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        在天體運(yùn)動中尋找“萬有引力”的身影
        ——“萬有引力定律”教學(xué)談

        2016-03-02 02:47:16張志榮
        新課程(下) 2016年1期
        關(guān)鍵詞:高中物理情境學(xué)生

        張志榮

        (甘肅省徽縣第一中學(xué))

        在天體運(yùn)動中尋找“萬有引力”的身影
        ——“萬有引力定律”教學(xué)談

        張志榮

        (甘肅省徽縣第一中學(xué))

        高中物理“萬有引力定律”的重點(diǎn)是萬有引力定律的理解及應(yīng)用,那么,教師該如何引領(lǐng)學(xué)生去尋找“力”的身影、探索“力”的大小、獲得“力”的感性認(rèn)識呢?我認(rèn)為,少一些單項(xiàng)灌注,多一些情境設(shè)置;少一些機(jī)械重復(fù),多一些新穎個(gè)性,少一些空的理論,多一些建模過程,以此創(chuàng)設(shè)新穎、多元和高效的高中物理學(xué)習(xí)新時(shí)空。

        一、少一些單項(xiàng)灌注,多一些情境設(shè)置

        “萬有引力”牽扯到地球、月球、太陽等多個(gè)天體運(yùn)動,如何沿著牛頓的足跡,帶領(lǐng)學(xué)生在現(xiàn)有知識的狀態(tài)下,重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律,緊靠一張嘴巴、一支粉筆,緊靠教師的單項(xiàng)灌注是不夠的。創(chuàng)設(shè)一些新穎、個(gè)性、具體的情境,才能長久地吸引學(xué)生的注意力,才能在“萬有引力”的世界中盡情翱翔、盡情收獲。

        比如,在教學(xué)伊始,可以通過多媒體課件展示:畫面1:八大行星圍繞太陽運(yùn)動;畫面2:月球圍繞地球運(yùn)動;畫面3:人造衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動;畫面4:地面上的人向上拋出物體,物體總落回地面。

        在課堂中,通過PPT課件展示“第一個(gè)稱量地球的卡文迪許”的事跡,通過“卡文迪許實(shí)驗(yàn)”,讓學(xué)生通過“扭轉(zhuǎn)角度由通過光標(biāo)的移動”,直觀地感受物體間的萬有引力,以此跨過時(shí)間的長河,感受那個(gè)“開創(chuàng)了測量弱力的新時(shí)代”。

        課末,動態(tài)演示“假如沒有了萬有引力,一切物質(zhì)都將飛散到宇宙之中的科幻畫面”。

        二、少一些機(jī)械重復(fù),多一些新穎個(gè)性

        幾乎每一節(jié)公開課都繞不開“一只歷史上最著名的蘋果落下來打在牛頓的頭上”的故事,年年歲歲花相似。偏偏有一個(gè)教師舍棄“蘋果故事”,從牛頓的“日記”開始:

        我不知道世人怎樣看我,但我自己以為我不過像一個(gè)在海邊玩耍的孩子,不時(shí)為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜,至于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理海洋,卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。

        這樣的“開頭”比之“蘋果故事”更有吸引力:原來牛頓竟是那么謙遜,但又是那么好奇;深感自己的渺小,但卻又那么的自信,但就在這樣的過程中,他發(fā)現(xiàn)了另一片更大的、更鮮活有力的世界,同時(shí)也成就了一個(gè)最精彩的自己。

        三、刪除一些“假大空”的理論,新添一些建立物理模型的過程

        就“萬有引力定律”而言,其中的理論多多,比如:行星為何能圍繞太陽做圓周運(yùn)動?月球?yàn)槭裁茨車@地球做圓周運(yùn)動?……與其反復(fù)給學(xué)生闡述這些理論,不如多一些課件展示,動態(tài)演示衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的畫面,然后啟發(fā)學(xué)生積極思考、大膽猜想。學(xué)生有可能提出下列方案:

        (1)用天平(或秤)稱量:因?yàn)榈厍虻馁|(zhì)量十分大,用天平(或秤)根本無法稱量;

        (2)根據(jù)公式m=pv計(jì)算地球的質(zhì)量:地球的體積可以知道,但地球的密度不均勻,故此法也無法測出地球的質(zhì)量;

        (3)用萬有引力定律計(jì)算。

        在學(xué)生反復(fù)談?wù)摰幕A(chǔ)導(dǎo)航啟發(fā)學(xué)生自己總結(jié)得出:應(yīng)選定一顆繞地球轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星,測定衛(wèi)星的軌道半徑和周期,利用公式求出地球質(zhì)量。在自主、合作、探究的氛圍中,學(xué)生的思路漸漸明晰:在研究天體的運(yùn)動問題中,我們近似地把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動看作勻速圓周運(yùn)動,萬有引力提供天體做圓周運(yùn)動的向心力,人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)前面學(xué)習(xí)的圓周運(yùn)動的知識,結(jié)合牛頓運(yùn)動定律來解答。

        不難發(fā)現(xiàn),這個(gè)過程就是一個(gè)幫助學(xué)生建立物理模型的過程,物理建模能力是學(xué)生應(yīng)該具備的一種能力,模型思想需要師生雙方不斷地用心感悟,不斷經(jīng)歷“問題情境—建立模型—求解驗(yàn)證”之過程逐步積累經(jīng)驗(yàn),掌握建模方法,逐步形成運(yùn)用模型去進(jìn)行物理思維的習(xí)慣。

        總之,只要教師引領(lǐng)得法,悉心創(chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理的“內(nèi)環(huán)境”和“外環(huán)境”,那么,學(xué)生的潛能、思維和能力必將得到最大的鍛造和開發(fā)。但愿師生能夠開啟真正學(xué)習(xí)高中物理課程的興趣大門,也但愿這扇門通向?qū)W生豐富的內(nèi)心,通向物理學(xué)的廣闊原野,通向豐富多彩的現(xiàn)實(shí),也通向多彩多姿的未來。

        ·編輯 溫雪蓮

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