創新實驗在生活實踐中的應用

夏梓達 龐洪友

摘 要：高中物理新課程標準強調發展學生的核心素養，培養創新精神和實踐能力，重視在真實情境中培養學生建構物理模型，運用科學思維形成問題解決方案，在問題解決過程中實現能力遷移.通過解決生活中的實際問題來培養學生的科學思維，以提升學生的關鍵能力.

關鍵詞：創新實驗;捕鼠籠模型;設計思路與過程

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）13-0053-02

基金項目：黑龍江省教育科學“十三五”規劃2019年度重點課題“中學物理課堂教學科學思維進階培養的實踐研究”（項目編號：JJB1319015）.

作者簡介：夏梓達（1999-），男，黑龍江哈爾濱人，本科生在讀，研究方向：中學物理實驗;

龐洪友（1982-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，中學一級教師，研究方向：高中物理教學.

隨著高中物理新課程的不斷落實和推進，學生的關鍵能力、必備品格和價值觀念通過課內與課外活動逐步進行培養滲透，物理實驗及其應用逐漸凸顯其重要的作用，不僅可以讓學生獲得豐富的感性認識，加深對物理概念及物理規律的理解，還可以培養學生的科學思維能力，提高學生實踐意識，有利于利用物理知識解釋問題及解決問題.

基于控制鼠災的愿望和目的，研究一種新型自動捕鼠籠非常必要.老鼠在鄉村司空見慣，鼠害造成的損失很大.現有的捕鼠工具或多或少存在一些不足：老式的鼠籠和鼠夾子靈敏度不夠高，它必需在老鼠咬食的過程中觸發，但對于拇指大小的小品種老鼠幾乎起不到作用;鼠藥和電網誤傷家畜和人類的情況時有發生，尤其鼠藥在食物豐富的區域達不到理想的效果;粘鼠板對大鼠粘不牢、小鼠能粘，但使用幾次后就不能再次使用;連續捕鼠器對小品種鼠無效;電子超聲捕鼠器只能起到驅趕的作用.本次筆者設計的是一種自動捕鼠籠模型.

1 模型制作

模型所需材料及工具：瓦楞硬紙板、竹簽、電子蜂鳴器、干簧管、磁鐵、小電動機、電池盒、細銅線、圓木柱、細繩、硬塑料、硬紙板、熱熔膠槍（含膠棒）、502膠水、鉗子、壁紙刀、電烙鐵.

1.1 模型設計思路

如圖1所示.將自制踩踏式開關放入捕鼠籠中，將食物放在自制踩踏式開關上吸引老鼠，當老鼠進入鼠籠子覓食，觸碰自制踩踏式開關，開關閉合，電路連通電動機工作，電動機帶動纏繞在圓木柱上的細繩關閉籠門，將老鼠關在籠子中.將干簧管和磁鐵分別固定在捕鼠籠門的兩側，籠門關閉磁鐵促使干簧管接通，電子蜂鳴器發出報警聲音，提示老鼠捕捉到.

1.2 踩踏式開關的制作

踩踏式開關的制作：將塑料硬紙板裁成16cm×5cm的長方形，按長邊中線對折，制作成兩個可以活動的折片，注意：在此過程中，不能太用力折，否則會使兩片活動的折片失去彈性.將扁接線銅片用熱溶膠固定在兩個折片內部.

1.3 捕鼠籠模型制作

籠體材料準備階段如圖2所示.

（1）將瓦楞硬紙板裁成20cm×10cm的長方形1片;30cm×20cm的長方形2片;30cm×10cm的長方形1片;50cm×10cm的長方形1片.

（2）將兩片30cm×20cm的長方形片分別沿對角線用壁紙刀劃斷，成為4片直角三角形，其中兩片邊緣留出2cm將其內部挖去（黑色部分）（如圖3）.

（3）將竹簽從瓦楞紙板縫隙中均勻穿過，制作成兩扇網狀結構，利用鉗子將長出部分剪斷并用熱熔膠封閉邊緣（如圖4）.

（4）將30cm×10cm的長方形片和30cm×10cm的長方形片邊緣留出2cm將其內部挖去，同樣用竹簽在瓦楞紙板縫隙中均勻穿過，制作成兩扇網狀結構，并用熱熔膠封閉邊緣.

（5）將50cm×10cm的長方形片，在距離邊緣20cm處用壁紙刀輕劃一刀，注意此過程一定不要將長方形片劃斷，使兩部分可以自由對折即可.

1.4 籠體組裝階段

用熱熔槍將制作好的材料組裝成一個長方體鼠籠模型，如圖5所示.籠體由兩個大小不同的活動部分組成.

1.5 電路組裝階段

（1）將圓木柱一端打小孔，小孔直徑與小電動機轉動軸直徑接近，將轉動軸涂502膠水后插入圓木柱小孔中.將細繩一端利用502膠水粘在圓木柱上.此操作目的是為了使小電動機轉動快速將繩纏繞其上迅速關閉鼠籠.將小電動機利用熱熔膠固定在鼠籠可以活動部分的外側，約為籠高一半處，圓木柱一端朝下.靠近圓木柱打一小孔，將細繩穿過小孔固定在籠體另一側.

（2）將電池盒用熱熔膠固定在籠體外側合適的位置，注意安裝時貼近籠底，此操作目的是可以使鼠籠更加牢固地站立.

（3）將自制踩踏式開關固定在鼠籠內底板合適的位置處.

（4）用電烙鐵將自制踩踏式開關、小電動機、電池盒依次用軟銅線焊接起來.

（5）將干簧管和磁鐵分別固定在捕鼠籠活動門口的兩側，將電子蜂鳴器固定在籠身外側，用電烙鐵將干簧管、電子蜂鳴器用軟銅線與電池盒焊接起來.

完成以上的步驟，一個自動的捕鼠籠模型就制作成功了.

2 創新點

傳統的捕鼠裝置在捕鼠后不能發出警報，而筆者所設計的電動捕鼠籠模型采用簡單的并聯電路實現捕鼠后發出警報，自制踩踏式開關的應用使老鼠在不知不覺中被困于籠中，在小電動機轉動軸上固定圓木柱更是在轉速不變的前提下，增大轉動半徑，達到增大細繩所在處的線速度，使鼠籠快速閉合，達到快速將老鼠困于籠中的目的.

筆者所設計的電動捕鼠籠僅停留在模型階段，在實際應用中還需在選材方面和其他設計方面進一步改進，筆者希望所設計的電動捕鼠籠能盡快應用到實際捕鼠中去，為早日控制鼠災、鼠害貢獻力量.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京： 人民教育出版社，2018.

[2]田成良，夏偉寧.回歸物理教學的本原[M].北京：北京師范大學出版社，2021.

（收稿日期：2021-04-27）