解析生活中的物理現(xiàn)象用興趣激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)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(xué)科的初中學(xué)生來說,首先需要的便是興趣。因為在人們的印象中,數(shù)理化等理科學(xué)科是最枯燥乏味且難學(xué)的學(xué)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(xué)的學(xué)科。而在現(xiàn)實的教學(xué)過程中的情況也正是如此:學(xué)生普遍感覺物理難學(xué),學(xué)習(xí)興趣低下,物理也是很多學(xué)生總成績“拖后腿”的學(xué)科。作為一名長年戰(zhàn)斗在教學(xué)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(xué)科本身,而是在于我們在教學(xué)過程中的教學(xué)方式。教學(xué)效果之所以會不理想,其中一個首要的原因就是教學(xué)與學(xué)生的實際生活脫節(jié),所講授的空洞的物理規(guī)律并不能引起學(xué)生的情感體驗,因而不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,學(xué)習(xí)的效果當(dāng)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(jīng)驗進行分析歸納、總結(jié)、推理的結(jié)果。因此,教師在教學(xué)設(shè)計上需要從人類認知特點出發(fā),從感性認識入手,為學(xué)生提供真實、生動的情景,在教學(xué)中多多解析一些生活中的物理現(xiàn)象,創(chuàng)設(shè)一些與學(xué)生生活緊密相聯(lián)的教學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生在熟悉環(huán)境中對生活實例進行分析,在生活中發(fā)現(xiàn)有需要學(xué)習(xí)的物理規(guī)律,才能實現(xiàn)從原始的感性認識上升到理性認識,在課堂教學(xué)中實現(xiàn)從實踐到知識的第一次飛躍。當(dāng)然,也只有這樣,才能激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,從而提高其學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

其實物理學(xué)并非一門很玄妙的學(xué)科,它只是人們對于自然以及社會生活等諸多現(xiàn)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(jié),無時無刻不在發(fā)生種種的物理現(xiàn)象。而且隨著科技的發(fā)展,人類發(fā)現(xiàn)的物理規(guī)律也越來越多的被利用到人類生活的各個領(lǐng)域。物理不僅僅存在于物理學(xué)家的身邊,物理也存在于我們每一位同學(xué)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(xué)習(xí)物理的過程中都能找到答案。而這些問題,也只是學(xué)生們感興趣、想知道的問題。教師通過對這些現(xiàn)象的解析,不僅能夠讓學(xué)生了解到很多物理學(xué)的知識,更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)過程中,究竟應(yīng)該怎樣從生活中挖掘現(xiàn)象呢?本人的觀點是,越貼近日常生活的越好,越符合初中學(xué)生知識層面的越好。在日常生活中的,能夠經(jīng)常被同學(xué)們觀察到、體驗到,并且與他們現(xiàn)階段能夠掌握和需要掌握的物理知識相關(guān)的現(xiàn)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(xué)的“小秘密”。

一、廚房里的物理知識

引導(dǎo)學(xué)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(fā)生的各種現(xiàn)象,解析這些現(xiàn)象中蘊含的物理規(guī)律。

(一)與電學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)象

能量轉(zhuǎn)化:電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺?zé)_水是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;排氣扇(抽油煙機)利用電能轉(zhuǎn)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(wèi)生無污染,其加熱原理是利用電能轉(zhuǎn)化為電磁能,再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。廚房中的電燈,利用電流的熱效應(yīng)工作,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(二)與力學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)象

1、電水壺的壺嘴與壺肚構(gòu)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(jù)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(diào)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(chǎn)生熱使刀的內(nèi)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(nèi)能減小,溫度降低,不會升至過高。

(三)與熱學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)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(dǎo)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(dǎo)體,燙砂鍋放在濕地上時,砂鍋外壁迅速放熱收縮而內(nèi)壁溫度降低慢,砂鍋內(nèi)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(dǎo)體,能更好地防止熱量散失。

(4)炒菜主要是利用熱傳導(dǎo)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(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱一下杯子,以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過大,內(nèi)壁熱膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)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(tài)變化有關(guān)的現(xiàn)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(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),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(nèi)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(nèi)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(jié)果只能加快水的汽化,使鍋內(nèi)水蒸發(fā)變干,浪費燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)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(chǎn)生的氣泡上升到油面破裂而發(fā)出響聲。

二、汽車上的光學(xué)知識

引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)代生活必不可少的一樣交通工具——汽車,從這個同學(xué)們,特別是男同學(xué)們都非常感興趣的物體上,學(xué)習(xí)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(fā)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(fā)出的光反射成為平行光射出的性質(zhì)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(jù)透鏡和棱鏡的知識,汽車頭燈玻璃罩相當(dāng)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(jù)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(nèi)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(nèi)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(shù)汽車的前窗都是傾斜的

當(dāng)汽車的前窗玻璃傾斜時,車內(nèi)乘客經(jīng)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(xiàn)在上方的空中的,這樣就將車內(nèi)乘客的像與路上行人分離開來,司機就不會出現(xiàn)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(xiàn)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(dāng)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(fā),就發(fā)現(xiàn)了如此多的有趣的物理現(xiàn)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(dāng)中的觀點。但我們現(xiàn)在往往面臨的問題是:談到物理,學(xué)生普遍覺得很難;談到物理探究,學(xué)生更是覺得深不可測;談到物理學(xué)家,同學(xué)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(lián)系認識不足的結(jié)果。雖然成為物理學(xué)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(chuàng)新,你就會發(fā)現(xiàn):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(xué)家的偉大物理發(fā)現(xiàn),也都是對于生活中發(fā)生的現(xiàn)象提煉的結(jié)果。一顆蘋果“砸”出了牛頓的萬有引力規(guī)律,廚房的熱水壺啟發(fā)了卡特發(fā)明蒸汽機,勇于實踐的美國物理學(xué)家富蘭克林,為認清“天神發(fā)怒”的本質(zhì),在一個電閃雷鳴的日子,冒著生命危險,利用風(fēng)箏將“上帝之火”請下凡,由此發(fā)明了避雷針……研究身邊發(fā)生的現(xiàn)象而作出大成就的物理學(xué)家事例不勝枚舉。

當(dāng)然,我們并不要求每個學(xué)生都要成為物理學(xué)家,這里舉出物理學(xué)家們的事例,旨在進一步強調(diào)物理與人類生活的密切性,強調(diào)學(xué)習(xí)物理應(yīng)該關(guān)注生活中發(fā)生的現(xiàn)象。其實物理并不僅僅是在物理學(xué)家的生活中,也在我們每個人的生活中。因為在物理學(xué)家成為物理學(xué)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(xué)生的生活中,用身邊的事例去解釋和總結(jié)物理規(guī)律,學(xué)生聽起來熟悉,接受起來也就容易。教師在教學(xué)的過程中,要時時留意,時常總結(jié),不斷發(fā)現(xiàn)有利于物理教學(xué)的生活現(xiàn)象,通過解析這些現(xiàn)象豐富我們的課堂,活躍教學(xué)氣氛,簡化概念和規(guī)律。

新課標要求:“義務(wù)教育階段的物理課程應(yīng)貼近學(xué)生生活,符合學(xué)生認知特點,激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過探索物理現(xiàn)象,揭示隱藏其中的物理規(guī)律,并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實際,培養(yǎng)學(xué)生終身的探索樂趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實踐能力。” 對于這個要求,教學(xué)一線的教師需要身體力行。通過向?qū)W生解析生活中的各種有趣的現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生“見物思理”的學(xué)習(xí)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(xué)與生活聯(lián)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(xué)生真正體驗到物理的應(yīng)用和價值,體驗到自己所學(xué)習(xí)的不僅是“文化課程”更是“生活課程”從而在最大限度內(nèi)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而全面提高教學(xué)效率。

(作者簡介:胡環(huán)飛,男,土家族,大專學(xué)歷,現(xiàn)就職于湖北省恩施土家族苗族自治州咸豐縣高樂山鎮(zhèn)初級中學(xué)。)