程偉寧
最近學校因工作需要,有兩位原來分別擔任數學和計算機的老師改教物理,常常抱怨物理難教.大概是他們初來咋到,對物理學魅力的把握有失偏頗所致.本文就此談談物理課的魅力所在.
1導課流暢的魅力
用生活中真實的物理現象來引入新課,給學生一份自然,給教師一份自信,打破萬事開頭難的瓶頸,激起學生的好奇心和求知欲,讓其順著老師設置的教學情景步步深入,讓學生感覺物理就在我們的身邊,實現從生活走向物理的教學理念,順利導入新課的教學中.
如學習“比熱容”時,提醒學生是否關注過這樣的現象:(1)夏天河邊的沙和河中的水,同樣吸熱,中午時沙的溫度高于水;到深夜時同樣放熱,沙比水溫低,這溫度的差異,是否與水和沙的什么性質有關?(2)新疆是一個多山少水的地方,當地流行這樣一句諺語:“早穿棉襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜”.有資料表明:月球上晝夜溫差高達300 ℃左右,這溫差之大,是否跟月球上沒有水有關?(3)我國夏天吹東南風,冬天吹西北風,這風向不同的成因,是否與我國所處的地理位置東南邊是海水,西北邊是高山有關?
要能解釋上面這些現象,就必須學習“比熱容”,吊起了學生的胃口,抓住了學生的注意力,自然進入到新課的教學中.
2引人入勝的魅力
在物理現象的啟發下,誘導主題,在現象與主題間架起一道橋梁,提升到一定高度,達到引人入勝、請君入甕的境地.
學習“熱機”工作原理時,幾乎各種版本的教材都引用這樣一個例子:酒精燈給試管里的水加熱一段時間后,水蒸氣沖開試管上的塞子,實現把內能轉化為機械能.這本是一個司空見慣的自然現象,若就此直接出示模型、掛圖或多媒體動漫展示來講解工作原理,顯得倉促而生硬,教師的行為似乎成了拿來主義,學生思維可能還處于游離狀態,其學習效果可想而知,思維的深刻性又從何談起?若在此提問:(1)若要再次把內能轉化為機械能,又得重新塞上塞子并加熱一段時間,這只能間斷地進行轉化.若要能連續轉化豈不更好?過去農民用磨子磨面,就是機械能轉化的事例,使用的杠桿和曲軸,可否借鑒?(2)教材中的實例是燃燒酒精,把化學能轉化為內能,依次傳導給試管、水、水蒸氣,通過做功變成了塞子的機械能,其過程繁瑣且在管外燃燒,有部分內能輻射到周圍空間而損失.若在管內燃燒,直接用燃氣做功,能耗會大大減小,豈不更妙?若要解決燃料進入、廢氣排出的問題,鍋爐燒水的例子可否借鑒?(3)若塞子塞得過緊,塞子一次獲得的機械能較大,但有可能造成試管爆炸.若將試管換成堅硬的氣缸,能避免爆炸,能量的轉化會更安全.熱機就是在此基礎上逐步發展起來的,凝聚了眾多能工巧匠的智慧.
在此介紹熱機的構造、講解工作原理,學生會不由地為一個個獨具匠心的設計而拍案叫絕,也深刻領悟到:看似普通的物理現象,經不斷創新而發明了熱機,實現了由機械代替手工,推動了人類社會進步.看似多花了幾分鐘時間,實際是分散了各難點,為了解熱機構造、掌握工作原理起到了鋪墊作用,達到了事半功倍的效果.
3實用實惠的魅力
對物理現象的好奇是魅力的原動力,那么它在實際生活中的應用,就成了物理課魅力的加油站,直接興趣與間接興趣一起迸發,成了吸引學生又一道靚麗風景.
發生汽化、液化現象時,伴隨著吸熱、放熱發生,冰箱就是此現象的應用.使用制冷劑(現普遍用R600a或R134a)在箱內的管里低壓下汽化吸熱,使箱內溫度降低,在箱外的管里高壓下液化放熱,放出從箱內帶來的熱量.溫控器表面是控制箱內溫度的,實際是控制壓縮機工作的間歇時間長短的.連接箱內、外之間的毛細管也不可小覷,它只能使制冷劑緩慢由箱外進入箱內,實現汽化吸熱,由箱內進入箱外,達到液化放熱的目的.每當筆者講到這里,學生們都會流露出恍然大悟的表情,曾有學生說:“我怎么就沒有想到用汽化、液化知識來理解冰箱呢.”也有的這樣說:“物理知識這么有用啊.”
利用透鏡的性質:(1)用凹透鏡矯正近視眼,用凸透鏡矯正遠視眼;(2)防盜門鏡是利用凹透鏡成正立、縮小的虛像性質制成的,室外的一切盡收眼底;(3)用兩個凸透鏡制成的顯微鏡,比放大鏡的放大倍數更大,能明察秋毫;(4)用兩個凸透鏡制成的望遠鏡,能看得更遠,出門旅游、觀看體育比賽特方便;(5)若攝影速度與放映速度不同,而呈現出快鏡頭與慢鏡頭,影視作品中除具有欣賞價值外,在科研工作中,物質的細微變化能了如指掌等等,多方面展現出物理實用實惠的魅力.
4合作表演的魅力
有些知識本身學生易于接受,讓學生先預習,課余合作排練后,課堂上合作表演(初次教師要親自指導,之后交給課代表完成).由于學生廣泛參與,輕松掌握了知識,增加了興趣度,而且培養了表達表演的能力.如在學習平面鏡成像規律時,對“等大、等距、垂直、左右互換”等可由三位學生來表演,一位當“物體”,另一位是“像”,中間一位當“平面鏡”,表演各種滑稽的動作讓學生忍俊不禁,還渴望著下次的表演呢.
有些知識學生接受起來有難度,同樣讓學生先預習,課余合作排練后,課堂上叫學習成績好的幾位來臺上表演,難點分散并得到突破.如學習“眼睛和眼鏡”時,一位扮近(遠)視眼患者,一位扮驗光師,一位扮制鏡師.通過對患者的驗光、近(遠)視眼講解如何矯正,佩戴度數的計算以及用眼衛生的注意事項等.在表演的過程中,巧妙機智的問,風趣幽默的答,掌聲不斷響起,遠勝過了教師的預期,并且比教師教的效果好得多.
5詩歌散文的魅力
詩歌的韻律美、簡潔美,散文的靈秀美、抒情美,都易于學生接受,若能進入我們的物理課堂,學生會耳目一新、增色不少,勝過教師的千言萬語,展現出迷人的魅力.
常說閃電和雷聲同時產生,因傳播速度的不同而呈現出先后的差異,但學生無法真切感受到.在學習聲速時用棒打衣服再現的生活場景來模擬,學生對聲音和光同時產生并同時傳播才深信不疑.一首小詩:“上午農村小河旁,小李正在洗衣裳,衣服放在石板上,棒打衣服響四方,小王見此費思量,棒打衣服悄無聲,棒舉空中何其響?”.無論是實際生活還是影視畫面,或多或少都見過,挖掘出來后,學生對光速比聲速快有了更進一步的認識,文中的小李、小王可用班上學生的真實姓名,他們也是非常樂意的.
筆者曾遇到過一個對能源開發特別感興趣的學生,他的MP4上下載過有關:“核反應速度的控制”、“鈾的提純”、“核廢料的處理”、“核輻射的防護”、“氘氚的提取”,還設計過控制核聚變反應速度的實驗圖,雖稍顯得稚嫩,可以預見,在能源開發方面后繼有人.筆者在他的作業本上曾寫道:“努力方向志在能量,裂變反應已能自由收放,氘氚聚變需要你的智慧,提出你的主張,若能有所突破,多少人把你的英明傳揚,若能和平利用,你的生命將萬古流芳”.他看到后驚喜萬分,隨后我在班上誦讀,同學們也欣喜若狂,埋下了理想的種子并為之奮斗終生.值[JP3]得慶幸的是:他本碩博的專業都與核有關,現已在核九院工作了.
“滑輪”一節展示了三幅漫畫,學生都能看懂,若給它配上一段散文,能在上課之初就鎖定其注意力.“同學們,我們已坐上了時空列車,穿越了時空隧道,到了大家畢業之際,我們班助人為樂的標兵小張,為幫助大家把書從三樓運下去,他在木桿上安裝了滑輪,木桿并固定在窗臺上,繩子一端系在裝書的袋子上,另一端穿過滑輪由重量級人物小趙在樓下拉著.當小張接過小趙手中的繩子時,哪知書比他重,他上升書下降,他的頭撞在了木桿上,書也散落一地,這時書比他輕,書上升他下降,又重重地摔在地上,痛得他趕快松開繩子,書又從天而降,砸在了他的頭上”.讀罷掌聲雷動,興趣怏然,為新課的學習,有了良好的情緒支撐.
此外,通過講故事,再現科學家們發明、發現的過程,集體討論時思維火花的碰撞過程,合作學習時互幫互助的過程,實驗操作過程中,爭相解釋遇到意外現象的過程,都會成為其獨特魅力.我校原來改教物理課的兩位教師,經自身不斷努力和同行的幫助,現在不再因擔任物理課而苦惱,反而因成為物理教師而自豪,只因物理課的魅力所在.