依托生活拓展物理時(shí)空

朱建高

摘要：物理知識(shí)和生活現(xiàn)象難以分割，將生活化的物理素材引入物理教學(xué)將更有利于學(xué)生理解物理和學(xué)習(xí)物理.生活中的多媒體視頻或圖片、玩具或物品、事件或現(xiàn)象以及更優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)器材都是物理知識(shí)生活化的途徑和切入點(diǎn).依托生活的素材和實(shí)驗(yàn)有利于物理教學(xué)貼近現(xiàn)實(shí)，有利于學(xué)生開(kāi)闊視野，有助于拓展學(xué)生學(xué)習(xí)物理的時(shí)間和空間，依托生活也必將促進(jìn)物理教學(xué)改革的廣度和深度.

關(guān)鍵詞：生活化素材；物理教學(xué)；物理時(shí)空

楊振寧教授曾指出，物理學(xué)的本質(zhì)在于現(xiàn)象，也就是說(shuō)物理和生活是緊密聯(lián)系，難以分割的.教學(xué)改革也越來(lái)越重視物理知識(shí)和生活現(xiàn)象的緊密聯(lián)系，如果物理知識(shí)或?qū)嶒?yàn)太過(guò)理論化，缺少生活氣息，學(xué)生對(duì)物理的興趣就會(huì)降低，會(huì)覺(jué)得物理學(xué)沒(méi)有實(shí)際意義，甚至覺(jué)得物理毫無(wú)用處.

物理教學(xué)要善于挖掘一些生活中的現(xiàn)象和素材，并以此為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，將物理知識(shí)與生活現(xiàn)象有機(jī)結(jié)合，并呈現(xiàn)給學(xué)生.這樣的教學(xué)是有生命力的，能更有效地喚醒學(xué)生的認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，使學(xué)生獲得更深入的理解和更貼近物理本色的體驗(yàn).從生活中發(fā)現(xiàn)物理的本質(zhì)，讓學(xué)生感受到物理在生活當(dāng)中無(wú)處不在，這也是新時(shí)期物理教師要積極面對(duì)的課題.

1利用生活中的多媒體，探究物理規(guī)律

多媒體具有信息量巨大而且直觀易懂的特點(diǎn)，在物理教學(xué)和實(shí)驗(yàn)構(gòu)建中都能起到很好的引導(dǎo)作用.教師可以利用多媒體資料構(gòu)建生活化的物理情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究和思考，也可以通過(guò)生活中的多媒體視頻對(duì)學(xué)生的理論分析進(jìn)行驗(yàn)證或引申，或者突出重點(diǎn)和難點(diǎn).蘊(yùn)含了物理知識(shí)的生活多媒體，更有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的廣度和深度，學(xué)生也能更深刻地理解物理規(guī)律的特點(diǎn)和本質(zhì).

筆者在一次教研活動(dòng)中聽(tīng)了《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）》一課，其中的一段教學(xué)片段是講解“超重和失重”的相關(guān)知識(shí)，教師對(duì)該段的處理讓筆者印象頗深.

教師首先用景海鵬、陳冬進(jìn)入天宮二號(hào)的視頻引入超重和失重的概念（圖1），然后引申到生活中電梯的運(yùn)動(dòng)上，結(jié)合學(xué)生自己拍攝的視頻讓學(xué)生探究電梯運(yùn)動(dòng)中存在的超重和失重的規(guī)律.由于學(xué)生都有乘坐電梯的親身體驗(yàn)，學(xué)生在電梯中測(cè)量體重的視頻對(duì)學(xué)生的探究過(guò)程起到了很好的效果.圖2是某同學(xué)讓電梯下行的情景，圖3是下行時(shí)電梯中體重計(jì)視重情景.

經(jīng)過(guò)電梯上升和電梯下降兩個(gè)過(guò)程的探究以及視頻的幫助，教師讓學(xué)生根據(jù)探究過(guò)程中所填寫(xiě)的“導(dǎo)學(xué)卡”對(duì)電梯超失重現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)律的歸納.由于有前面多媒體視頻的幫助，學(xué)生對(duì)超重和失重的理解很容易接受，規(guī)律的分析顯得水到渠成.

2利用生活中的玩具或物品，完善實(shí)驗(yàn)素材

中學(xué)物理教學(xué)中要做的實(shí)驗(yàn)比較多，有一些實(shí)驗(yàn)不易操作，或者現(xiàn)象效果不夠明顯，其主要原因是實(shí)驗(yàn)器材并不貼近生活，學(xué)生看到這樣的實(shí)驗(yàn)往往感受不深，學(xué)習(xí)興趣不能有效得到提升.實(shí)際上，絕大部分的物理實(shí)驗(yàn)都能在生活中找到相應(yīng)的器材來(lái)進(jìn)行演示，這樣的演示效果往往比實(shí)驗(yàn)室的器材效果更好.

必修二第五章《曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)》中有一節(jié)講到生活中的圓周運(yùn)動(dòng).其中有個(gè)實(shí)例要分析汽車(chē)過(guò)拱形橋最高點(diǎn)時(shí)，汽車(chē)速度與汽車(chē)對(duì)橋面壓力之間的關(guān)系.汽車(chē)在拱形橋最高點(diǎn)如果速度過(guò)大，會(huì)離開(kāi)橋面飛起來(lái).這種情況學(xué)生不太會(huì)在實(shí)際生活當(dāng)中看到，所以要么利用多媒體，截取影視資料，要么做實(shí)驗(yàn).做實(shí)驗(yàn)自然不會(huì)拿一臺(tái)真的汽車(chē)去飛起來(lái)，所以筆者想到了生活當(dāng)中的玩具.

經(jīng)過(guò)尋找，筆者發(fā)現(xiàn)類(lèi)似圖4的玩具特別適合演示該實(shí)驗(yàn).這個(gè)玩具用到的小車(chē)是一種回力小車(chē)，效果比較好，軌道全部連接上，該小車(chē)也能一次走完.該玩具的軌道可以做成小車(chē)在圓軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)行的模式（圖5），也可以做成汽車(chē)過(guò)拱形橋的模式（圖6），而且軌道半徑在一定范圍內(nèi)也可以自由確定.通過(guò)回力小車(chē)的回力控制，可以大致預(yù)設(shè)小車(chē)的速度，可以演示小車(chē)低速通過(guò)橋頂?shù)那闆r，也可以演示小車(chē)高速通過(guò)橋頂而脫離橋面飛起的情況.

在該作業(yè)當(dāng)中，還會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似圖5的過(guò)山車(chē)的模型.通過(guò)該玩具的演示可以讓學(xué)生較好地理解小車(chē)在軌道最高點(diǎn)時(shí)速度不能為零的情況.

3利用生活中的事例，助于物理教學(xué)

生活中的很多事例都與物理學(xué)原理有關(guān)，如果教師能夠利用好這些事例，并以此為契機(jī)，通過(guò)一些加工或者拍攝，呈現(xiàn)給學(xué)生，并與學(xué)生一起分析或者探究，就能成為促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的好素材.

在《力的分解》一節(jié)的教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)碰到這樣的問(wèn)題：為了把陷在爛泥里的汽車(chē)?yán)鰜?lái)，司機(jī)用一條結(jié)實(shí)的繩子把汽車(chē)拴在一棵大樹(shù)上，開(kāi)始相距12m，然后在繩的中點(diǎn)用400N的力F，沿與繩垂直的方向拉繩，結(jié)果中點(diǎn)被拉過(guò)60cm，假設(shè)繩子的伸長(zhǎng)可以不計(jì)，求汽車(chē)受到的拉力的大小.（圖7）

這類(lèi)問(wèn)題雖然容易理解，但是筆者教學(xué)中經(jīng)常碰到有學(xué)生問(wèn)“真會(huì)這樣嗎”？那種將信將疑的表情，讓筆者如鯁在喉.于是筆者想到，是不是可以將這類(lèi)題目變成實(shí)驗(yàn)，直接作為教學(xué)材料進(jìn)行分析研究呢？其實(shí)是可以做到，而且學(xué)生看后效果也很理想.實(shí)驗(yàn)過(guò)程大致如下：讓一位學(xué)生直接去拉一輛三廂的家用轎車(chē)，發(fā)現(xiàn)僅靠一人不能拉動(dòng)汽車(chē)（圖8）；然后這位同學(xué)將繩子的一端栓到一個(gè)大的水泥柱子上，用一只手從繩子中間橫拉繩子，發(fā)現(xiàn)汽車(chē)很容易就被拉動(dòng)了.在第一次拉不動(dòng)汽車(chē)后也可以暫停視頻，讓學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)筆，想想辦法，畫(huà)畫(huà)方案，討論一下，然后再繼續(xù)播放視頻，效果也很好.當(dāng)然，如果能在校園里實(shí)地操作一把，自然是最理想的.

4利用生活中的優(yōu)質(zhì)器材，豐富教學(xué)時(shí)空

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中教學(xué)器材的更新有一定的滯后性，有些教學(xué)單位甚至十多年沒(méi)有更換器材，教學(xué)器材跟不上時(shí)代的發(fā)展.

利用生活中的優(yōu)質(zhì)器材主要從如下幾個(gè)途徑考慮：（1）利用各城市的科技館或者博物館；（2）利用各社區(qū)的科技活動(dòng)中心或者各個(gè)學(xué)校的學(xué)科專(zhuān)用教室；（3）利用智能手機(jī)自帶的傳感器.這些途徑中提到的器材有些能搬進(jìn)教室，有些則無(wú)法搬到教室里，但即使這樣也影響學(xué)生去接觸和學(xué)習(xí).

上海科技館有很多物理學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)器材可以供參觀者體驗(yàn).如高中物理中的圓周運(yùn)動(dòng)、慣性定律、動(dòng)勢(shì)能轉(zhuǎn)換等在這里可以找到對(duì)應(yīng)的展示儀器.圖9是某社區(qū)活動(dòng)室中的一個(gè)共振鼓照片，當(dāng)你敲擊兩面鼓中的一面時(shí)，另一面鼓上的小球會(huì)不可思議地跳動(dòng)起來(lái).這種演示共振現(xiàn)象的器材比實(shí)驗(yàn)室的器材好玩很多，學(xué)生會(huì)更加感興趣.

現(xiàn)代智能手機(jī)都裝有各種類(lèi)型的傳感器，可以說(shuō)智能手機(jī)就是一個(gè)移動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái).如果能在教學(xué)中利用智能手機(jī)輔助完成相關(guān)的課堂教學(xué)，將會(huì)引起學(xué)生極大的興趣.圖10是教師利用手機(jī)上的磁場(chǎng)傳感器緊貼一體式電腦測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的情景.

這些來(lái)自生活中的優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)器材是對(duì)課堂教學(xué)的一種極大的有益補(bǔ)充，也是物理教學(xué)不能放棄的一塊教學(xué)陣地.這些好玩的實(shí)驗(yàn)，有時(shí)甚至能讓一位學(xué)生終身熱愛(ài)物理和科學(xué)，這也許是教師最大的期待和幸福.endprint