解析生活中的物理現象用興趣激發學生積極學習物理

愛因斯坦說過:興趣是最好的老師。而對于剛剛接觸到物理這門學科的初中學生來說,首先需要的便是興趣。因為在人們的印象中,數理化等理科學科是最枯燥乏味且難學的學科,而物理更是往往被認為是“最中之最”,是“最最”玄妙、“最最”難學的學科。而在現實的教學過程中的情況也正是如此:學生普遍感覺物理難學,學習興趣低下,物理也是很多學生總成績“拖后腿”的學科。作為一名長年戰斗在教學一線的教師,本人對這一點深有體會。但究其原因,本人認為并不在于物理學科本身,而是在于我們在教學過程中的教學方式。教學效果之所以會不理想,其中一個首要的原因就是教學與學生的實際生活脫節,所講授的空洞的物理規律并不能引起學生的情感體驗,因而不能激發學生學習的興趣,學習的效果當然也就不理想。

“知識來源于實踐”先哲馬克思說。知識的獲得就是人類對于生活經驗進行分析歸納、總結、推理的結果。因此,教師在教學設計上需要從人類認知特點出發,從感性認識入手,為學生提供真實、生動的情景,在教學中多多解析一些生活中的物理現象,創設一些與學生生活緊密相聯的教學情境,引導學生在熟悉環境中對生活實例進行分析,在生活中發現有需要學習的物理規律,才能實現從原始的感性認識上升到理性認識,在課堂教學中實現從實踐到知識的第一次飛躍。當然,也只有這樣,才能激發起學生學習的興趣,從而提高其學習的積極性和主動性。

其實物理學并非一門很玄妙的學科,它只是人們對于自然以及社會生活等諸多現象的理論解釋,其真正根源就在于我們的生活。物理對于我們來說并不遙遠,大至宇宙星辰,小至我們生活的每個小細節,無時無刻不在發生種種的物理現象。而且隨著科技的發展,人類發現的物理規律也越來越多的被利用到人類生活的各個領域。物理不僅僅存在于物理學家的身邊,物理也存在于我們每一位同學們身邊。為什么大型拖拉機和坦克都要安裝上履帶?為什么自行車的車輪外胎及鋼絲鉗口上要有花紋?保溫瓶為什么既能保持物體“高溫”,又能保持物體的“低溫”?這些問題,在學習物理的過程中都能找到答案。而這些問題,也只是學生們感興趣、想知道的問題。教師通過對這些現象的解析,不僅能夠讓學生了解到很多物理學的知識,更能激發學生學習的興趣,從而促使他們帶著求知的渴望進入物理的世界。

而至于在具體的教學過程中,究竟應該怎樣從生活中挖掘現象呢?本人的觀點是,越貼近日常生活的越好,越符合初中學生知識層面的越好。在日常生活中的,能夠經常被同學們觀察到、體驗到,并且與他們現階段能夠掌握和需要掌握的物理知識相關的現象,就是最好的素材。例如在我們生活中最基本的“衣食住行”之中,就蘊藏著許多物理學的“小秘密”。

一、廚房里的物理知識

引導學生認真回憶和觀察廚房里各種炊具,以及做飯、做菜等過程中發生的各種現象,解析這些現象中蘊含的物理規律。

(一)與電學知識有關的現象

能量轉化:電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺燒開水是利用電能轉化為內能;排氣扇(抽油煙機)利用電能轉化為機械能,利用空氣對流進行空氣變換。微波爐加熱均勻,熱效率高,衛生無污染,其加熱原理是利用電能轉化為電磁能,再將電磁能轉化為內能。廚房中的電燈,利用電流的熱效應工作,將電能轉化為內能和光能。廚房的爐灶(蜂窩煤灶,液化氣灶,煤灶,柴灶等)通過燃料燃燒放出熱量,將化學能轉化為內能。

(二)與力學知識有關的現象

1、電水壺的壺嘴與壺肚構成連通器,水面總是相平的。

2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積,增大壓強,因而能夠鋒利的切入食物。

3、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋,使接觸面粗糙,增大摩擦,從而便于提握。

4、往保溫瓶里倒開水,根據聲音就能知道水位高低。因為水量增多,空氣柱的長度減小,振動頻率增大,音調也就升高。

5、磨菜刀時要不斷澆水,是因為菜刀與石頭摩擦做功產生熱使刀的內能增加,溫度升高,刀口硬度變小,刀口磨不利;澆水是利用熱傳遞使菜刀內能減小,溫度降低,不會升至過高。

(三)與熱學知識有關的現象

1、熱脹冷縮與熱傳遞:

(1)鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成,是因為木料是熱的不良導體,以便在烹任過程中不燙手。

(2)滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導體,燙砂鍋放在濕地上時,砂鍋外壁迅速放熱收縮而內壁溫度降低慢,砂鍋內外收縮不均勻,故易破裂。

(3)往保溫瓶灌開水時,不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時,瓶口有一層空氣,是熱的不良導體,能更好地防止熱量散失。

(4)炒菜主要是利用熱傳導方式傳熱,煮飯、燒水等主要是利用對流方式傳熱的。

(5)冬季從保溫瓶里倒出一些開水,蓋緊瓶塞時,常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為隨著開水倒出,進入一些冷空氣,瓶塞塞緊后,進入的冷空氣受熱很快膨脹,壓強增大,從而推開瓶塞。

(6)冬天或氣溫很低時,往玻璃杯中倒入沸水,應當先用少量的沸水預熱一下杯子,以防止玻璃杯內外溫差過大,內壁熱膨脹受到外壁阻礙產生力,致使杯破裂。

(7) 煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒,容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會收縮,但它們收縮的程度不一樣,從而使兩者脫離。

2、與物體狀態變化有關的現象

(1)液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的;使用時,通過減壓閥,液化氣的壓強降低,由液態變為氣態,進入灶中燃燒。

(2)燒水或煮食物時,噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴重。因為水蒸氣變成同溫度的熱水、熱湯時要放出大量的熱量(液化熱)。

(3) 用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內氣壓,提高了水的沸點,即提高了煮食物的溫度。

(4)(夏天自來水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自來水管“出汗”并不是管內的水滲漏,而是自來水管大都埋在地下,水的溫度較低,空氣中的水蒸氣接觸水管,就會放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,說明空氣中水蒸氣含量較高,濕度較大,這正是下雨的前兆。

(5)煮食物并不是火越旺越快。因為水沸騰后溫度不變,即使再加大火力,也不能提高水溫,結果只能加快水的汽化,使鍋內水蒸發變干,浪費燃料。正確方法是用大火把鍋內水燒開后,用小火保持水沸騰就行了。

(6)油炸食物時,濺入水滴會聽到“叭、叭”的響聲,并濺出油來。這是因為水的沸點比油低,水的密度比油大,濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰,產生的氣泡上升到油面破裂而發出響聲。

二、汽車上的光學知識

引導學生觀察現代生活必不可少的一樣交通工具——汽車,從這個同學們,特別是男同學們都非常感興趣的物體上,學習我們的物理知識。

(一)汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個凸鏡

利用凸鏡對光線的發散作用和成正立、縮小、虛像的特點,使看到的實物小,觀察范圍更大,從而保證行車安全。

(二)汽車頭燈里的反射鏡是一個凹鏡

它是利用凹鏡能把放在其焦點上的光源發出的光反射成為平行光射出的性質做成的。

(三)汽車頭燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩

汽車頭燈由燈泡、反射鏡和燈前玻璃罩組成。根據透鏡和棱鏡的知識,汽車頭燈玻璃罩相當于一個透鏡和棱鏡的組合體。在夜晚行車時,司機不僅要看清前方路面的情況,還要看清路邊持人、路標、岔路口等。透鏡和棱鏡對光線有折射作用,所以燈罩通過折射,根據實際需要將光分散到需要的方向上,使光均勻柔和地照亮汽車前進的道路和路邊的景物,同時這種散光燈罩還能使一部分光微向上折射,以便照明路標和里程碑,從而確保行車安全。

(四)轎車上裝有茶色玻璃后,行人很難看清車中人的面孔

茶色玻璃能反射一部分光,還會吸收一部分光,這樣透進車內的光線較弱。要看清乘客的面孔,必須要從面孔反射足夠強的光透射到玻璃外面。由于車內光線較弱,沒有足夠的光透射出來,所以很難看清乘客的面孔。

(五)除大型客車外,絕大多數汽車的前窗都是傾斜的

當汽車的前窗玻璃傾斜時,車內乘客經玻璃反射成的像在車的前上方,而路上的行人是不可能出現在上方的空中的,這樣就將車內乘客的像與路上行人分離開來,司機就不會出現錯覺。大型客車較大,前窗離地面要比小汽車高得多,即使前窗豎直裝,像是與窗同高的,而路上的行人不可能出現在這個高度,所以司機也不會將乘客在窗外的像與路上的行人相混淆。

當然,這樣的例子比比皆是、舉不勝舉。本文緊從日常生活中的兩個小觀察點出發,就發現了如此多的有趣的物理現象。這充分證明了前文所闡明的,物理并不遠離于我們的生活,而就在我們生活當中的觀點。但我們現在往往面臨的問題是:談到物理,學生普遍覺得很難;談到物理探究,學生更是覺得深不可測;談到物理學家,同學們更是覺得他們都天才。其實這些都是對物理與生活的密切聯系認識不足的結果。雖然成為物理學家的人的確是鳳毛麟角。但從上文的舉例中不難看出,其實只要勤于觀察,善于思考,勇于實踐,敢于創新,你就會發現:其實,物理知識就在身邊。眾所周知,即使是那些偉大的物理學家的偉大物理發現,也都是對于生活中發生的現象提煉的結果。一顆蘋果“砸”出了牛頓的萬有引力規律,廚房的熱水壺啟發了卡特發明蒸汽機,勇于實踐的美國物理學家富蘭克林,為認清“天神發怒”的本質,在一個電閃雷鳴的日子,冒著生命危險,利用風箏將“上帝之火”請下凡,由此發明了避雷針……研究身邊發生的現象而作出大成就的物理學家事例不勝枚舉。

當然,我們并不要求每個學生都要成為物理學家,這里舉出物理學家們的事例,旨在進一步強調物理與人類生活的密切性,強調學習物理應該關注生活中發生的現象。其實物理并不僅僅是在物理學家的生活中,也在我們每個人的生活中。因為在物理學家成為物理學家之前,他們也只是跟我們一樣的平凡人。物理就在我們每個學生的生活中,用身邊的事例去解釋和總結物理規律,學生聽起來熟悉,接受起來也就容易。教師在教學的過程中,要時時留意,時常總結,不斷發現有利于物理教學的生活現象,通過解析這些現象豐富我們的課堂,活躍教學氣氛,簡化概念和規律。

新課標要求:“義務教育階段的物理課程應貼近學生生活,符合學生認知特點,激發并保持學生的學習興趣,通過探索物理現象,揭示隱藏其中的物理規律,并將其應用于生產生活實際,培養學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。” 對于這個要求,教學一線的教師需要身體力行。通過向學生解析生活中的各種有趣的現象,培養學生“見物思理”的學習意識,樹立一種開放的、立體的教育視野和課程理念,努力將課堂教學與生活聯系起來。那么,我們的物理課堂就會更加鮮活,更加富有生命力。通過拉近物理與生活的距離,使學生真正體驗到物理的應用和價值,體驗到自己所學習的不僅是“文化課程”更是“生活課程”從而在最大限度內激發學生的學習興趣,從而全面提高教學效率。

(作者簡介:胡環飛,男,土家族,大專學歷,現就職于湖北省恩施土家族苗族自治州咸豐縣高樂山鎮初級中學。)