李燏成
摘 要:物理走向生活是學習物理的終極目標,也是理論聯(lián)系實際的必然要求。物理課堂生活化,在生活中發(fā)現問題,在生活中理解問題,在生活中解決問題,是突破物理教學難點的一種有效途徑。以幾個教學片段為例,試圖說明生活化的比喻在突破高中物理教學難點上的較好的功效。
關鍵詞:高中;物理教學;生活化比喻;教學難點
科學家們在向大眾闡述某些難懂的物理概念或是物理規(guī)律時,會避免一些專業(yè)術語,使用一些平實普通的語言來描述和講述。有些抽象難懂的物理理論,往往被物理學家們做了生活化的比喻,以便人們理解。比如,薛定諤在闡述量子狀態(tài)不確定性理論時,用“貓”作比喻,愛因斯坦在反駁該理論時,又說“上帝應該不喜歡擲骰子”。
物理教學中,也面臨怎樣向學生有效闡述一些難懂的概念、規(guī)律,或是一些復雜的物理情境的問題。這時,也可以借鑒科學家們的上述做法,應用生活化的比喻。
一、人驢之爭,比喻物體做曲線運動的條件
講授物體做曲線運動的條件時,教師只能反復強調,以加深學生記憶,但可靠性和實效性都相對較低。為此,可采用如下的授課過程。
師:一只驢在A處,想吃B處的胡蘿卜,會怎么走?
生:沿直線向B處走去。
師:這相當于驢的內在需求使驢獲得了一個由A指向B的初速度。如果你牽著驢,也想讓驢吃到胡蘿卜,你該怎么做?
生:向著B的方向牽驢。
師:最終驢到達B處,走過的路徑是怎樣的?
生:直線。
師:這就相當于給驢施加了一個由A指向B的拉力,由于速度方向與拉力方向在一條直線上,所以驢的軌跡也是一條直線。
師:如果你不想讓驢把胡蘿卜吃了,你會怎么做?
生:向AB的側向牽驢。
師:這時,就相當于給驢施加了一個不在AB方向的力,這種情況下,驢還能沿直線走到B點嗎?
生:不能。
師:那驢走過的路徑會是怎樣的?
生:曲線。
師:那大家總結一下驢走曲線的原因。
生:因為力的方向與速度的方向不在一條直線上。
上述過程,利用生活中的一個場景作為比喻,既可促進學生理解,又讓學生記憶深刻。
二、班級狀態(tài),比喻物質狀態(tài)
用分子的微觀理論解釋物質的不同狀態(tài)的原因,也是高中物理中的一個難點。可用以下方式來比喻。
如果把每一個學生都比作一個分子,那么,上課中受課堂紀律的約束,每個人都坐在固定的座位上,不能隨意走動,大家形成的空間形狀和體積是確定的,就如固體及固體內分子,分子雖然在其位置上可以振動,但是其位置卻是固定不變的,這就導致了固體具有一定的體積和一定的形狀,而不具有流動性。
體育課上,老師讓學生自由活動,每個同學受到的限制較小,沒有固定的位置,整個群體不會形成一個有序的隊形,但畢竟還要受體育課紀律的約束,所以他們雖自由但依然在操場這個有限的空間內活動,就如液體內的分子,由于分子間的相互作用力較微弱,每個分子都可自由運動,不具備固定的位置,所以液體無固定的形狀,但畢竟他們之間還有作用力存在,所以保證了每個分子基本不會脫離這個集體,所以液體具有固定的體積。
放假后,每個同學不再受學校紀律約束,在時間空間上都處于完全自由的狀態(tài),一個班級整體既無法確定空間形狀,又無法確定空間大小。正如氣體和它的分子們,分子間距很大,分子間幾乎無互相作用,每個分子完全不受約束,它們的運動達到了絕對的自由,因此氣體既無固定形狀,又無固定體積。
三、校長巡班,巧喻磁盤讀取信息
巧用生活化的比喻,也可幫助學生審題解題。如,某計算機的硬盤共有9216個磁道,每個磁道分成8192個扇區(qū),每個扇區(qū)可以記錄512個字節(jié),電動機使磁盤以7200r/min的轉速勻速轉動。磁盤每轉一圈,磁頭沿半徑方向跳動一個磁道,則不計磁頭轉移磁道的時間,計算機1s內最多可以從一個硬磁盤面上讀取多少個字節(jié)?
該題題目冗長,學生對計算機讀寫磁盤的原理不清楚,解題時困難較大,用以下方式可降低難度。
如果把磁盤比作學校,那么每個字節(jié)可比作一個學生。學校中的學生首先分為幾個年級,然后再把年級分為多個班級,磁盤的信息存儲空間也是一樣,先分為多個磁道,把每個磁道再分為很多扇區(qū)。校長巡視學生,首先從高一年級開始,依次是1班,2班……直至完畢,然后再到高二年級,依次這樣,最終可以巡視完全校的每個同學。這樣,就相當于某學校有9216個年級,每個年級有8192個班級,每個班級有512個學生,校長每分鐘可以巡視7200個年級,那么校長在1s內可以巡視多少個學生?這時,學生可以很輕松地解決了題目中的問題。
實踐中發(fā)現,這種生活化的比喻可以有效降低物理學科的專業(yè)難度,使學生認知過程達到了較高的內化程度,可以有效拓展學生思維,引發(fā)學生聯(lián)想,培養(yǎng)學生形象思維,活化學生的思維模式。
生活化的比喻源自于“類比”,但效果優(yōu)于“類比”?!邦惐取蓖悄撤N學科內的兩種相近概念或是相近原理的比照,“類比”的效果雖好,但容易讓學生在認知過程中產生負遷移(干擾),從而會導致知識異化的狀態(tài)產生。生活化的比喻,采用對照的主體和客體之間差異巨大,但有共性特點。因此,教師在面對普通學生時,應該有意識地積累總結合適的比喻的主、客體的相關素材,以便在課堂上突破疑難知識點。
編輯 趙飛飛