李白灵 杨晓梅

(宁夏大学物理与电子电气工程学院,宁夏 银川 750021)

1 引言

教育部在《教育信息化“十三五”规划》中明确指出：要积极探索STEM等新教育模式的应用,着力提升学生能力,促进学生的全面发展。STEM教育具有跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性等特点，强调解决真实问题,通过跨学科整合教学过程,强调知识与能力并重,重视创新能力培养,注重知识的跨学科迁移及其与学习者之间的关联。笔者在“探究平抛运动规律”的教学中,根据教学需求自制平抛运动演示仪，探索STEM理念与高中物理课程的融合途径。

2 平抛运动演示仪的研制

2.1 仪器制作及其工作原理

本仪器是根据高中物理中平抛运动的教学需求制作的,用来探究平抛运动规律。利用串并联电路、电磁铁、接近开关等满足同时性的实验条件,探究平抛运动在水平和竖直方向上的运动规律。利用手机拍摄功能与ScreenToGif软件相结合，生成可显示小球运动轨迹的图片,以解决实验现象难以观察的问题。

该仪器的电路如图1所示，现结合图2说明其工作原理。电路由三个电磁铁、两只开关等组成,接通开关K1,电磁铁C、D开始工作，分别吸住小铁球C1、D1。断开开关K1,电磁铁C、D停止工作,C1、D1同时运动。K2是位于轨道A末端的常闭接近开关,当小铁球运动至轨道A的末端时会触发接近开关,断开支路,电磁铁E停止工作,E1球自由下落。

图1

图2

2.2 实验过程

(1)探究小球在竖直方向上的运动规律

把小球C1放在轨道A的水平位置上,把小球E1吸在电磁铁E上,使两球位于同一高度。……