夏梓达 庞洪友
摘 要：高中物理新课程标准强调发展学生的核心素养，培养创新精神和实践能力，重视在真实情境中培养学生建构物理模型，运用科学思维形成问题解决方案，在问题解决过程中实现能力迁移.通过解决生活中的实际问题来培养学生的科学思维，以提升学生的关键能力.
关键词：创新实验;捕鼠笼模型;设计思路与过程
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）13-0053-02
基金项目：黑龙江省教育科学“十三五”规划2019年度重点课题“中学物理课堂教学科学思维进阶培养的实践研究”（项目编号：JJB1319015）.
作者简介：夏梓达（1999-），男，黑龙江哈尔滨人，本科生在读，研究方向：中学物理实验;
庞洪友（1982-），男，黑龙江哈尔滨人，硕士，中学一级教师，研究方向：高中物理教学.
随着高中物理新课程的不断落实和推进，学生的关键能力、必备品格和价值观念通过课内与课外活动逐步进行培养渗透，物理实验及其应用逐渐凸显其重要的作用，不仅可以让学生获得丰富的感性认识，加深对物理概念及物理规律的理解，还可以培养学生的科学思维能力，提高学生实践意识，有利于利用物理知识解释问题及解决问题.
基于控制鼠灾的愿望和目的，研究一种新型自动捕鼠笼非常必要.老鼠在乡村司空见惯，鼠害造成的损失很大.现有的捕鼠工具或多或少存在一些不足：老式的鼠笼和鼠夹子灵敏度不够高，它必需在老鼠咬食的过程中触发，但对于拇指大小的小品种老鼠几乎起不到作用;鼠药和电网误伤家畜和人类的情况时有发生，尤其鼠药在食物丰富的区域达不到理想的效果;粘鼠板对大鼠粘不牢、小鼠能粘，但使用几次后就不能再次使用;连续捕鼠器对小品种鼠无效;电子超声捕鼠器只能起到驱赶的作用.本次笔者设计的是一种自动捕鼠笼模型.
1 模型制作
模型所需材料及工具：瓦楞硬纸板、竹签、电子蜂鸣器、干簧管、磁铁、小电动机、电池盒、细铜线、圆木柱、细绳、硬塑料、硬纸板、热熔胶枪（含胶棒）、502胶水、钳子、壁纸刀、电烙铁.
1.1 模型设计思路
如图1所示.将自制踩踏式开关放入捕鼠笼中，将食物放在自制踩踏式开关上吸引老鼠，当老鼠进入鼠笼子觅食，触碰自制踩踏式开关，开关闭合，电路连通电动机工作，电动机带动缠绕在圆木柱上的细绳关闭笼门，将老鼠关在笼子中.将干簧管和磁铁分别固定在捕鼠笼门的两侧，笼门关闭磁铁促使干簧管接通，电子蜂鸣器发出报警声音，提示老鼠捕捉到.
1.2 踩踏式开关的制作
踩踏式开关的制作：将塑料硬纸板裁成16cm×5cm的长方形，按长边中线对折，制作成两个可以活动的折片，注意：在此过程中，不能太用力折，否则会使两片活动的折片失去弹性.将扁接线铜片用热溶胶固定在两个折片内部.
1.3 捕鼠笼模型制作
笼体材料准备阶段如图2所示.
（1）将瓦楞硬纸板裁成20cm×10cm的长方形1片;30cm×20cm的长方形2片;30cm×10cm的长方形1片;50cm×10cm的长方形1片.
（2）将两片30cm×20cm的长方形片分别沿对角线用壁纸刀划断，成为4片直角三角形，其中两片边缘留出2cm将其内部挖去（黑色部分）（如图3）.
（3）将竹签从瓦楞纸板缝隙中均匀穿过，制作成两扇网状结构，利用钳子将长出部分剪断并用热熔胶封闭边缘（如图4）.
（4）将30cm×10cm的长方形片和30cm×10cm的长方形片边缘留出2cm将其内部挖去，同样用竹签在瓦楞纸板缝隙中均匀穿过，制作成两扇网状结构，并用热熔胶封闭边缘.
（5）将50cm×10cm的长方形片，在距离边缘20cm处用壁纸刀轻划一刀，注意此过程一定不要将长方形片划断，使两部分可以自由对折即可.
1.4 笼体组装阶段
用热熔枪将制作好的材料组装成一个长方体鼠笼模型，如图5所示.笼体由两个大小不同的活动部分组成.
1.5 电路组装阶段
（1）将圆木柱一端打小孔，小孔直径与小电动机转动轴直径接近，将转动轴涂502胶水后插入圆木柱小孔中.将细绳一端利用502胶水粘在圆木柱上.此操作目的是为了使小电动机转动快速将绳缠绕其上迅速关闭鼠笼.将小电动机利用热熔胶固定在鼠笼可以活动部分的外侧，约为笼高一半处，圆木柱一端朝下.靠近圆木柱打一小孔，将细绳穿过小孔固定在笼体另一侧.
（2）将电池盒用热熔胶固定在笼体外侧合适的位置，注意安装时贴近笼底，此操作目的是可以使鼠笼更加牢固地站立.
（3）将自制踩踏式开关固定在鼠笼内底板合适的位置处.
（4）用电烙铁将自制踩踏式开关、小电动机、电池盒依次用软铜线焊接起来.
（5）将干簧管和磁铁分别固定在捕鼠笼活动门口的两侧，将电子蜂鸣器固定在笼身外侧，用电烙铁将干簧管、电子蜂鸣器用软铜线与电池盒焊接起来.
完成以上的步骤，一个自动的捕鼠笼模型就制作成功了.
2 创新点
传统的捕鼠装置在捕鼠后不能发出警报，而笔者所设计的电动捕鼠笼模型采用简单的并联电路实现捕鼠后发出警报，自制踩踏式开关的应用使老鼠在不知不觉中被困于笼中，在小电动机转动轴上固定圆木柱更是在转速不变的前提下，增大转动半径，达到增大细绳所在处的线速度，使鼠笼快速闭合，达到快速将老鼠困于笼中的目的.
笔者所设计的电动捕鼠笼仅停留在模型阶段，在实际应用中还需在选材方面和其他设计方面进一步改进，笔者希望所设计的电动捕鼠籠能尽快应用到实际捕鼠中去，为早日控制鼠灾、鼠害贡献力量.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京： 人民教育出版社，2018.
[2]田成良，夏伟宁.回归物理教学的本原[M].北京：北京师范大学出版社，2021.
（收稿日期：2021-04-27）
