有什么障礙，但學(xué)習(xí)電阻并聯(lián)時(shí)，發(fā)現(xiàn)總電阻比任何一個(gè)電阻都要小，對此學(xué)生理解起來比較困難。這時(shí)我們可采用組合的思想對其進(jìn)行處理。a、b是導(dǎo)線，若串聯(lián)就是兩根導(dǎo)線首尾相連，這樣長度變長了，所以電阻會(huì)變大。若a、b導(dǎo)線并聯(lián)，就是兩根導(dǎo)線首與首、尾與尾相連，如此導(dǎo)線的橫截面積變粗了，所以電阻會(huì)變小。這樣組合的好處是可使學(xué)生的思維流暢，對知識(shí)的理解有理有據(jù)，容易將其內(nèi)化。

3.望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡原理的教學(xué)

望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡都是組合創(chuàng)新的產(chǎn)物，從原理上來看，望遠(yuǎn)鏡是照相機(jī)和放大鏡的組合。而顯微鏡是投影儀和放大鏡的組合。

（二）有利于實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和開發(fā)

在物理教學(xué)中，我們應(yīng)用組合創(chuàng)新的思想，自主創(chuàng)新了一些新的實(shí)驗(yàn)裝置，以此提高物理教學(xué)的效果。

1.可變式面鏡的實(shí)驗(yàn)裝置

該內(nèi)容通常的教學(xué)過程是教師提供固定形狀的凸、凹面鏡，讓學(xué)生觀察形狀和現(xiàn)象。這種教學(xué)比較單一、呆板。若從組合創(chuàng)新的思想出發(fā)重新設(shè)計(jì)該教學(xué)過程，會(huì)發(fā)現(xiàn)凸、凹面鏡是由無數(shù)個(gè)“小平面鏡”組成的，由此研制出一種“動(dòng)態(tài)”的面鏡來呈現(xiàn)凸面鏡和凹面鏡。它可以實(shí)現(xiàn)面鏡凸、平、凹形狀的連續(xù)改變，還可以呈現(xiàn)當(dāng)面鏡凸凹形狀變化時(shí)，對光線的連續(xù)“無級”控制作用。其制作方法為：在薄玻璃鏡子的背后涂上膠，粘在一個(gè)大氣球橡膠皮上。然后用玻璃刀切割成邊長為1cm的正方形小平面鏡備用。隨后找一個(gè)硬質(zhì)的飲料瓶，去掉底，然后在備用的“小平面鏡”的橡膠皮上再涂上膠水，“小平面鏡”的反射面向外，粘在飲料瓶底部，這樣飲料瓶內(nèi)部就重新形成了封閉的系統(tǒng)，如此就制作好了可變式面鏡的實(shí)驗(yàn)裝置。演示時(shí)，先擰開瓶蓋，然后用手?jǐn)D壓飲料瓶，將一部分空氣排出后，再擰緊瓶蓋以形成封閉的系統(tǒng)，然后手接著擠壓飲料瓶，“小平面鏡”就形成了凸面鏡。松手后由于飲料瓶體積膨脹氣壓減少，所以外面的大氣壓將“小平面鏡”向內(nèi)擠壓形成凹面鏡，若擠壓用力適度就會(huì)形成平面鏡。

2.磁懸浮式真空不能傳聲的裝置

真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)，按照教科書的方法，由于在使用真空罩裝置時(shí)，發(fā)聲體與真空罩底座相接觸，所以聲音會(huì)經(jīng)固體傳遞出來，從而影響實(shí)驗(yàn)的效果。若將玩具或商業(yè)已有的磁懸浮展示架、無線擴(kuò)音器（包括無線話筒）、賀年卡上的音樂集成板等現(xiàn)成的器材組合起來，就能形成磁懸浮式真空不能傳聲的新裝置。

首先，將磁懸浮展示架放在水平桌子上，然后將它的電源插頭插入照明電路中的插座。

其次，將帶有發(fā)聲器的磁懸浮托盤，放入開口的玻璃罐頭瓶底，并通過玻璃罐頭瓶的開口，用手拿著木條壓在磁懸浮托盤上。同時(shí)將玻璃罐頭瓶底靠近磁懸浮底座，這時(shí)手能感受到磁懸浮托盤受到了力。接著繼續(xù)移動(dòng)玻璃罐頭瓶的位置，當(dāng)感受到磁懸浮托盤似乎不再受力時(shí)，磁懸浮托盤達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)將木條從磁懸浮托盤上移走，這樣磁懸浮托盤就懸浮在玻璃瓶中了。

再次，將帶有單向氣門閥、微型無線話筒的金屬瓶蓋擰緊。這時(shí)學(xué)生會(huì)聽到通過聲音接受器（與無線話筒配套的擴(kuò)音器，圖中未畫出）所接收到的微型無線話筒發(fā)射的賀年卡音樂電磁波。

最后，用抽氣筒通過單向氣門閥向外抽玻璃罐頭瓶里的空氣，然后學(xué)生感受到聲音接受器的聲音響度逐漸減小，直至聽不到聲音為止。

總之，組合創(chuàng)新方法的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在上述教學(xué)中，還可以在深度備課、教學(xué)設(shè)計(jì)、試題命制、試卷講評等教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)用，也起到了非常好的作用，這將在筆者今后的研究中逐步探討完善，這里不再一一贅述了。

參考文獻(xiàn)：

[1]管維三，王愛生.一種有壓強(qiáng)的流體實(shí)驗(yàn)裝置[J].物理教學(xué)，2016，38，（05）：79～80.