快樂課堂 師生共享

林根旺

摘 要： 高中物理由于自身學科特點，教師在教學過程中往往課堂氣氛較為沉悶，學生學習興趣不高。本文探討在上《牛頓第一定律》這節課時，借助生活中的胸口碎大石、徒手劈磚等內容，使課堂氣氛輕松快樂，提高學生學習興趣。

關鍵詞： 慣性；胸口碎大石；徒手劈磚；快樂

高中物理概念、定律比較抽象復雜，學生不易理解和掌握，許多物理情景也是建立在理想化模型的基礎上，老師在講解時主要通過枯燥的理論推理分析，調動不了學生學習的積極性。學生學習物理的興趣不高，老師和學生都無法從物理中感受到快樂，成為許多一線物理教師的一道難題。如何解決這一難題呢？著名教育學家陶行知提倡“生活即教育”，認為最好的教育就是“從生活中學習”。如果我們能在物理教學過程中力求將學到的物理知識貼近生活，去解釋日常生活中遇到的現象，這樣既能讓學生加深對所學知識的理解，又能使學生感覺物理知識非常有用，從而激發出對物理濃厚的學習興趣。前一階段筆者上了一節《牛頓第一定律》的公開課，就借助生活中的一些實例，讓學生對牛頓第一定律的內容有深刻的理解，又讓學生感受到學習物理的快樂。主要教學內容如下。

1 教學思路

本節課是高中物理必修1第6章《力與運動》中的第1課時，該章以亞里士多德、伽利略、牛頓三位歷史巨人圍繞“力與運動的關系”展開的一場跨越時空的假象對話來導入全章主題，一方面讓學生了解人類對這一動力學基本問題的探索歷程，為具體內容的學習做好鋪墊；另一方面也讓學生認識到物理學研究的重大進展，對人類文明和社會進步都會產生深遠的影響。其中第一節《牛頓第一定律》是在初中學習的基礎上，主要討論力與運動的關系和慣性概念。而學生對力與運動之間關系的認識，更接近亞里士多德的觀點，因此在教學中要注意引導學生對日常經驗的仔細再思考和對一些小實驗結果的深入分析，透過現象看本質，從而有效澄清錯誤認識，真正理解“力是改變物體運動狀態的原因”。慣性的概念學生雖然在初中已經見過，但一些模糊認識還是普遍存在，要通過一些與生活相關的實例分析來幫助學生認清慣性及其應用。在教學過程中要注重培養學生的觀察能力、思維能力及應用定律解決實際問題的能力。使學生學會從紛繁的現象中探求事物本質的科學研究方法。

2 課堂引入

應用多媒體視屏播放劉德華剛出道時表演的胸口碎大石。

師：胸口碎大石是許多江湖藝人喜歡表演的雜技項目，也深受廣大觀眾的喜愛，表演者往往先運氣一段時間，跟觀眾強調要“功力深厚”才能成功。而事實上他們是否真的都是“武林高手”呢？從剛才的視頻中我們可以看到，剛出道時的香港明星劉德華也表演過胸口碎大石，可見表演者并不需要所謂的“功力深厚”。為什么堅硬的大石頭都被砸碎而下面的人卻安然無恙呢？通過本節的學習，大家便會明白其中的奧秘！

3 新課教學

3.1 力與運動狀態的關系，牛頓第一定律

該模塊知識學生在初中階段已有一定了解，課本介紹也比較詳細，因而在教學中主要以學生自主學習、自主歸納的教學方法，要求學生通過閱讀課本相關知識后完成表1的內容。

老師根據學生的完成情況做好引導和補充，總結得出相關結論：

亞里斯多德認為：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來。

伽利略認為：在水平面上運動的物體所以會停下來，是因為受到摩擦阻力的緣故。

笛卡爾認為：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會改變原來的方向。

牛頓認為：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

3.2 慣性及其應用

師：從牛頓第一定律我們知道，物體都有保持原來靜止或勻速直線運動狀態的性質，物理學中把物體的這種狀態稱為慣性。慣性是物體的固有屬性，從生活中的經驗我們知道，要使一輛運動的大卡車停下來，比使一輛以相同速度運動的小汽車停下來要困難得多，這表明質量越大的物體，運動狀態越難改變，也就是說物體的慣性越大。我們生活中的許多有趣想象，就與慣性有很大關系。

3.2.1 課本的迷你小實驗

在教材中有介紹到這樣一個小實驗：如圖1，把一本較厚重的書用細繩扎一圈，然后將細繩的一端懸掛起來，另一端用手牽著。先迅速用力將細繩一拽，看看是細繩的哪一段斷開；另外一次為慢慢加大拉力，直到細繩被拉斷，看看又是細繩的哪一段斷開。為讓實驗更便于操作，我用連接的磁力棒代替細繩，重的金屬球代替課本，如圖2所示。

師：從實驗中我們可以發現，迅速下拉時下面的磁力棒先分離；慢慢加大拉力時上面的磁力棒先分離。這是因為迅速下拉時，中間重的金屬球由于慣性還來不及改變運動狀態，下面的棒已經先離了；而慢慢加大拉力時，上面的磁力棒的受力等于下面的拉力加上金屬球的重力，受力比較大，自然先離開了。

3.2.2 胸口碎大石

我們剛上課時提到的胸口碎大石與上面的小實驗有異曲同工之妙。由于實際的表演有一定的危險，器材準備也比較麻煩，我設計了一個模擬實驗，用保鮮袋裝水來代替人，為防止袋子被刺破最好上面鋪上一條薄毛巾，整個裝置如圖3所示。

在實驗中我們可以發現，如果錘子慢慢用力下壓，下面裝水的保鮮袋先破；而如果迅速往下砸，上面的重石板由于慣性還來不及改變運動狀態時就裂開了，下面的水袋還完好無損。

師：經過學習我們可以知道表演胸口碎大石并不需要“功力深厚”，更多的是需要勇氣和技巧，表演要成功有兩個重要條件：一是石板要有一定的重量，慣性大，比較能保持原來的靜止狀態；另一個是砸的時候要迅速，形象的講就是要夠狠。這兩點又恰好能激起觀眾觀感，因而胸口碎大石表演會長盛不衰，流傳至今。

3.2.3 徒手劈磚

師：徒手劈磚是另外一個觀眾喜歡的表演項目，老師經過一階段的努力，也練成此絕技，大家不要以為徒手劈磚很容易，我們先請班上最強壯的兩位同學上來試一下，其他同學也可以主動上來。

一般人沒有用點技巧想要徒手劈磚是很困難的，沒有經過訓練的人要把磚劈斷，需要在下劈前偷偷地將磚的一端微微翹起，如圖4所示。為提高成功率，可在下面墊上一塊石板，筆者多次實驗，成功率接近百分八十。

師：其實我并沒有比剛才兩位同學厲害，只是用了點小技巧。前面細心的同學就有觀察到，我在下劈前偷偷地將磚的一端微微翹起，這樣，磚在撞桌子前已有一定的速度，在“劈”和“撞”的共同作用下磚才斷的。

4 課堂小結

師：通過本節的學習，我們了解了科學家們對力與運動關系的歷史認識過程：亞里士多德是開拓者；伽利略首創了理想實驗方法；笛卡爾補充了伽利略的觀點；牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念，知道了慣性是物體的固有屬性，質量是慣性大小的量度。利用慣性可以解釋生活中許多有趣的現象，學物理可以開闊我們的見識，物理就在生活中！

縱觀整堂課，學生學習興趣濃厚，課堂氣氛輕松愉快，看到學生充滿期待的眼神，當教師的成就感油然而生。這樣的一節課或許對提高學生的解題能力和考試成績并沒什么直接幫助，但能讓學生感到物理就在生活中，物理是有趣的、有用的。興趣是最好的老師，相信有了興趣，許多困難都可以迎刃而解。