王青青　王林

摘? 要 學(xué)生難以在現(xiàn)實(shí)生活中觀察到分子，成為學(xué)習(xí)分子熱運(yùn)動的障礙。結(jié)合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)，在教學(xué)過程中貫徹直觀性原則，可以幫助學(xué)生克服這一障礙。直觀的手段多樣化，除實(shí)物直觀、模型直觀、語言直觀外，還要重視學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)課程內(nèi)容特點(diǎn)，提出在分子熱運(yùn)動教學(xué)中貫徹直觀性原則的三種觀點(diǎn)：累積事實(shí)材料，攻克心理關(guān);借助微課，攻克實(shí)驗(yàn)關(guān);利用學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)類比認(rèn)識，攻克理解障礙。

關(guān)鍵詞 分子熱運(yùn)動;直觀性原則;微課;物理教學(xué)

中圖分類號：G633.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）01-0107-02

1 引言

“分子熱運(yùn)動”是人教版初中物理十三章“內(nèi)能”的第一節(jié)內(nèi)容。在這節(jié)課之前，初中物理八年級上下冊所學(xué)內(nèi)容均貼近學(xué)生生活實(shí)際，有著大量的感性材料作為學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。但是分子熱運(yùn)動涉及的是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)以及組成物質(zhì)的分子的理論，學(xué)生難以在現(xiàn)實(shí)生活中觀察分子，可以說“分子”讓學(xué)生望而生畏。上好這節(jié)課的難點(diǎn)就在于如何讓學(xué)生盡可能直觀地、正確地認(rèn)識和理解分子動理論的三個基本觀點(diǎn)，能從微觀層面解釋一些生活中的現(xiàn)象。

物理教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生對事實(shí)材料的直觀感知越豐富，表象越清晰，認(rèn)識就越深刻，形成的概念也就越牢固、越準(zhǔn)確，因此，物理教學(xué)必須貫徹直觀性原則[1]。直觀性原則是指教師在課堂教學(xué)中運(yùn)用各種直觀性手段，引導(dǎo)學(xué)生感知所學(xué)的對象，獲得具體而明確的表象，為理解教材、掌握概念打下基礎(chǔ)[2]。直觀的手段可以多樣化，包括實(shí)物直觀、模型直觀、語言直觀。語言直觀是指教師用語言的描述和生動的比喻使深奧的道理淺顯化[1]。語言直觀利用的是學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，這與第斯多惠強(qiáng)調(diào)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)異曲同工[3]。結(jié)合課程內(nèi)容特點(diǎn)以及初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，基于直觀性原則，從三個角度攻克這一難點(diǎn)：聯(lián)系生活實(shí)際以及演示、分組實(shí)驗(yàn)累積事實(shí)材料，攻克心理關(guān);借助微課，攻克實(shí)驗(yàn)關(guān);利用學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)類比認(rèn)識，攻克理解障礙。

2 了解物質(zhì)的構(gòu)成

初中階段一般是思維由經(jīng)驗(yàn)型向理論型的發(fā)展期，該階段學(xué)生的思維處于從具體形象思維向抽象思維過渡的階段。初中生易動感情，情緒波動較大，物理學(xué)習(xí)順利時積極性高，但稍遇困難便會產(chǎn)生消極情緒[4]。所以在教學(xué)中要多由常見的學(xué)生體驗(yàn)豐富的生活情境出發(fā)，零起點(diǎn)教學(xué)，遵從循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。

物質(zhì)的構(gòu)成是這節(jié)課的基礎(chǔ)，在引入新課時要能夠激發(fā)學(xué)生思考，領(lǐng)悟到物質(zhì)是由肉眼看不見的微小物體構(gòu)成的。首先，列舉生活中常見的能引起學(xué)生共鳴的例子，如經(jīng)過火鍋店門口會聞到火鍋的香味，家里做飯會聞見飯菜的香味，提前在教室的地面上撒上花露水，讓學(xué)生聞到花露水的味道……累積事實(shí)經(jīng)驗(yàn)之后要進(jìn)行有效提問，引發(fā)學(xué)生思考：為什么看不到有東西進(jìn)到鼻子里，卻能聞到物體的味道？這是因?yàn)橛幸环N肉眼看不見的東西進(jìn)入鼻腔。再利用學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)室用顯微鏡觀察過植物細(xì)胞，或用顯微鏡放大原理觀察肉眼看不見的微小物體的經(jīng)驗(yàn)，說明現(xiàn)實(shí)生活中存在很多肉眼看不見的物質(zhì)。

雖然能看見洋蔥實(shí)物，但用光學(xué)顯微鏡才知道洋蔥是由洋蔥細(xì)胞組成的，如圖1所示。如果用放大倍數(shù)更高的顯微鏡，是否可以看到組成物質(zhì)的更小微粒呢？拋出這個問題之后，最好能讓學(xué)生直觀觀察到物質(zhì)確實(shí)由肉眼看不見的微小物體組成。由于分子尺度較小，肉眼和光學(xué)顯微鏡都不可見，而大多數(shù)中學(xué)未配備電子顯微鏡，因此，為了讓學(xué)直觀觀察，可采用微課的形式[5]。如播放金原子在光學(xué)顯微鏡下的圖像視頻（圖1）、電子顯微鏡下的水分子等，從而讓學(xué)生直觀感知物質(zhì)是由分子和原子組成，并強(qiáng)調(diào)分子的尺度。

3 認(rèn)識擴(kuò)散現(xiàn)象及其本質(zhì)

擴(kuò)散現(xiàn)象在生活中非常普遍，固體、液體、氣體都可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。為了讓學(xué)生建立起擴(kuò)散現(xiàn)象的準(zhǔn)確概念，必須排除無關(guān)因素，而實(shí)驗(yàn)演示就可以控制無關(guān)變量，探究事物本質(zhì)。所以分別通過實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生直觀觀察到氣體、液體、固體的擴(kuò)散現(xiàn)象。人教版初中物理教材采用氮?dú)夂涂諝獾臄U(kuò)散實(shí)驗(yàn)、藍(lán)色硫酸銅溶液和水的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)來演示氣體和液體之間的擴(kuò)散現(xiàn)象。由于硫酸銅溶液與水之間的擴(kuò)散、固體的擴(kuò)散需要較長時間，可用微課代替。生動的直觀要過渡到抽象的概括[1]，每個演示實(shí)驗(yàn)都要讓學(xué)生準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并結(jié)合“物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的”解釋擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種不同物質(zhì)的分子相互進(jìn)入對方的現(xiàn)象。擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動，分子之間存在間隙。

如通過無風(fēng)時噴香水，各個方向能聞到香水味的擴(kuò)散現(xiàn)象，說明香水分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動;擴(kuò)散過程中香水分子相互進(jìn)入空氣中，說明構(gòu)成物質(zhì)的分子之間是存在間隙的，所以擴(kuò)散的快慢與分子運(yùn)動的快慢以及分子間隙大小有關(guān)。對于擴(kuò)散的本質(zhì)，大多數(shù)學(xué)生難以理解。筆者采用類比法，用踢足球的例子來說明，將兩隊(duì)足球運(yùn)動員比作兩種不同物質(zhì)的分子，正是由于球員的運(yùn)動以及對方球員之間有很大的空隙，兩方球員才混合在一起（如圖2所示），以此使學(xué)生理解分子能相互進(jìn)入對方，正是由于分子不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動以及分子之間有間隙。

這部分分子熱運(yùn)動是重點(diǎn)，在學(xué)生知道了分子熱運(yùn)動的定義后，為了讓他們理解分子熱運(yùn)動與溫度有關(guān)，采用將等量的墨水滴入等量的熱水和涼水，觀察哪個更早擴(kuò)散均勻的方法，讓學(xué)生直觀感受，得出溫度影響擴(kuò)散的快慢，即影響分子運(yùn)動的快慢，所以稱分子的無規(guī)則運(yùn)動為分子熱運(yùn)動。

4 理解分子間相互作用力

既然分子在不斷做無規(guī)則運(yùn)動，為什么分子沒有完全散開，而是構(gòu)成物質(zhì)如金屬、水等？由此引入分子之間存在引力。為了讓學(xué)生感受分子之間的引力，教材采用打磨光滑的鉛塊吸引在一起的實(shí)驗(yàn)來說明。為什么只有打磨光滑的鉛塊才能相互吸引，而粗糙的鉛塊表面不能相互吸引呢？由此解釋分子間距離太大時，分子間作用力極其微弱;分子間距離較近時，才會表現(xiàn)出明顯的分子引力。也可用中間有棉線格擋的金屬線圈覆上肥皂水這一裝置進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，說明水膜中的分子之間存在相互吸引力，如圖3所示。

由液體、固體難以壓縮，引出分子之間存在斥力。為了讓學(xué)生直觀感受分子之間存在斥力，可以用醫(yī)用針管壓縮水來演示，說明水分子之間存在斥力。固體很難被壓縮，也說明分子之間有斥力?？捎脧椈傻膹椓眍惐确肿又g的引力與斥力，如圖4所示，學(xué)生更易理解。

5 結(jié)語

在直觀性原則指引下，新課引入環(huán)節(jié)主要通過累積事實(shí)材料，幫助克服心理關(guān)，一定不能在學(xué)生面前說難;學(xué)習(xí)物質(zhì)的組成時，類比洋蔥和洋蔥細(xì)胞，讓學(xué)生思考如果用放大倍數(shù)更高的顯微鏡，是否可以看到組成物質(zhì)的更小微粒;認(rèn)識分子和原子，做液體和固體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)時，可利用微課彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，讓學(xué)生直觀觀察金原子、水分子以及液體、固體的擴(kuò)散現(xiàn)象，理解擴(kuò)散現(xiàn)象的定義及其本質(zhì);用兩隊(duì)足球運(yùn)動員類比兩種物質(zhì)分子，用彈簧彈力類比分子間引力、斥力，加深學(xué)生對擴(kuò)散的本質(zhì)以及分子間作用力的理解。文中所用到的方法在教學(xué)實(shí)踐中試行并收到良好的效果，希望能為教師教學(xué)提供參考。

除實(shí)驗(yàn)直觀、語言直觀外，還可以利用模型直觀輔助教學(xué)。如用Flash動畫做出氣體、液體、固體擴(kuò)散的微觀模型，幫助學(xué)生理解。直觀只是手段而不是目的。因此，物理教學(xué)中運(yùn)用直觀教學(xué)時，要有意識地引導(dǎo)學(xué)生通過分析、比較、抽象、綜合、推理等思維活動對直觀對象作定向的理解，揭示事物的本質(zhì)，上升到理論，同時發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力[1]。■

參考文獻(xiàn)

[1]朱鐵成.物理課程與教學(xué)論[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2010：74-75.

[2]顧明遠(yuǎn).教育大辭典[M].上海：上海教育出版社，1998.

[3]吳惠玲.直觀性原則的探析[J].科技視界，2012（26）：128-129.

[4]王較過.中學(xué)物理教材研究與教學(xué)設(shè)計(jì)[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，2014：80-82.

[5]黃德.微課教學(xué)應(yīng)用于中學(xué)物理的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2016，13（29）：156-157.