很多學生進入中學后,發現物理是中學最難學習的課程之
一。因此,他們對物理的學習興趣不濃,甚至害怕物理,有點談“物”色變。其實物理并不像他們想象的那樣,生活中很多有趣的、簡單的生活常識和現象都與物理有關。所有人在生活中都會不經意地使用物理知識,只是他們不清楚具體的物理原理。我們通過學習物理,可以明白那些常用的物理原理,以便能夠更深入地應用這些原理,把這些原理應用到生活中去,為社會發展更好地貢獻自己的力量。
從理論研究的角度來說,物理是有一定的難度。物理思維的培養以及物理模型的建立,都要求學習者對物理的理論知識體系有一個比較全面和系統的理解,并且對相關的物理知識非常熟悉。物理思維與物理模型又十分抽象,需要很好的想象力和綜合能力。中學生的認知水平和思維分析能力還不夠健全,因此中學階段主要普及科學常識,健全學生的知識體系。大部分中學階段的物理內容是比較基礎的,只是讓學習者多學一種解決問題的思維和方法,使學習者有更好的自學能力。在中學階段學習物理有一個很好的共識就是:從生活與興趣中去學習物理,然后把物理應用到生活中去。
如何從生活中學習物理,提高對物理的學習興趣。在新課改教材和新課標中都處理得非常好,從生活中最常見的幾種完全不同的現象入手,如蘋果落地與航空航天技術,生活中的小靜電現象與雷電現象等,揭示物理學的規律,引發學生學習的興趣,同時讓學生知道物理現象的多樣性和統一性。還有一些有趣的現象,如火焰為什么是直的,為什么熱水用嘴呵氣會冷得快,而冬天冷的時候用嘴呵氣手會變暖等,這些物理現象都是生活中很常見
的,學生學習起來,也不會感覺到抽象與陌生,學生可以自己去分析與想象,好好理解并發表自己的看法,使學生主動投入到學習中去。想讓學生輕松學習,就應該從學生熟悉或者感興趣的地方入手,讓學生感覺不陌生并且有興趣,那么物理學習就成功了一半。所以在教學過程中對學生學習興趣的引導是非常重要的,讓學生充滿興趣地去學習,因此課程也不要僅局限于課本上的知
識,而應該是許多知識的融合。新課標的要求提出,學習者不僅僅只限于課本理論知識的學習,而應該是理論聯系實際地學習,多科知識綜合性地學習,形成比較全面系統的思維判斷能力、綜合運用和分析問題的能力。
以下就舉幾個生活中物理學的實例,可以很好地引導學習者對物理進行分析與反思,也同樣可以提高他們的學習興趣。中學階段的學生,對電視、電影和小說都比較感興趣,尤其是男生,肯定對那些武俠小說非常感興趣,那么就可以從武俠小說中的武功來談物理。不管是電視,還是電影和小說,金庸前輩的武俠小說可謂火熱。那么金庸前輩在小說中所寫到的各種神奇武功,是不是有科學根據呢?這樣的問題,學生肯定會有興趣去認真思考。比如“水上漂”的武功,是不是有可能呢?如果一個人不借助任何外界器材,能不能獨立在水面上行走呢?如果要行走,從物理的角度出發,那么需要具備什么樣的條件?針對這一系列問題,學生可能剛開始會胡言亂語,亂說一通。有的學生可能會說如果一個人技術好,行走速度夠快的話,真的有可能在水面上行走。也有的學生可能會說不太可能吧,感覺不現實。有的學生可能會拿不定主意,覺得好像可以,又好像不可以。此時可以讓學生各自發表自己的意見,大部分學生都會好奇想知道到底行不行,這樣就能提高他們的興趣,調動他們的主動性。教師可以從物理力學原理進行分析后,讓學生明白,要在水面上行走,必須滿足的條件就是:水面對人的浮力等于人本身的重力。這樣學生就可以把一個有趣的東西與物理學原理公式對應起來,同樣可以進行類似問題的分析。可以留下一些比較有趣味的問題讓學生進一步去思考,比如說:人不能自行飛行,那是因為人沒有翅膀。那是不是給人一對翅膀,人就能像小鳥一樣自由自在地飛行呢?我想這個問題,可能很早就有人提過,但用這個問題讓學生去思考、去分析、去利用物理學原理進行探討,肯定比讓他們去計算一道純理論的物理計算題更有趣。
除了在課堂上分析生活中的物理知識外,在生活中也會遇到很多與物理知識有關的現象,這就可以把課堂與生活結合起來。在我國福建東北部的屏南縣城有一個旅游風景區——白水洋。白水洋中最出名的是一塊天然的大石塊,石塊上有淺至踝關節、深至膝關節的流水,可謂是一個淺水廣場。而這個淺水廣場的大石塊長年浸沒在流水中,所以石塊上面有一層淺淺的青苔之類的東西,因此石塊非常滑,如果光著腳下水,在淺水廣場中行走,每走一步都要小心翼翼,并且都有可能會滑倒,光著腳走真是稱得上寸步難行呀。那么從物理的角度,如何才能比較好地解決這個問題呢?讓旅游的人可以自在地在淺水廣場行走,盡興地游玩,而無需擔心發生意外?對于一個這么簡單的問題,學生肯定會認為,增大摩擦力就可以了!理論上大家都很清楚,增大摩擦力就可以解決這個問題,但實際操作的時候,如何增大摩擦力?用什么可行的方法來增大摩擦力呢?從物理學角度來分析這個問題,再綜合各種客觀條件,引導學生發揮自己的想象能力,并且把所學過的知識應用到現實生活中去。既能提高物理的學習興趣,又能引導學生思考分析問題,學生對綜合問題的分析與處理能力也能加強。從物理的角度研究,增大摩擦力,有很多方法,這類問題學生清楚之后,他們就會明白,為什么家里裝修的時候,洗手間的地板不能太光亮,還有他們會發現各建筑的樓梯上都會有一些凹凸不平的東西。這對物理的學習與應用,從生活中學習物理,再把物理應用到生活中非常有意義。
課本教學中的重心與穩度,教科書與參考書上有很多小實驗以及現實生活中的實例,這對學生了解這些內容有很好的幫助。但有一個非常有趣的游戲——水上行走球,這對動態平衡與穩度是一個非常好的體驗。如果有親自體驗過的就會明白其中的道理。水上行走球是一個用樹脂軟塑料密封的一個球,人進入球后在球內充滿空氣,然后密封起來。整個球和人浮在水面上,人在球內行走,就可以帶著球在水面上前進。不過要在水面上行走,要有很好的技巧,應該說與物理的重心和穩度有密切的關系。水上行走球是用樹脂軟塑料制作的,并且在水上行走,因此人行走的時候,腳是隔著一層會變形的軟塑料在水上行走,腳下很難走穩,重心很容易失去平衡而跌倒在球內。同時人在前進的時候,不僅人本身的重心不好控制,密封的水上行走球一邊前進,重心位置也在移動,所以沒有經驗的人是很難控制好平衡的。水上行走球內只可以進入一個人,也可以同時進入兩個人或多個人。如果只是進入一個人,那么這個游戲會相對簡單一些,只要慢慢試著找到自己的平衡,控制自己的速度與節奏,控制好自己的重心位置變化,就能比較平穩地在水面上行走了。但如果是同時進入兩個人或者多個人,那么在水上行走就變得困難多了。此時不僅僅要控制自己的重心與平衡,要找到自己的感覺,還要和隊員一起合作,把兩人(或多人)的重心控制好,隨著球一起慢慢前進;但一般的結果都是兩人(或多人)很難協調好,如果要比較平穩地前進,有經驗的人士得出結論是:一個人步行前進,另外的隊員要爬著或者滾著隨步行的人一起前進,這樣就可以降低重心,提高穩度。如果隊員都站立著步行前進,只要有一點點節奏不合,所有的人都會跌倒在球內。這個游戲非常有趣,既能讓大家有快樂的親身體驗,又能把所學的物理知識應用到其中,并且更好地理解平衡與穩度。同時如果是兩人(或多人)一起,球把所有的隊員捆成了一個整體,隊員之間還必須學會合作,這不僅僅可以學習物理,還可以培養學生的集體意識與團隊觀念,物理的學習,尤其實驗探究部分必須學會協調與合作。諸如此類的動態平衡與穩度的控制,在生活中還有很多,還可以引導學生如何更好地去解決此類問題。物理不僅僅是知識與技能的學習,更重要的是一種思維的訓練,這才是教育的真正意義。
生活中還有一道非常美麗的景色——雨后的彩虹。在光學部分,很多內容都是學習各種光學現象,彩虹也是一種自然的光學現象。可能一提到彩虹,學生都覺得再熟悉不過了。不妨留下幾個問題來分析和探討一下,可能這彩虹里面的內涵就多了。看過彩虹的人都知道,彩虹就是一條弧形的彩色條帶,出現在雨后的天空。那么,彩虹為什么是出現在雨后呢?彩虹的彩色條帶顏色有哪些,這些顏色是有順序排列還是隨便排列的呢?彩虹形成的原理又是什么?帶著這些問題,學生就能進行探討了。可能很多學生都沒有認真去思考過這些問題,而是看到彩虹就看到了,也知道了雨后會出現彩虹的,對于進一步的為什么,他們根本就沒有去想過。對彩虹的形成與彩虹的特點進行探討與分析后,學生對太陽光是一種復色光以及光的色散會有很深的印象。在了解太陽光是由七種顏色的光組成后,可以再進一步對七色光進行探討。太陽光主要是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光組成,而這七色光復合而成的白光即是可見光,也就是人的眼睛能夠看到的光,那么人眼正好能看到的光與太陽發出的主要光頻率一致,是不是一種巧合,還是存在一種必然聯系?這種關系與人類漫長的進化過程是不是有關系呢?這個問題又可以引起學生對科學知識的好奇,從而引導他們從更廣泛的角度去思考問題。學生對知識的好奇心一起,那么學生的創造能力也就自然會增強。
中學階段物理課程的學習,應該以理論與現實生活相結合為原則,不僅僅是物理學概念、規律和實驗,還應該包括物理與社會發展、物理與技術應用、物理與生活等方面的內容。學習物理應該不僅僅局限于物理單科知識的學習,而應該開展跨學科的研究活動,鼓勵學生把物理知識與其他學科知識結合起來研究周圍的生活和社會現象。
作者簡介:黃日鎮(1977—),男,漢族,江西南豐人,本科,教學研究:物理教學,中學物理一級教師。
編輯 魯翠紅