基于拋體模型例談新冠疫情下如何做好個人防護

戴偉東

摘? ?要：結合抗擊疫情的鮮活教材，學生運用已有知識去發現問題，把問題中某一實際情境轉換成解決問題的物理情境，建立相應的物理模型，這是應用物理觀念、物理知識思考問題、分析問題的過程。在此基礎上形成分析、解決實際問題的能力，同時提高了科學探究能力，對帶有新冠病毒的飛沫進行拋體運動分析，闡述了疫情下如何做好個人防護的問題。

關鍵詞：新冠疫情;拋體運動;核心素養

突如其來的新冠疫情，短時間內就席卷了神州大地，我們的生活步調被打亂了，我們的教學工作被迫終止了，教學活動也由線下轉到了線上。

加強科學教育、道德教育、生命教育，促使學生涵養家國情懷、堅定理想信念，樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀，培養擔當民族復興大任的時代新人，是現階段我們教育工作者首當其沖的主要任務。本文從實際場景入手來培養學生發現、分析和解決問題的能力。

1? 挖掘新冠疫情鮮活教材，培養學生發現問題能力

用好抗擊疫情的鮮活教材，做好公共衛生知識普及和愛國衛生運動，從而能夠幫助學生掌握防護技能，增強防護意識，確保學生身心健康和生命安全。通過物理課程中學生所形成的物理觀念和科學思維來分析、解決復學防控疫情中的問題，在教學活動中運用物理知識解決防控問題，能夠把鮮活的疫情防控轉換成解決問題的物理情境。建立相應的物理模型即把問題中的實際情境轉化為解決問題的物理條件，是培養學生應用物理觀念思考問題、應用物理知識分析問題的有效途徑。學生也在實際情境中進一步增強了實踐意識、養成了科學態度、提高了探究能力。

在新冠疫情返校復學的“第一課”上，我嘗試應用抗擊疫情的活教材，通過學生的親身經歷，結合物理學科知識，堅持向科學要方法、要答案，培養學生應用物理知識分析問題，通過題解分析了新冠疫情下如何做好個人防護，培養學生在實際情境中獲得解決實際問題的能力，可謂一舉兩得，收到意想不到的效果。學生不僅增強了自身防控疫情的公共衛生知識，做好個人防護，從中還學到了應用物理知識分析問題和解決問題的方式方法。

受疫情影響，學校推遲了近三個月時間才復學，在此期間，學校通過“釘釘”平臺進行了“停課不停教、停課不停學”線上教學活動，老師在線上教，學生在線上學。高一年級物理學科的主要學習內容為功能關系和拋體運動。受各種軟硬件條件、自制力、注意力等因素影響，學生線上學習效果參差不齊。結合貫徹落實當前防控疫情和復學齊抓并進的要求，開學第一課，我把疫情防控和線下拋體運動教學實踐做了整合。

拋體運動，特別是平拋運動的規律是高中物理教學的重點之一。拋體運動知識點雖然并不多，但它所涵蓋的物理思維方法和物理思想卻相當重要。應用拋體運動解決實際問題，在一些物理模型中有重要應用，例如在復合場或電場中研究帶電粒子的運動問題等。另外，生產實踐中有關拋體運動的應用也很多，因此，學習這部分知識對學生提高分析、解決問題的能力有著重要的現實意義，它能使學生體驗到物理知識對生產、生活的重要意義，激發學生學習科學的興趣。

面對當前新冠疫情的威脅，為什么在人員密集的封閉場所、與他人小于1 m距離時要佩戴口罩？咳嗽、打噴嚏時為何要注意遮擋？為什么要保持社交距離、不聚集？學校倡議的錯峰上下學、錯峰用餐規定有何實際意義？這些抗疫的活教材跟我們已形成的知識儲備都是有關聯的，我們可以試著運用已形成的學科知識來分析、解決這些問題。

2? 構建問題情境，培養學生分析、解決問題能力

基于以上問題的構造，我在防控疫情和家國情懷教育的基礎上結合本學科教學內容創建如下教學過程：

（一）新冠疫情的發生發展及防控

（二）學科知識結構梳理

重點回顧牛頓第二定律、平拋、斜拋運動規律及運動軌跡。

（1）牛頓第二定律的比例式：a∝F/m，表達式：F=ma;

（2）平拋、斜拋運動的規律及軌跡，如表1所示。

3? 結合抗擊新冠疫情的鮮活教材，創設真實的問題情境

【例題1】在無風的天氣里，一質量為0.2 g的飛沫攜帶著病原微生物冠狀病毒在空中豎直下落，由于受到空氣阻力，最后以某一恒定的速度下落，這個恒定的速度通常叫收尾速度。

（1） 試求出飛沫達到收尾速度時受到的空氣阻力是多大？（g=10 m/s2）

（2）若空氣阻力與飛沫的速度成正比，試定性分析飛沫下落過程中加速度和速度如何變化.

【解析】

（1）飛沫達到收尾速度時受到的空氣阻力和重力是一對平衡力

∴? ?Ff=G=mg=2×10-3 N.

（2）飛沫剛開始下落的瞬間，速度為零，因而阻力也為零，加速度為重力加速度g;隨著速度的增大，阻力也逐漸增大，合力減小，加速度也減小;當速度增大到某一值時，阻力的大小增大到等于重力，飛沫所受合力也為零，速度將不再增大，飛沫勻速下落。

答案：（1）2×10-3 N

（2）加速度由g逐漸減小直至為零，速度從零增大直至最后不變。

【例題2】據科學家們研究，正常情況下，人每次打噴嚏（如圖1），肺部都會像被擠壓的礦泉水瓶一樣把肺部液體以飛沫噴出，由于體內巨大推力的影響，這些液體的速度可高達10 m/s。

（1）若某飛沫以10 m/s的速度水平飛出，不考慮空氣阻力，試求飛沫著地時可達到的水平射程;

（2）若某飛沫以該速度與水平夾37°斜向上飛出，如圖2所示，不考慮空氣阻力，試求該飛沫在空中做斜拋運動飛行的時間。

（設口腔離地面H=1.7 m， g取10 m/s2）

【解析】（1）

s=v0t=v0=10×≈6.0 m

（2）vy= v0sinθ

t= sinθ

T=2 t

T=1.2 s

可見，在沒有空氣阻力作用下，打噴嚏時飛沫可飛出6 m遠。為了防止打噴嚏時影響到他人的健康，咳嗽、打噴嚏時要注意遮擋，在社交場所要主動戴上口罩，同時，要保持1 m以上的相對安全距離，見圖3，這是防控病毒傳播的重要措施之一。正確佩戴好口罩，可有效阻隔病毒以飛沫的形式傳播，既可保護自己不被他人傳染，也是保護他人不被自己傳染的有效措施。所以戴口罩是防護的必要手段，同時要減少參加聚集性的活動、盡量不前往人員聚集場所尤其是密閉式場所，要遵守學校錯峰上下學、錯峰用餐規定，以免造成人員聚集。

4? 多體驗、多實踐是培養學生科學核心素養的有效途徑

由生產實踐中的活教材到運用已有知識去獲取客觀的數據，再把問題中的實際情境轉化為解決問題的物理條件，創設真實的問題情境，通過所得出的結果再檢驗自己提出的假設。這樣，通過對數據的分析再得出結論，在解決問題中提高了探究能力，增強了實踐意識，養成了科學態度。這樣的一個探究實踐過程，不僅使學生建立和提升了對科學本質的認識，而且提高了科學探究能力，對培養學生的物理核心素養是十分有效的。

把問題中某一鮮活的實際情境轉換成解決問題的物理情境，建立相應的物理模型，這是應用物理觀念思考問題、應用物理知識分析問題的關鍵。物理教學中，要大量培養學生去獲得在實際情境中解決物理問題的體驗，形成把情境與知識相關聯的意識，這種意識是通過不斷的實踐去培養出來的，所以必須要讓學生去大量體驗實際情境并獲取解決物理問題的能力，多實踐，實踐出真知。本文分析了新冠疫情背景下飛沫的拋體運動模型，就是采用了這種思路，起到了很好的教學效果。