執(zhí)物理金盾筑安全長城

王興臣　楊冠軍

【摘要】針對學(xué)生橫穿馬路、翻越墻頭、用電、輻射防護等安全隱患現(xiàn)象，從物理學(xué)角度對安全事故可能造成的傷害進行了定性、定量分析，實現(xiàn)物理教學(xué)與學(xué)生安全教育融合。利用物理數(shù)據(jù)來是學(xué)生獲得安全體驗，敲響安全警鐘、喚醒學(xué)生安全意識，提出了制作與物理知識相關(guān)的安全教育微課的思路。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué) 安全教育 融合 案例 微課 物理學(xué)是一門以實驗和自然現(xiàn)象、實際生活為基礎(chǔ)的學(xué)科，有著很強的理論性和廣泛的實踐性。新課標強調(diào)，物理學(xué)習(xí)生活化，注重學(xué)生對自然現(xiàn)象、生產(chǎn)生活實際所蘊含的物理規(guī)律的體驗。從心理學(xué)的角度來考量：需要是人從事各種活動的基本動力，是人的一切積極性的源泉。人的各種站活動從飲食、學(xué)習(xí)工作，到創(chuàng)造發(fā)明，都是由于需要的推動。如果一個人機體有了某種缺乏，但自己并沒有主觀體驗到，也不會產(chǎn)生動力。中學(xué)生正處在身心發(fā)展的關(guān)鍵時期，精力旺盛、思維活躍、求新求奇意識很強，樂于接受新生事物，但缺乏生活經(jīng)驗，對于沒有親身經(jīng)歷過的許多事情不以為然。就安全問題來說，無論老師、家長怎么強調(diào)，總有一些學(xué)生當(dāng)作耳旁風(fēng)、漠然處之，似乎安全事故沒有發(fā)生在自己身上，就與己無關(guān)。這反映出他們安全意識淡薄，缺乏對生命的敬畏。先讓我們來看下面這樣一些司空見慣的現(xiàn)象。

鏡頭一：上學(xué)放學(xué)路上，總有同學(xué)放著好端端的人行道不走，非要三兩成群地并排騎自行車、電動車馳騁在機動車道上，甚至突然橫穿馬路、全然不顧旁邊汽車喇叭聲聲的警示。

鏡頭二：課間或者活動課上，部分學(xué)生互相追逐、打鬧嬉戲；下樓梯時不遵守秩序，擁堵推搡。

鏡頭三：個別學(xué)生上學(xué)放學(xué)時為了少走幾步路，呈一時之快，竟然置校紀校規(guī)于不顧，擅自翻越高達2米左右的校園圍墻，全然不顧潛在的危險，真是觸目驚心！

鏡頭四：一些學(xué)生經(jīng)過變壓器或者高壓線附近時，不知回避；雷雨天氣在樹下躲雨；在做一些具有危險性的物理化學(xué)實驗時比較隨意，不遵守安全規(guī)程。

作為教育工作者，對學(xué)生的安全教育自然責(zé)無旁貸。從物理學(xué)科教學(xué)的角度來看，我們完全有可能利用物理學(xué)與實際生活的緊密聯(lián)系，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，對一些安全事件案例做定性或定量分析，使學(xué)生對其中的原理了然于心。這樣可能會從心底里喚醒他們對自然規(guī)律的敬畏，在學(xué)習(xí)知識、掌握技能、提升能力的同時，自覺地養(yǎng)成規(guī)則意識。

案例一：電動車與機動車相撞的損傷估算——敬畏生命，安全出行。在學(xué)習(xí)了與碰撞相關(guān)的力學(xué)知識后，我們可以組織學(xué)生對交通事故碰撞的原理進行定量研究，從而使學(xué)生通過具體數(shù)據(jù)對交通事故可能造成的損害獲得切身感受，養(yǎng)成敬畏生命、安全出行的良好習(xí)慣。為便于比較我們不妨選取一個來自“百度百科”的例子作為參照：人體承受沖擊力極限300公斤。1931年，世界重量級拳王麥克斯·貝爾在與對手俄尼·沙夫的對決中，揮出了致命一拳。沙夫再也沒能恢復(fù)，6個月后死亡。

碰撞模型：假定某次交通事故中，一輛家用轎車質(zhì)量約M=1.3t，以速度v1=36km/h行駛，跟一輛質(zhì)量為m=100kg（含騎車人質(zhì)量）、以速度v2=18km/h行駛的電動車迎面相撞，假設(shè)碰撞后瞬間二者具有相同速度v，碰撞時間為t=0.5s。我們來分析研究碰撞過程中電動車受到的沖擊力F的大小。

考慮到碰撞瞬間內(nèi)力遠大于外力，選擇機動車碰前的速度方向為參考方向。根據(jù)動量守恒定律，有Mv1-mv2=（M+m）v，可解得碰撞后瞬間二者共同速度：v﹦8.9m/s，再對電動車使用動量定理可得：mv-m（-v2）﹦Ft，代入數(shù)據(jù)可解得：F﹦-2780N，即碰撞過程中汽車對電動車的作用力大小約為2800N，相當(dāng)于280kg的重物砸到電動車上，足以給電動車和騎車人造成重創(chuàng)！由此可以預(yù)見，電動車、自行車哪怕是與低速行駛的機動車相撞，也無異于雞蛋碰石頭。若與高速行駛的車輛相撞，后果將更加是災(zāi)難性的。

所以，同學(xué)們在上學(xué)放學(xué)路上騎行自行車、電動車、亦或是步行時，都要自覺遵守交通規(guī)則，千萬別拿自己的生命開玩笑。請同學(xué)們不要忘記了：為你傾注了全部心血的老師還在教室里靜候著你來上課；為你付出了一世辛勞的父母還在陽臺上巴望著你回家吃飯呢！

案例二：踩踏事件對人體造成的傷害。在學(xué)習(xí)壓力壓強知識時，可以結(jié)合實際生活中的踩踏事故案例對學(xué)生進行安全教育。若在樓梯處發(fā)生踩踏事件，那么對于一個體重為60kg（約600N）的人，按照常人走路的情形（單腳著地），當(dāng)此人一只腳踩中倒地者腹部時將是是非常危險的。更何況在危機情形不幸的倒地者往往受到多人重復(fù)踩踏！

這個例子給我們的啟示是：為了自己和他人的安全，上下樓梯時請自覺有序。因為誰也不能保證萬一發(fā)生踩踏事件時，那個不幸的倒地者就不是你自己！

案例三：翻越墻頭時地面對人體的沖擊力估計——自由落體運動及動量定量相關(guān)知識的應(yīng)用。若某同學(xué)體重60kg，身高170cm，從2.5m高處直接跳下，雙腳著地后與地面接觸經(jīng)t=0.5s即靜止。從物理學(xué)角度看，該同學(xué)作自由落體運動，重心下落了大約（2.5-0.85）m=1.65m，由運動學(xué)公式v2=2gh不難求得落地速度約v=5.7m/s，根據(jù)動量定理（取豎直向上為參考方向），得0–（-mv）=（F-mg）t，可得F=1284N，極易造成人體骨骼骨折或者斷裂傷害。

定量而不容置疑的物理數(shù)據(jù)警示那些貪圖省事、試圖翻越墻頭的同學(xué)：地面很堅硬，骨頭很脆弱。無視規(guī)則、擅自翻越墻頭者，后果很嚴重！

溫馨提示：在樓房下面或者建筑工地附近經(jīng)過時，請多留意觀察，以避免高空墜物可能造成的傷害！

案例四：日常生活以及電學(xué)實驗中的安全用電問題。通常所說的安全電壓，是指36伏以下的電壓。因而學(xué)生在做有關(guān)電學(xué)實驗時，若事先知道所用電源電壓為220V時，會顯得小心翼翼，操作時很是注意。但當(dāng)?shù)弥秒妷旱陀?6V時則往往顯得無所顧忌，就不大注意安全了。顯然這是對人體觸電的機理不夠了解所致！實際上人觸電時，電流才是造成傷害的直接因素和主要元兇。通過人體的電流越大，造成的傷害就越嚴重，特別是當(dāng)電流流經(jīng)心臟時更加危險。經(jīng)驗表明，通過人體的電流超過50毫安時，觸電傷害可能會危及生命，因為這時觸電者已不容易自主脫離電源，因而會進一步加重傷害。需要強調(diào)的是：通常人體雙手間的電阻通常可達數(shù)十萬歐，但當(dāng)人手表皮角質(zhì)層受傷開裂、導(dǎo)致真皮裸露時，雙手間電阻則會變小為200～800Ω，當(dāng)觸摸到36 V的電壓時，通過人體的電流會達到45～180 mA！若按800Ω作為人體的電阻，要通過50毫安的電流，則需要在人體上加40伏的電壓。因此，一般規(guī)定36伏以下的電壓為安全電壓。因而我們在進行電學(xué)實驗或者其它用電操作時仍須格外留神，正所謂“小心駛得萬年船”。

可見，物理教學(xué)與學(xué)生的安全教育息息相關(guān)。如果我們在物理教學(xué)中能夠結(jié)合學(xué)生身心發(fā)展特點，借助目前非常流行的微課這一新興教學(xué)載體，選取與學(xué)生安全教育相關(guān)的物理知識片段制作成短小精悍的安全教育微課穿插在課堂教學(xué)中或者用在班會上，也可以上傳至大眾媒體平臺上供學(xué)生瀏覽，從而將物理知識的教學(xué)與學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活相結(jié)合，實現(xiàn)物理學(xué)習(xí)生活化，那么這樣既能體現(xiàn)新的課程標準要求，同時也有利于引導(dǎo)學(xué)生合理使用手機，實現(xiàn)對學(xué)生的安全教育。

參考文獻：

[1]全國十二所重點師范大學(xué)聯(lián)合編寫.心理學(xué)基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2008.

基金項目：甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度重點課題“高中物理學(xué)科教學(xué)與學(xué)生安全教育融合典型微課案例設(shè)計研究”課題（GS[2017]GHBZ053）成果。