破解弹簧弹力魔法 ——华南师范大学物理学院团委学生会服务队开展三下乡活动课程

2023年7月22日，在华南师范大学物理学院团委学生会服务队 “三下乡”期间开展了一堂名为“破解弹簧弹力魔法”特色课程。为了让小朋友们在日常生活中多观察多发现多思考，华南师范大学物理学院团委学生会服务队宣传组成员罗子锐在星槎小学暑假成长营中为小朋友们准备了这堂课，通过带领小朋友们观察生活现象，破解弹簧弹力的“魔法”，帮助小朋友们理解弹簧弹力，了解影响弹簧弹力的两个因素，认识胡克定律，能够简单使用有关知识辨析生活中的科学现象，以及理解弹簧产生弹力的原因。
课堂开始，小黑老师播放了一段有关弹簧的视频，引起了小朋友们对了解与学习弹簧的兴趣。之后，小黑老师通过让小朋友们列举生活中的弹簧，来引入弹力的概念。通过生活实例引入概念，有利于培养小朋友们多观察、多思考的习惯。然后，小黑老师与小朋友们一起观察了笔芯被弹簧弹起的生活现象，小黑老师指出，将笔芯弹起的力就是弹簧产生的弹力，这个简单的例子让小朋友们认识到了弹力的概念。
在学习完弹力之后，小黑老师提出问题“什么因素会影响弹簧的弹力呢？”，并且列举了几个可能的选项，让小朋友们思考。抛出问题后，小朋友们踊跃发言。带着这个疑问，小黑老师与小朋友们开始了第一次实验。小黑老师在悬挂的弹簧上逐个悬挂钩码，小朋友们观察到，随着钩码数量的增加，弹簧长度也随之增大。由此可以得出结论：弹簧的弹力与伸长量有关。接着，小黑老师再通过对比轻微压缩弹簧时弹簧不能使笔芯弹起，与完全压缩弹簧后才能使笔芯弹起的现象，得出结论：弹簧弹力与压缩量有关。因此，小黑老师与小朋友们得出结论：弹簧弹力与弹簧的形变量有关。
在学习完弹力与弹簧形变量的关系之后，小黑老师又提出问题，生活中哪些弹簧容易压缩，而哪些弹簧又很难压缩呢？小朋友们积极思考，踊跃回答，提出了许许多多的例子，小黑老师也列举了一个例子：按动笔中的弹簧很容易被压缩，汽车避震器中的弹簧很难被压缩，小黑老师通过这个例子，提出一个概念——劲度系数，并且提出弹簧弹力可能与弹簧的劲度系数有关的猜想。接着小黑老师与小朋友们开始了第二次实验，在这次实验中，小黑老师使用了两个劲度系数不同的弹簧，通过在两个弹簧下挂钩码，使得两个不同劲度系数的弹簧形变量相同，小黑老师与小朋友们观察到，两根弹簧在劲度系数不同，而形变量相同时，弹簧产生的弹力不同。然后可以得出结论，弹簧弹力与弹簧劲度系数有关。
学习完影响弹簧弹力的两个因素之后，小黑老师带着小朋友们学习了胡克定律，将弹簧弹力与弹簧的形变量与弹簧的劲度系数以数学公式的形式联系在了一起，且小黑老师通过一道例题帮助小朋友们更好地认识与了解了胡克定律。在这之后，小黑老师还带着小朋友们简单地了解了与弹簧有关地前沿科技的应用。
课堂的最后，小黑老师带着小朋友们一起动手，使用弹簧和卡纸，制作了简单的摇摇乐，帮助小朋友们在动手实践中，学习与体悟学到的知识。

撰稿人：罗子锐
初审人：李鑫静
复审人：李海峰
终审人：唐小煜
来稿单位：华南师范大学物理学院团委学生会服务队
来稿时间：2023年7月23日