“有用”從“無(wú)用”開始

付 蓉

(上海市市西初級(jí)中學(xué),上海 200042)

1 案例背景

“有用的物理學(xué)”是上海教育出版社出版的上海九年義務(wù)教育課本《物理》八年級(jí)第一學(xué)期(試用本)前言“讓我們起航”中的第2節(jié).“物理是有用的”這個(gè)內(nèi)容,無(wú)論在過(guò)去還是現(xiàn)在,也不論是上海課本還是其他省市課本,都是引言中常有的內(nèi)容,但是對(duì)照其他教材我們會(huì)發(fā)現(xiàn),這個(gè)內(nèi)容在這本上海九年義務(wù)教育課本(試用本)中被重視了很多,不僅是筆墨增多,還被單獨(dú)作為一個(gè)章節(jié).在“教學(xué)參考資料”中甚至建議:將本節(jié)課安排2課時(shí),第1課時(shí)學(xué)習(xí)有用的物理;第2課時(shí)學(xué)習(xí)“擺的故事”,并在“本章學(xué)習(xí)目標(biāo)”中提出:通過(guò)了解物理學(xué)與身邊事物的密切聯(lián)系,體驗(yàn)物理學(xué)是十分有用的.

但是在實(shí)際教學(xué)中,這個(gè)內(nèi)容并不被教師所重視,這不僅是因?yàn)樗皇侵锌純?nèi)容,還因?yàn)楫?dāng)代學(xué)生,特別是城市里的學(xué)生可以通過(guò)多種渠道隨時(shí)了解科技的發(fā)展前沿,對(duì)新事物的了解甚至不弱于教師,而且隨著科技和信息的迅猛發(fā)展,教材中關(guān)于“物理學(xué)在生活和科技發(fā)展中所起的作用”的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)并不新鮮,即便不都知道,也完全可以通過(guò)幾分鐘的閱讀去了解,照本宣科的教學(xué)很難在課堂上激發(fā)起學(xué)生的興趣.因此這個(gè)內(nèi)容在教學(xué)中往往被淡化,不少教師在教學(xué)中對(duì)這個(gè)內(nèi)容三言兩語(yǔ),一帶而過(guò).重視一些的也不過(guò)是采用多媒體手段,播放些影視資料,失去了物理課堂教學(xué)的原味.能否通過(guò)教學(xué)激發(fā)學(xué)生的興趣,提高教學(xué)的有效性,實(shí)現(xiàn)課堂增值?

原本這節(jié)課主要講“物理學(xué)是有用的,所以學(xué)生們要學(xué)習(xí)”.但是仔細(xì)想來(lái),在很多物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)之初,人們并不知道它有何用,甚至連科學(xué)家自己都不很清楚它的未來(lái)前景.為追求真理,他們?nèi)淌艹爸S和阻撓,甚至為之付出生命,在不知“有用”的情況下,潛心研究,不計(jì)名利,默默奉獻(xiàn),人類才有了如今的現(xiàn)代生活.希望通過(guò)這節(jié)課的教學(xué),不僅讓學(xué)生知道物理是有用的,更重要的是引發(fā)學(xué)生深層次的思考,滲透德育教育,初步學(xué)習(xí)用發(fā)展的眼光看待問(wèn)題,樹立正確的價(jià)值觀.

2 案例過(guò)程

引言:在上節(jié)課我們知道物理是一門與我們生活密切相關(guān)的科學(xué),它研究力、熱、聲、光、電等現(xiàn)象.研究這些現(xiàn)象有用嗎?

以物理學(xué)中的電磁學(xué)為例,它的建立至今不到200年,電對(duì)我們有什么用?就拿我們的教室來(lái)說(shuō),不僅有電燈、電視、錄音機(jī)、廣播喇叭、還有多媒體投影設(shè)備等等,這些用電器的工作離不開電源,電源種類有發(fā)電機(jī)和電池.大家是否有興趣自己制作一個(gè)水果電池呢?

學(xué)生實(shí)驗(yàn):制作水果電池.

教師講授:最早的電池是1800年意大利物理學(xué)家伏打(1745～1827)年發(fā)明的伏打電堆,這是第一個(gè)能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的裝置.當(dāng)時(shí)法國(guó)國(guó)王拿破侖召見(jiàn)了伏打,親臨觀看實(shí)驗(yàn)頓覺(jué)感動(dòng),立即命令法國(guó)學(xué)者成立專門的委員會(huì),進(jìn)行大規(guī)模的相關(guān)實(shí)驗(yàn).同時(shí)頒發(fā)勛章和6000法郎的獎(jiǎng)金給伏打,還發(fā)行了紀(jì)念金幣,而伏打也被作為了電壓的單位,引用至今.

電池的發(fā)明對(duì)于當(dāng)時(shí)人們的生活有什么用?

那時(shí)可沒(méi)有今天的眾多用電器,電池對(duì)于普通百姓來(lái)說(shuō)毫無(wú)價(jià)值.伏打發(fā)明電堆時(shí)已經(jīng)50多歲了,他自己也沒(méi)有想到持續(xù)電流對(duì)以后的影響會(huì)有那么大,他也沒(méi)有再作進(jìn)一步的研究.但是正是由于有了持續(xù)電流,為電學(xué)的研究打開了新的局面.

1820年,丹麥的科學(xué)家?jiàn)W斯特(1777～1851)發(fā)現(xiàn)電流能使周圍磁針偏轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象.從此開辟了物理學(xué)的新領(lǐng)域──電磁學(xué).

1821年,英國(guó)物理學(xué)家法拉第(1791-1867)第1次看到了通電的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象.1831年,他制造了世界上第1臺(tái)電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī).當(dāng)時(shí),他的一個(gè)熟人、稅務(wù)官格拉道斯通,看到法拉第在做一個(gè)在他看來(lái)毫無(wú)實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn),便問(wèn)道:“花這么大的力氣,即使成功了,又有什么用呢?”法拉第回答說(shuō):“好吧,不久你就可以收稅了.”

1876年英國(guó)發(fā)明家貝爾發(fā)明了電話,愛(ài)迪生在改進(jìn)電話性能時(shí)獲得靈感,于1877年發(fā)明了留聲機(jī),并在巴黎世界博覽會(huì)作專門的展覽,引起了轟動(dòng).1879年,愛(ài)迪生發(fā)明了能連續(xù)點(diǎn)燃40多個(gè)小時(shí)的白熾燈.此時(shí)距伏打電池的發(fā)明近80年.伏打、奧斯特、法拉第都已作古.

19世紀(jì)70年代以后,由于發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)相繼發(fā)明和遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的出現(xiàn),電氣工業(yè)迅速發(fā)展起來(lái),開始了以電力的廣泛運(yùn)用為顯著特點(diǎn)的第二次工業(yè)革命.電力在生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用,如今,21世紀(jì)的我們已經(jīng)無(wú)法想象沒(méi)有了電我們?cè)撊绾紊?

以原子能、電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)的廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志的第3次工業(yè)革命以后,計(jì)算機(jī)走入尋常百姓家.2007年,法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾因發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).為表彰他們的貢獻(xiàn),諾貝爾評(píng)委會(huì)主席佩爾·卡爾松用比較通俗的語(yǔ)言解答了這個(gè)問(wèn)題.他用兩張圖片的對(duì)比說(shuō)明了巨磁電阻的重大意義:一臺(tái)1954年體積占滿整間屋子的電腦,和一個(gè)如今非常普通、手掌般大小的硬盤.

“巨磁電阻”效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是全球電子化進(jìn)程中的一次革命.因?yàn)橛辛诉@兩位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn),很快引發(fā)了硬盤的“大容量、小型化”革命,對(duì)筆記本電腦、MP3音樂(lè)播放器以及其他便攜式多媒體播放器的發(fā)展起到重要作用.其實(shí)早在1988年阿爾貝·費(fèi)爾和彼得·格林貝格爾就發(fā)現(xiàn),一些金屬的電阻會(huì)隨外加磁場(chǎng)的變化而變化,其中有些合金材料的電阻會(huì)隨著磁場(chǎng)急劇減少10倍以上,他們把這種電阻叫“巨磁電阻”.時(shí)隔19年,跨世紀(jì)以后,“巨磁電阻”效應(yīng)才為這兩位科學(xué)家贏得這份遲來(lái)的榮譽(yù).而費(fèi)爾的獲獎(jiǎng)感言竟是:“能夠看到我們的發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的威力實(shí)在是太棒了!”

的確,跟許多同樣有著偉大貢獻(xiàn)的科學(xué)家相比,能在不到20年里看到自己的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)可并廣泛應(yīng)用,他們真的算是幸運(yùn)的.

活動(dòng):請(qǐng)學(xué)生來(lái)談“物理學(xué)有用”這個(gè)話題以及對(duì)本節(jié)課的體會(huì).

小結(jié):物理學(xué)是非常有用的,我們?cè)趯W(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí),還要學(xué)習(xí)科學(xué)家執(zhí)著的精神和科學(xué)的探究方法.那么物理學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象并研究其規(guī)律的呢?我們下節(jié)課繼續(xù)學(xué)習(xí).

作業(yè):上網(wǎng)查找一位物理學(xué)家的生平簡(jiǎn)介或以《如果上海停電一天的話……》為題寫一篇小短文.

3 增值的分析

筆者在本節(jié)課教學(xué)中改變了以往那種平鋪直敘的泛泛講授,只選取電磁學(xué)的發(fā)展應(yīng)用為例來(lái)講授“物理學(xué)是有用的”.在課堂上對(duì)學(xué)生熟知的電的用途輕描淡寫,而將重心前移,讓學(xué)生設(shè)身在電磁學(xué)初創(chuàng)時(shí)期,在人類發(fā)明了伏打電池、發(fā)電機(jī)之初,評(píng)價(jià)電對(duì)當(dāng)時(shí)人類生活的作用.學(xué)生此時(shí)從“電原來(lái)對(duì)于普通人是沒(méi)什么用的”開始審視電的用途,這個(gè)特別的視角激發(fā)了學(xué)生的興趣,然后通過(guò)例舉之后的發(fā)明及背后的故事,學(xué)生在了解電磁學(xué)的發(fā)展應(yīng)用的歷史過(guò)程中,知曉它給人類生活帶來(lái)的巨大變革,并能意識(shí)到電學(xué)在未來(lái)還將有無(wú)限的發(fā)展前景.學(xué)生通過(guò)這個(gè)實(shí)例不但能深刻感悟到物理學(xué)是十分有用的,更重要的是學(xué)會(huì)用發(fā)展的眼光看待新生事物,樹立了正確的價(jià)值觀和科學(xué)思想,從而實(shí)現(xiàn)課堂的增值.