論物理課堂教學(xué)的“舉例”

字號:

在物理教學(xué)中,無論是物理概念的引入,還是物理規(guī)律的建立,都需要教師針對教學(xué)內(nèi)容的實際進行“舉例”?!芭e例”,是理解、應(yīng)用物理概念、規(guī)律的“階梯”;“舉例”,能使課堂教學(xué)氣氛活躍,加深學(xué)生的印象,并且起到降低教學(xué)難度的效果。因此說,恰當(dāng)?shù)摹芭e例”,常常是課堂教學(xué)的“點睛之筆”,往往給學(xué)生“忽如一夜春風(fēng)來,千樹萬樹梨花開”的感覺。
    然而我們發(fā)現(xiàn),在物理課堂教學(xué)中,很多教師的“舉例”卻缺少應(yīng)有的風(fēng)采,具體表現(xiàn)為:他們的“舉例”往往是照本宣科,基本上按照教材上的例子來講解。雖然也講得抑揚頓挫,聲情并茂,但由于學(xué)生已從課本上了解了這些實例,因此,就使得“舉例”的效果大打折扣。
    我們認為,物理課堂教學(xué)中的“舉例”具有不可忽視的教育價值。它是連接物理理論與實際的一個“橋梁”,是啟發(fā)學(xué)生思維的一把“金鑰匙”。所以,在物理教學(xué)中,加強對“舉例”的研究,對于物理教學(xué)具有不可忽視的重要意義。
    一、“舉例”要新穎典型
    我們知道,許多物理概念和規(guī)律都是從大量具體事件中抽象出來的。因此,在教學(xué)中,就必須重視感性認識。為了使學(xué)生在感性認識的基礎(chǔ)上進行分析,教師就必須從有關(guān)概念和規(guī)律所包含的大量事例中,精選出那些包括主要類型的、本質(zhì)聯(lián)系明顯的新穎、典型的事例來進行教學(xué),才能收到預(yù)期的效果。
    例如,進行“壓強”概念的教學(xué)。教材上給出的事例往往局限于人用手按圖釘、履帶拖拉機、火車的鐵軌鋪在枕木上等等,如此而已。缺乏新穎性,很難使學(xué)生的思維由“基態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”。我們在教學(xué)中結(jié)合樓房地基的開挖,向?qū)W生介紹“壓強”概念,取得了很好的教學(xué)效果。
    現(xiàn)代生活中,樓房越建越高,樓房的重量也就越來越大。如何來解決這個問題?當(dāng)樓房比較低時(比如5層以下),人們往往采用把地基挖深一些,地基比樓房的墻體厚度寬上幾倍就可以了(增大底面積、減小壓強)。如圖1。
    如果樓房比較高時(比如5~10層),這時,人們往往采用“箱形地基”來解決問題。即除了把地基挖深一些,還把樓房的整個底面積都作為地基(進一步增大底面積,減小壓強)。如圖2。
           
    如果樓房再高(比如10層以上),這時,人們除了采用“箱形地基”外,還采用“打樁”的方法來增大底面積,減小壓強。如圖3。
              
    所謂打樁,是指在地基處向下打人幾百根水泥柱,靠水泥樁與周圍泥土的摩擦力來支持樓房的重量。
    比如我們學(xué)校正在施工的15層大樓,每根水泥柱的直徑為60cm,深度為12m,共有825根樁。根據(jù)圓柱體的表面積公式可得每個水泥樁的表面積為S=2×3.14×0.3×12=22.6m2,那么全部水泥樁所增加的表面積就為S=22.6×825=18645m2,從而減小了壓強。
    由于目前城鄉(xiāng)樓房的建設(shè)非常普遍且地基建設(shè)持續(xù)時間較長,可以給學(xué)生提供充裕的時間來觀察,所以,這樣的例子很好印證。
    理論和實踐都證明:教師必須審慎而細心地選擇有關(guān)的新穎事例并加以恰當(dāng)?shù)慕M織,才能使學(xué)生在形成概念和規(guī)律過程中少走彎路,從而順利地理解它的本質(zhì)。
    二、“舉例”要生動有趣
    學(xué)生掌握知識、發(fā)展能力是一個由感性認識到理性認識,再由理性認識到實踐的兩個“飛躍”的能動過程。在這個過程中,如果不讓學(xué)生親自對感性材料下一番加工的功夫,就不可能順利地完成這兩個“飛躍”,認識能力也就不會得到發(fā)展。這其中,教師提供給學(xué)生的感性材料(例子)就必須生動有趣。
    例如,講“浮力”時,教材上舉出的例子往往是船、木塊能浮在水面上,浸沒在水中的皮球。乒乓球能浮上來,缺乏趣味性。我們在教學(xué)中結(jié)合兒童吃膠襄藥物,向?qū)W生介紹了浮力這一概念。
    通常人們吃藥片時,往往是把藥片放進嘴里喝一口水,然后再仰頭咽下藥片。3~7歲的兒童在吃帶膠襄的藥物(如阿莫西林膠襄)時,也是先把膠襄放進嘴里,喝一口水然后仰頭咽膠襄。出乎意料地是,絕大部分兒童反映咽不下去,他們說膠襄向上“跑”。這說明膠襄在水中受到了一個向上的浮力。怎么辦呢?有同學(xué)提出,把膠襄掰開,讓兒童吃其中的藥粉即可。但是,這是不對的,因為膠襄類的藥物往往味道很苦,兒童拒絕服用。且直接服用又會造成兒童嘔吐。
    好的辦法是,服用這類藥物時,讓兒童低頭咽膠襄。道理在于:當(dāng)兒童低頭時,其喉嚨在口腔中水的上方,此時膠襄在水中仍受到一個向上的浮力,當(dāng)膠襄到達喉嚨時,兒童稍一用力便可將膠襄服下。兒童非常樂意用此方法服用膠囊類藥物。
    一般來說,學(xué)生對浮力的感性認識是較為豐富的。但是,他們平常既沒有對這些問題進行過仔細的觀察,更沒有進行過分析。在教學(xué)中,教師及時提出生動有趣的例子,就會迫使學(xué)生進行思考,這是“飛躍”的前提。而要實現(xiàn)“飛躍”,又必須讓學(xué)生積極參與討論,教師切不可包辦代替,只有如此,才能使學(xué)生的認識能力得到發(fā)展。
    三、“舉例”要出人意料
    物理概念和規(guī)律是人腦對物理現(xiàn)象和過程等感性材料進行“科學(xué)抽象”的產(chǎn)物。在“科學(xué)抽象”中,要把感性材料中有聯(lián)系的和毫無聯(lián)系的因素,把重要的、典型的東西和次要的、非典型的東西,把深刻的東西和表面的東西,把本質(zhì)的東西和非本質(zhì)的東西仔細區(qū)別,從而突出本質(zhì),摒棄非本質(zhì),才能使學(xué)生正確地形成概念。掌握規(guī)律。
    比如,講“對流”現(xiàn)象時,教材上有一道這樣的習(xí)題。如圖4。窗子下面是北方房間里冬季供暖用的暖汽片。有人想把它移到窗子上面,使房間寬敞些。你認為他的想法有什么利弊,說明你的理由。
            
    對于這個問題,學(xué)生一般都能回答。把暖汽片移到窗子上可節(jié)省空間,但熱空氣在上部,不易形成對流,因此,使房間里的空氣變暖要很長時間。
    從這一問題出發(fā),我們向?qū)W生提出另外一個問題。如果是夏天安裝窗式空調(diào),應(yīng)裝到窗子上端還是裝到窗臺上?
    大多數(shù)學(xué)生回答道,應(yīng)該裝到窗戶上端。這樣冷空氣下降,熱空氣上升,容易形成對流,致冷效果好。
    進一步,我們就這一問題舉出日常生活中的事例。事實上,大部分窗式空調(diào)是裝在窗臺上,為什么?
    初看到這種情況時,我們還嘲笑那些住戶不懂“物理”,連對流現(xiàn)象都不懂??墒怯幸惶?,我們突然發(fā)現(xiàn)這種觀點是錯誤的。
    如果你在一個窗式空調(diào)裝在窗臺上的房間里站在床上向上伸直胳膊,你就會發(fā)現(xiàn),胳膊上某一個位置以下感覺是涼的,某一個位置以上是熱的。
    原來,窗式空調(diào)裝在窗臺上有它的妙處。由于空調(diào)裝的低,房間下部大約2m高是冷空氣層,而2m以上則是熱空氣層。而人在房間的活動都在2m以下。所以,這樣裝空調(diào)更節(jié)省能源。
    這樣給學(xué)生舉例,既出乎學(xué)生的意料之外,又在情理之中。它對學(xué)生的有益啟迪在于:物理學(xué)是一門理論聯(lián)系實際的科學(xué)。把物理的理論應(yīng)用于實踐,必須要與實際結(jié)合起來。
    經(jīng)過窗式空調(diào)安裝的舉例,學(xué)生普遍反映,對于對流現(xiàn)象的理解非常透徹。