一個八十年代的兒童玩具蘊含的初中物理力學知識

李常偉

筆者生于上世紀七十年代，八十年代改革開放初期國家的物質資源仍然匱乏，供銷社、小賣店里的兒童玩具很少。大多數的玩具都是大人給做或者小朋友自做的玩具。所有的兒童都喜歡玩具，玩玩具是孩子健康快樂成長的重要過程。愛因斯坦說過，興趣是最好的老師。玩具的趣味性和新奇性吸引著孩子們不斷去探索、去發現、去體驗。說到底就是帶著與生俱來的好奇心，去探究人類成長過程中的未知。這就是人類觀察、思維、動手能力、情感態度得到鍛煉和培養的過程。

筆者小時候最喜歡玩的一個自制玩具就是用線轱轆做的自動運動的小轱轆車。在八十年代的童年時代是一款經典的玩具。

小車的制作材料非常簡單，一個線轱轆、小段蠟燭、一根橡皮筋、一個小木棒。下面將這個老玩具蘊含的力學知識和大家分享下。將線轱轆的槽沿刻出許多凹槽，利用改變接觸地面的粗糙程度來增大摩擦。凸出的輪緣很尖，通過減小受力面積來增大壓強，小車行走時候插入地面增大了摩擦。蠟燭在木棒和線轱轆側面之間，利用蠟燭的潤滑性來減小它們之間的摩擦，使小車運動順暢。同時也減少能量的損耗，使小車走的更遠。玩之前先要擰緊橡皮筋讓其發生彈性形變蘊含著彈性勢能。釋放后，橡皮筋的彈性勢能轉化為小車的動能，小車運動起來。小木棒的作用也很大，要求小木棒有一定的重量，不能太輕，否則小車會傾倒。小木棒此時具有杠桿的作用，支點在橡皮筋的纏繞處。地面的支持力和小木棒的重力是這個杠桿最重要的兩個作用力。

時隔多年這種好玩的老玩具仍然會吸引著學生，激起學生學習物理的欲望。在學習機械能時，可以拿一個許多孩子玩的溜溜球先來表演一番，再來探究為何了溜溜球能自動返回手中。在探究圓周運動時，用電玩具小車在豎直圓形軌道上模仿過山車等在教學中都會達到事半功倍的效果。玩具中都包含這不同的物理知識，讓學生觀察玩具帶來的新奇有趣的現象，探尋原理，符合科學探究教學的特點。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。玩具在教學中的作用不僅提供一種情境，創設一種氛圍，更重要的它符合中學生童心未泯，樂于探究的心理特點，激發學生學習物理的興趣，所以說玩具和物理學科有著許多共同點，淵源頗深。借助玩具輔助物理教學的實踐只有利用課堂教學，有條件用于課堂的物件，都可以成為課堂教學資源。“從生活到物理，從物理到社會”的學科理念使物理與生活、社會緊密聯系。在教學中巧妙地引入玩具，更能讓物理課堂呈現無窮的魅力。物理老師的工具臺仿佛是魔術師手中的紅布，藏著無盡的玄機：在盼望的目光中摸出一支玩具激光瞄準儀研究光線傳播知識;一輛玩具汽車，可用無線電遙控研究電磁波的知識;八根長短不同的管子，敲擊他們能發出各種美妙的聲音去研究聲音傳播知識;幾塊圓形的小磁鐵，能讓其中一塊懸在空中研究磁現象的知識;利用橡皮泥研究壓強的知識，彈性球扔在地上可以彈得很高很高研究彈性勢能的知識等等，這些兒時的玩具又喚起了學生美好的回憶，感覺是那樣親切，又那樣有趣，原有的感性認識變為理性認識，為學生學好這個知識點提供了鋪墊。在課堂教學中，結合教學設計，合理引入玩具，能營造一份歡快愉悅的學習氣氛，切實提高課堂教學的效率。

在科學探究高度重視的今天，借助玩具輔助物理教學技能，培養學生對中學物理的學習興趣，化解學習難點，又能夠發揮物理新課程注重科學探究的特色，切實改變學生的學習方式，讓樂于探究的精神伴隨學生一生。