在密封金属容器中的手机一定接收不到电磁波吗?
新的课程标准从科学本质和科学素养的高度论述了加强科学探究的意义及其培养科学探究意识和能力的内涵,使我们对加强物理实验教学有更深的理解和明确的方向。随着新课程的实施,实验的研究和创新应贯穿探究精神,下面结合一个实验案例加以说明。 在探究和学习人教版的高中物理选修3-4第14章第3节“电磁波的发射和接收”之前,笔者引导学生: (1)搜集相关电磁波的发射和接收的实例; (2)重走科学家赫兹的探究之路,如何设计并演示电磁波的发射和接收; (3)重温初中有关这方面的实验———“探究电磁波的特性”。 (4)由于学生们课外准备充分,课堂上学生们踊跃发言提出自己的看法,将设计的方案通过演示(课前用数码相机摄影,课上通过电脑、液晶投影仪播放)给全班同学观看,课堂气氛活跃,多数学生跃跃欲试,整节课都被学生控制,笔者几乎未讲话(笔者当时内心感受:没有一点失落感,反倒增加成就感,十分欣慰和喜悦),真正体会到:学生是真正的学习主人,教师是学生学习的引导者。同时,学生的做法留给笔者太多的思考。 限于篇幅,仅就第(3)问题的做法,与大家共享并讨论。 1、背景材料 材料1:凤凰出版传媒集团、江苏科学技术出版社出版的义务教育课程标准实验教科书《物理》9年级下册第68页写道: 2.尝试一些材料对接收电磁波的影响 (1)…… (2)如图所示(图略),将手机放在金属容器(如饼干筒、茶叶盒)中,打电话呼叫金属容器中的手机。这时,手机接收信号会受到怎样的影响? 材料2:《物理教学探讨》2007年第4期第57页刘老师《对比实验在物理课堂教学中的应用》一文中例8写道: 将手机A放在桌子上,用手机B拨打,手机A正常接通,发出美妙的音乐。将手机A放入铁碗中,并盖紧铁盖,再用手机B拨打,听到的不是美妙的音乐,仔细听却是“您拨打的电话无法接通”。如果揭开铁盖,奇迹出现了,手机A又发出美妙的音乐。 材料1没有给出结论,留有探究的余地;材料2将实验过程及结论都说得一清二楚,只需加以验证即可。情况真的都如同材料2所述的一样吗? 2、实验验证 学生1的方案:将小灵通或手机放入长方体的金属饼干盒内,盖紧铁盖,然后,用家里的固定电话拨打该小灵通或手机,会听到饼干盒内小灵通或手机发出美妙的音乐。 学生2的方案:将小灵通放在铝锅内玻璃器皿上,盖紧铝锅盖,并在锅盖上放几本书压着。然后,用家里的固定电话拨打该小灵通,会听到铝锅内小灵通发出美妙的音乐。 学生3的方案:将小灵通放在未运行的空电冰箱里,关好电冰箱的门,然后,用固定电话拨打小灵通,会听到冰箱内小灵通发出美妙的音乐。 学生4的方案:将小灵通放在未运行的空微波炉里,关好微波炉的门,然后,用固定电话拨打小灵通,会听到微波炉内小灵通发出美妙的音乐。 学生5的方案:将小灵通用几层纸包裹,放入营养八宝粥的铁筒内,再用另一相同的铁筒对接,对接处用透明胶带多绕几层粘住,重复上面的步骤,会听到铁筒内小灵通发出美妙的音乐。 接着,将上述包裹好的铁筒分别放入未运行的空电冰箱、微波炉内,重复上面的实验步骤,奇迹发生了:放在冰箱内时,能听到冰箱内小灵通发出美妙的音乐;放在微波炉内时,不能听到炉内小灵通发出美妙的音乐,而固定电话的话筒内传出“暂时无法接通”。 学生6的方案:将烙饼的合金平底锅放到和面的大铁盆(直径50cm,高12cm)内,小灵通放在锅内,盖好锅盖,并在锅盖上反扣两个金属洗脸盆,重复上面的实验步骤,贴近锅仔细听,听不到美妙的音乐,而固定电话的话筒内传出“暂时无法接通”。说明屏蔽效果好。 学生7的方案:选用24cm加高大容量苏泊尔新款高压锅,将手机放在锅内玻璃器皿上,盖好锅盖,使锅身、锅盖的上下手柄对齐,起到良好的密封作用,并在安全阀、点晶安全阀上方罩上一不锈钢茶杯,然后用固定电话拨打该手机,会听到高压锅内手机发出美妙的音乐。 以上7位学生在课堂播放实验录像(有的边放录像边演示)后,笔者课后重复他们的实验,实验结果与他们的实验结果一致(表一为上述实验的归纳小结)。注:各方案中所需固定电话、小灵通、手机的型号均未列出。 表一 3、几点启示 通过教师课前引导,学生搜集身边现有的学习资源,加强了物理和日常生活的联系,体现了物理源于生产、生活,并服务于生产、生活。这样的做法有利于物理教学,并产生以下几点积极意义: (1)激发学习物理的兴趣,提高对物理现象的感性认识。 (2)体现探究精神,增强实践意识,培养实事求是的科学态度。 (3)勇于质疑,敢于挑战权威。像上面提及的刘老师一文中例8实验,是不是真正做过?这样的实验结果是不是具有一般性?如何对学生作一个满意的交待?若将上面学生的方案汇总到一起,学生自己会得出这样的结论:在密封金属容器中的手机可能接收到电磁波,也可能接收不到。 笔者认为教材中关于这方面的编写,感觉很好,让学生自己探究得出结论。在探究实验中,笔者更加坚信———探究过程的体验远比探究的结论更重要,至于出现结论的不确定性也可引导学生继续探究(如上网搜索“电磁屏蔽”等信息),因为探究是永不止步的。
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