“多食合”在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用①

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(1. 西北師范大學(xué)教育學(xué)院，甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省甘南州合作藏族中學(xué),甘肅 甘南 747000)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》注重物理與生活的聯(lián)系,倡導(dǎo)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的理念。在藏族地區(qū)使用的人教版初中物理教科書(shū)中,很少有聯(lián)系生活在高原環(huán)境下的藏民獨(dú)特生活和文化的事例，為了使藏族地區(qū)初中物理教學(xué)緊密聯(lián)系實(shí)際,筆者以甘南藏族地區(qū)的“多食合”為例,研究特色生活資源在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用。

1 “多食合”簡(jiǎn)介

圖1

“多食合”也叫石炙肉,是流傳在藏族地區(qū)(尤其在牧區(qū))的運(yùn)用獨(dú)特方法烹飪的羊肉食品(如圖1)?！岸嗍澈稀睘椴匾糇g,意為燒石。其烹飪過(guò)程簡(jiǎn)單而環(huán)保,將洗凈的鵝卵石燒紅后,與切成小塊的鮮羊肉一同裝進(jìn)羊肚內(nèi),用細(xì)繩勒緊羊肚口,由于內(nèi)部空氣無(wú)法外泄,使得羊肚逐漸鼓起(有時(shí)需要放氣,以免爆開(kāi)),最終變?yōu)橐粋€(gè)近似的“橢球體”,用雙手將這個(gè)“橢球體”輕輕地在草地上來(lái)回滾動(dòng),使它的溫度逐漸降低,待羊肚癟回之后即可剖開(kāi)食用?！岸嗍澈稀碧N(yùn)含著許多物理學(xué)知識(shí),其烹飪過(guò)程涉及初中物理的物態(tài)變化、大氣壓強(qiáng)、內(nèi)能等知識(shí)。

2 “多食合”在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 汽化與液化

“多食合”與“汽化和液化”密切相關(guān),在烹飪“多食合”的過(guò)程中,羊肚內(nèi)部不斷發(fā)生水的汽化和液化,使得羊肉最終不被石頭烤焦,從外部可以聽(tīng)到“嘶嘶”或“噼啪”的聲音。羊肚最終也會(huì)變熟,是因?yàn)樵谒膬?nèi)表面發(fā)生了多次液化放熱現(xiàn)象?；谶@些現(xiàn)象,可將“多食合”應(yīng)用于該教學(xué)完成之后的課外實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)。

(1) 確立實(shí)踐活動(dòng)的目標(biāo):通過(guò)本次實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、觀察能力以及探究能力,學(xué)會(huì)記錄生活中的物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(2) 實(shí)踐活動(dòng)設(shè)置:聽(tīng)“多食合”內(nèi)部的汽化與液化聲響。

(3) 實(shí)踐活動(dòng)提示:①通過(guò)“聽(tīng)”想象羊肚內(nèi)部的汽化與液化;②重點(diǎn)分析羊肚內(nèi)部汽化吸熱和液化放熱過(guò)程;③要仔細(xì)觀察整個(gè)過(guò)程中各個(gè)部分的溫度變化情況;④和家長(zhǎng)一同完成實(shí)踐活動(dòng),并做記錄,注意安全!

(4) 實(shí)踐活動(dòng)的評(píng)價(jià):每位同學(xué)提交一份活動(dòng)報(bào)告,可以附視頻、圖片和錄音等資料。邀請(qǐng)物理教研組教師對(duì)此進(jìn)行評(píng)價(jià)。

說(shuō)明:在“汽化與液化”教學(xué)的課后作業(yè)環(huán)節(jié)探究“多食合”,有利于克服初中物理作業(yè)單一的不足,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,讓學(xué)生感受到物理是有用的。這里用“聽(tīng)”字來(lái)凸顯觀察方式的多樣性,讓學(xué)生知道觀察不僅僅局限于看,而且還要依賴(lài)聽(tīng)、嗅、觸等其他感知方式。實(shí)際生活中的汽化現(xiàn)象不易觀察,學(xué)生需要運(yùn)用抽象思維來(lái)認(rèn)識(shí)汽化與液化現(xiàn)象,這有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

2.2 大氣壓強(qiáng)

“大氣壓強(qiáng)”內(nèi)容涉及大氣壓強(qiáng)的存在、測(cè)量、變化和應(yīng)用。該內(nèi)容與生活緊密相連,生活中大氣壓強(qiáng)無(wú)處不在,但學(xué)生不一定意識(shí)到它的存在,要讓學(xué)生感知大氣壓強(qiáng),有必要引用學(xué)生身邊的生活實(shí)例。在“汽化與液化”教學(xué)中,學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)了解了“多食合”的烹飪過(guò)程中的汽化與液化現(xiàn)象。對(duì)于液體的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系,依然可以利用“多食合”來(lái)說(shuō)明?！岸嗍澈稀迸c高壓鍋原理具有相似之處,都是提高水的飽和蒸汽壓強(qiáng),以此提高水的沸點(diǎn)。因此,將“多食合”應(yīng)用于該課堂的導(dǎo)入環(huán)節(jié)和鞏固環(huán)節(jié)。

(1) 導(dǎo)入環(huán)節(jié)

師:大家知道水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)嗎?

生:知道,是100℃。

師:在“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”時(shí),我們卻發(fā)現(xiàn)水沸騰時(shí)的溫度沒(méi)有達(dá)到100℃,這是為什么呢?

生:因?yàn)槲覀冊(cè)诟咴?，這里海拔高。

師:是的,當(dāng)時(shí)我們就是這樣解釋的。那么,同學(xué)們有沒(méi)有辦法讓水的沸點(diǎn)升高呢?

生:……

師:其實(shí)我們的祖先早已有了辦法,那就是“多食合”!下面就讓我們通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)來(lái)了解“多食合”是怎樣升高水的沸點(diǎn)的。

(2) 鞏固環(huán)節(jié)

師:用壓力鍋煮飯有什么好處?為什么?

生:讓食物變得更熟,它通過(guò)增大壓強(qiáng)提高了水的沸點(diǎn)。

師:用普通的鍋或茶壺煮水,容器是開(kāi)口的,與大氣相通,水的沸點(diǎn)與大氣壓強(qiáng)相關(guān)?！岸嗍澈稀钡脑砼c壓力鍋相似,能否利用所學(xué)知識(shí)作出解釋?

生:“多食合”封閉了內(nèi)部空氣,像壓力鍋一樣增大了內(nèi)部壓強(qiáng)。

師:壓強(qiáng)增大,沸點(diǎn)隨之升高。為了更好地了解“多食合”,我們將壓力鍋與“多食合”進(jìn)行對(duì)比(用課件展示表1)。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),可以說(shuō)“多食合”就是高原上的壓力鍋!我們的祖先在海拔高、氣壓低的高原上,總結(jié)生活經(jīng)驗(yàn)、發(fā)揮聰明才智，創(chuàng)造出這種既方便又環(huán)保的烹飪羊肉方式,值得我們學(xué)習(xí)，請(qǐng)同學(xué)們向家人說(shuō)明“多食合”的原理。

表1

在“大氣壓強(qiáng)”教學(xué)中應(yīng)用“多食合”具有以下優(yōu)勢(shì)：(1) 將“多食合”融入課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),有助于增強(qiáng)學(xué)生的求知欲;(2) 導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)問(wèn)可以引領(lǐng)教學(xué)過(guò)程,與教學(xué)鞏固環(huán)節(jié)前后呼應(yīng);(3) 藏區(qū)很多學(xué)生對(duì)壓力鍋不甚了解,有的甚至從未見(jiàn)過(guò),“多食合”的原理與之相似,可以用來(lái)說(shuō)明壓力鍋的原理;(4) “多食合”既能說(shuō)明氣壓與水的沸點(diǎn)的關(guān)系,又能領(lǐng)略藏族先民的聰明才智和創(chuàng)造能力。

2.3 內(nèi)能

“內(nèi)能”一節(jié)教學(xué)內(nèi)容主要包括“內(nèi)能”和“內(nèi)能的改變”，其中“內(nèi)能改變的兩種途徑”分別與“汽化與液化”“大氣壓強(qiáng)”相關(guān),“多食合”的烹飪過(guò)程也可以應(yīng)用于內(nèi)能的教學(xué)。高溫的石頭將內(nèi)能帶進(jìn)羊肚,不斷向四周的羊肉放熱,使得羊肉和其周?chē)鷼怏w溫度不斷上升,再將這些熱量釋放到外界,羊肚的隔熱效果較好,所以釋放到外界的熱量比石頭所釋放的熱量少得多?？梢?jiàn),在此過(guò)程中發(fā)生了兩次熱傳遞。同時(shí),羊肚內(nèi)部空氣隨著溫度升高,其體積有所增大,即內(nèi)部空氣克服大氣壓強(qiáng)和羊肚的張力(它的彈性較好)對(duì)外做功,內(nèi)能減少。

完成內(nèi)能的概念等教學(xué)后,通過(guò)多媒體課件展示“多食合”的圖片。

師:燒紅的石頭溫度高嗎?內(nèi)能如何?

生:溫度很高,石頭具有很大的內(nèi)能。

師:把燒紅的石頭和濕漉漉的鮮羊肉一同裝進(jìn)羊肚,封住羊肚口,等過(guò)了一陣后,我們?cè)倨书_(kāi)它時(shí),石頭的溫度還那么高嗎?內(nèi)部有什么變化?

生:石頭的溫度沒(méi)有之前那么高了，羊肉熟了!

師:在平時(shí)煮飯的時(shí)候,只有不斷加熱才能使食物變熟。食物煮熟了說(shuō)明它的溫度升高了,即內(nèi)能增大了。請(qǐng)同學(xué)們思考生活中還有其他類(lèi)似改變內(nèi)能的例子嗎?

生:暖手寶，熱水杯燙手，用手摸冰……

師:以上實(shí)例總是涉及兩個(gè)物體,這兩個(gè)物體的溫度和內(nèi)能的變化有什么共同特征?

生:高溫物體溫度降低、內(nèi)能減小,低溫物體溫度升高、內(nèi)能增大。

小結(jié):不同溫度的物體接觸時(shí),它們之間會(huì)發(fā)生熱傳遞,通常我們把傳遞了的這部分能量叫做熱量,即高溫物體釋放了熱量,低溫物體吸收了熱量。

師:現(xiàn)在,哪位同學(xué)來(lái)給大家講講在“多食合”內(nèi)部,石頭和羊肉之間發(fā)生了什么?它們各自的內(nèi)能有什么變化?

引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用以上知識(shí)分析“多食合”內(nèi)能的減少過(guò)程。

小結(jié):熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能,傳遞的熱量越多,改變的內(nèi)能越大。

教師接著從摩擦生熱(生活實(shí)例)和壓縮生熱(演示實(shí)驗(yàn))兩個(gè)方面說(shuō)明對(duì)物體做功,可以增加物體的內(nèi)能。

師:再回憶“多食合”的烹飪過(guò)程,它有沒(méi)有對(duì)外做功呢?

生:有,它會(huì)鼓起來(lái)!

師:對(duì),羊肚鼓起來(lái)(有時(shí)還需要放氣)的過(guò)程中,對(duì)外做了功。請(qǐng)同學(xué)們分析一下,石頭的內(nèi)能是通過(guò)哪幾種途徑減少的?

生:是通過(guò)熱傳遞和做功兩種途徑減少的。

師:是的,我們的祖先在生產(chǎn)力水平很低的情況下,發(fā)揮聰明才智,克服高原氣壓低的環(huán)境條件,使羊肉變熟,值得我們借鑒。

將“多食合”應(yīng)用于“內(nèi)能”教學(xué)中,有助于加深學(xué)生對(duì)溫度、內(nèi)能和熱量等概念的認(rèn)識(shí)，有助于他們更好理解內(nèi)能改變途徑。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)“多食合”在“汽化與液化”“大氣壓強(qiáng)”以及“內(nèi)能”等教學(xué)內(nèi)容中以串聯(lián)方式進(jìn)行應(yīng)用,體現(xiàn)了物理知識(shí)的有序性和整體性,把同一實(shí)例充分應(yīng)用于不同知識(shí)的教學(xué)中,有利于提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力?！岸嗍澈稀弊鳛閷W(xué)生身邊的鮮活實(shí)例,它在教學(xué)中的應(yīng)用可提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng),促進(jìn)民族間相互交融和交流。因此,挖掘民族地區(qū)獨(dú)特的生活文化和生活習(xí)俗中的課程資源,并應(yīng)用于物理教學(xué)中,對(duì)提高民族地區(qū)物理教學(xué)質(zhì)量具有深遠(yuǎn)意義。