牙膏、筷子、塑料瓶……物理老师用这些日用品设计了充满“生活气息”的实验
一次性塑料袋、矿泉水瓶、练习本、手套、牙膏……用这些生活中常见的物品可以设计出哪些物理课堂小实验？
物理老师们展开了一场大比拼……
9月22日，
比赛结束后，教师们纷纷表示，今后，他们也会尝试将物理实验的设计权交给学生，鼓励他们将所学到的物理知识运用到真实场景中。
01
“我打开材料包，看到一支牙膏时，有点懵，不知道这是用来干什么的。因为我抽到的赛题与摩擦力相关，我就想到可以把牙膏涂抹在塑料瓶的表面，让学生感受涂抹前和涂抹后，在手感上有什么区别，来感受摩擦力。”赛后，来自上海市格致初级中学的物理老师王立源表示。
今年是他第一次参赛，他认为，主办方提供的这些物品都是学生生活中触手可及的，因此这样的实验设计会更符合学生的认知。
目前，王立源在格致初级中学教初三年级的物理课，他介绍说，新课标的实施对学生的实验操作能力提出了更高的要求，所以，学校也在尝试通过学情分析，来调整教材中的物理实验，让其变得更加可观、可感。
比赛中，来自上海市实验学校的物理教师史复辰将大米倒入塑料瓶，插入一根筷子就能将装有大米的瓶子提起来。
“平时，我对初中和高中的物理教学都有涉及，我相信这样的实验能激发学生的学习兴趣。我觉得实验的设计首先是要关注生活，然后再解决实际问题。”
02
华东师范大学物理与电子科学学院副教授柴志方是本次比赛的评委，也参与了大赛的命题。
在看完选手的比赛后，他表示，教师们的解决问题能力和动手能力都非常出色。
“本次比赛主要考察的是教师的实验设计能力和实验教学应用能力。教师只有具备很高的设计能力，才能实现知识点的转化。我们也希望老师在今后的教学中不仅重视自己的操作能力，也能注重实验的设计。”柴志方表示。
他认为，初中和高中物理都是实验学科，很多知识点都来源于生活中的场景。如果教师能将其凝练成实验，学生就可以通过实验实践更加牢固地去掌握这些知识点，培育科学思维和科学探究素养。
自2016年的首届上海市小学自然（科学与技术）学科教师实验能力大赛开始，上海市教育委员会教育技术装备中心每年分别举办生物学（生命科学）、化学和物理的实验能力比赛。
每一年的比赛都调动了广大教师开展实验教学探究的积极性，鼓励教师们开拓创新的思维方式，提升实验教学能力。
本次比赛由上海市教育委员会指导，上海市教师教育学院（上海市教育委员会教学研究室）、上海市教育委员会教育技术装备中心主办，上海市中小学幼儿教师奖励基金会支持，复旦大学附属中学承办。
文字：王佳依
照片由主办方提供
编辑：王佳依
校对：曹铒
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电子感应加速器：创新的粒子加速器技术
1：概述
电子感应加速器是一种新型的粒子加速器，利用电子感应原理来加速粒子，其主要目的是提高粒子束的能量和强度。这项技术在基础物理研究、医学治疗、材料科学等领域具有广泛的应用潜力。
2：工作原理
电子感应加速器的工作原理主要依赖于电磁感应和电子束之间的相互作用，具体过程如下：
电子束产生 ：首先，电子枪负责产生高能电子束。在真空环境中，电子枪通过加热或电场等方式使电子逸出，并通过加速电场将其加速，形成一束高能量的电子流。感应加速 ：电子束经过加速腔时，腔内的电磁场对电子产生感应作用。与传统加速器中的固定电场不同，电子感应加速器能够动态调节电场，实时适应不同的加速需求。这种动态调整能够有效提高电子的能量，使其加速过程更加灵活和高效。粒子束输出 ：经过多次加速后，电子束最终会被导入目标材料中。此时，电子束转化为高能粒子束，具有多种应用，如用于材料加工、医疗治疗、核物理研究等领域。高能粒子束的产生为这些应用提供了必要的能量和精准度。整体而言，电子感应加速器通过高效的电子束加速和灵活的电场调节，实现了高能粒子束的产生，具有广泛的应用前景。
3：主要特点
主要特点
高效率 ：电子感应加速器利用电磁感应原理，使能量转化效率大幅提高，减少能量损失。这种技术通过优化加速过程，能够在较短的时间内实现高能量的粒子束生成，从而提升实验和应用的整体效率。
可调性 ：由于电场可以动态调节，该加速器能够根据不同的实验需求，灵活调整输出粒子的能量和强度。这种可调性使得研究人员可以在实验中进行精确控制，满足不同实验条件和要求，为多样化的科学探索提供便利。
应用广泛 ：除了在基础物理研究中，电子感应加速器还可以用于医学领域的癌症放射治疗、材料科学中的纳米材料合成等。其在医学上的应用可以实现对肿瘤细胞的精准打击，而在材料科学中，则可以促进新型纳米材料的开发和应用，推动相关领域的技术进步与创新。
4：应用前景
电子感应加速器是一种利用电子束的高能量特性和感应加速原理实现粒子加速的设备。它的应用前景广泛，涉及多个领域。以下是对电子感应加速器应用前景的详细论述：
1. 医疗领域
电子感应加速器在医学中有着重要的应用，特别是在放射治疗方面：
癌症治疗 ：电子加速器能够产生高能电子束，精确照射肿瘤组织，减少对周围健康组织的损伤。与传统的X射线治疗相比，电子加速器提供了更高的剂量率和更好的剂量分布。医学成像 ：在一些特殊的医学成像技术（如PET-CT）中，电子加速器可以用于产生放射性同位素，提升成像质量。2. 粒子物理学研究
电子感应加速器在粒子物理学研究中发挥着重要作用：
基本粒子研究 ：高能电子束能够与其他粒子发生碰撞，产生新的粒子，这对于研究基本粒子和相互作用有着重要的意义。新物质探索 ：通过电子加速器产生的高能粒子，科学家可以探索新材料的特性，如超导材料和纳米材料等。3. 核能和材料科学
电子感应加速器在核能和材料科学领域也有广泛的应用：
材料改性 ：电子束可以用于材料的改性和加工，提高材料的强度、耐磨性和抗腐蚀性。它在航空航天、汽车等行业中具有应用潜力。核废料处理 ：电子加速器可用于处理核废料，通过破坏放射性物质的结构，从而降低其危害性。4. 电子设备和通讯
电子感应加速器在电子设备制造和通讯领域也有潜在应用：
微电子技术 ：在半导体制造中，电子束刻蚀技术可以实现更小的器件尺寸，提高集成度和性能。光电子器件 ：在光通信中，电子加速器可以用于生产高功率激光器，提升数据传输速度。5. 农业和食品安全
电子感应加速器在农业和食品安全方面也展现出应用潜力：
食品辐照 ：利用电子束对食品进行辐照处理，可以有效杀灭病原微生物，延长食品保质期。农作物改良 ：电子束可以用于诱变育种，提升农作物的抗病性和产量。电子感应加速器在多个领域具有广泛的应用前景，特别是在医疗、基础研究、材料科学等方面。随着技术的不断进步和产业化的推进，电子感应加速器有望在未来实现更大的应用突破，推动相关领域的发展。
5：结论
电子感应加速器作为一种创新的粒子加速技术，结合了传统加速器的优点与新兴电磁感应原理，展示了其在多个领域的广泛应用前景。未来，随着技术的不断进步，电子感应加速器有望为科学研究和工业应用带来更多突破。
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