解析生活中的物理现象用兴趣激发学生积极学习物理

爱因斯坦说过:兴趣是最好的老师。而对于刚刚接触到物理这门学科的初中学生来说,首先需要的便是兴趣。因为在人们的印象中,数理化等理科学科是最枯燥乏味且难学的学科,而物理更是往往被认为是“最中之最”,是“最最”玄妙、“最最”难学的学科。而在现实的教学过程中的情况也正是如此:学生普遍感觉物理难学,学习兴趣低下,物理也是很多学生总成绩“拖后腿”的学科。作为一名长年战斗在教学一线的教师,本人对这一点深有体会。但究其原因,本人认为并不在于物理学科本身,而是在于我们在教学过程中的教学方式。教学效果之所以会不理想,其中一个首要的原因就是教学与学生的实际生活脱节,所讲授的空洞的物理规律并不能引起学生的情感体验,因而不能激发学生学习的兴趣,学习的效果当然也就不理想。

“知识来源于实践”先哲马克思说。知识的获得就是人类对于生活经验进行分析归纳、总结、推理的结果。因此,教师在教学设计上需要从人类认知特点出发,从感性认识入手,为学生提供真实、生动的情景,在教学中多多解析一些生活中的物理现象,创设一些与学生生活紧密相联的教学情境,引导学生在熟悉环境中对生活实例进行分析,在生活中发现有需要学习的物理规律,才能实现从原始的感性认识上升到理性认识,在课堂教学中实现从实践到知识的第一次飞跃。当然,也只有这样,才能激发起学生学习的兴趣,从而提高其学习的积极性和主动性。

其实物理学并非一门很玄妙的学科,它只是人们对于自然以及社会生活等诸多现象的理论解释,其真正根源就在于我们的生活。物理对于我们来说并不遥远,大至宇宙星辰,小至我们生活的每个小细节,无时无刻不在发生种种的物理现象。而且随着科技的发展,人类发现的物理规律也越来越多的被利用到人类生活的各个领域。物理不仅仅存在于物理学家的身边,物理也存在于我们每一位同学们身边。为什么大型拖拉机和坦克都要安装上履带?为什么自行车的车轮外胎及钢丝钳口上要有花纹?保温瓶为什么既能保持物体“高温”,又能保持物体的“低温”?这些问题,在学习物理的过程中都能找到答案。而这些问题,也只是学生们感兴趣、想知道的问题。教师通过对这些现象的解析,不仅能够让学生了解到很多物理学的知识,更能激发学生学习的兴趣,从而促使他们带着求知的渴望进入物理的世界。

而至于在具体的教学过程中,究竟应该怎样从生活中挖掘现象呢?本人的观点是,越贴近日常生活的越好,越符合初中学生知识层面的越好。在日常生活中的,能够经常被同学们观察到、体验到,并且与他们现阶段能够掌握和需要掌握的物理知识相关的现象,就是最好的素材。例如在我们生活中最基本的“衣食住行”之中,就蕴藏着许多物理学的“小秘密”。

一、厨房里的物理知识

引导学生认真回忆和观察厨房里各种炊具,以及做饭、做菜等过程中发生的各种现象,解析这些现象中蕴含的物理规律。

(一)与电学知识有关的现象

能量转化:电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能;排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染,其加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶等)通过燃料燃烧放出热量,将化学能转化为内能。

(二)与力学知识有关的现象

1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。

2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强,因而能够锋利的切入食物。

3、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦,从而便于提握。

4、往保温瓶里倒开水,根据声音就能知道水位高低。因为水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调也就升高。

5、磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口磨不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高。

(三)与热学知识有关的现象

1、热胀冷缩与热传递:

(1)锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。

(2)滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。

(3)往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。

(4)炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。

(5)冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。

(6)冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。

(7) 煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。

2、与物体状态变化有关的现象

(1)液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的;使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧。

(2)烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量(液化热)。

(3) 用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度。

(4)(夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,这正是下雨的前兆。

(5)煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后,用小火保持水沸腾就行了。

(6)油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。

二、汽车上的光学知识

引导学生观察现代生活必不可少的一样交通工具——汽车,从这个同学们,特别是男同学们都非常感兴趣的物体上,学习我们的物理知识。

(一)汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜

利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,从而保证行车安全。

(二)汽车头灯里的反射镜是一个凹镜

它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。

(三)汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩

汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。

(四)轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔

茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。

(五)除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的

当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在车的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。

当然,这样的例子比比皆是、举不胜举。本文紧从日常生活中的两个小观察点出发,就发现了如此多的有趣的物理现象。这充分证明了前文所阐明的,物理并不远离于我们的生活,而就在我们生活当中的观点。但我们现在往往面临的问题是:谈到物理,学生普遍觉得很难;谈到物理探究,学生更是觉得深不可测;谈到物理学家,同学们更是觉得他们都天才。其实这些都是对物理与生活的密切联系认识不足的结果。虽然成为物理学家的人的确是凤毛麟角。但从上文的举例中不难看出,其实只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,你就会发现:其实,物理知识就在身边。众所周知,即使是那些伟大的物理学家的伟大物理发现,也都是对于生活中发生的现象提炼的结果。一颗苹果“砸”出了牛顿的万有引力规律,厨房的热水壶启发了卡特发明蒸汽机,勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣的日子,冒着生命危险,利用风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针……研究身边发生的现象而作出大成就的物理学家事例不胜枚举。

当然,我们并不要求每个学生都要成为物理学家,这里举出物理学家们的事例,旨在进一步强调物理与人类生活的密切性,强调学习物理应该关注生活中发生的现象。其实物理并不仅仅是在物理学家的生活中,也在我们每个人的生活中。因为在物理学家成为物理学家之前,他们也只是跟我们一样的平凡人。物理就在我们每个学生的生活中,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易。教师在教学的过程中,要时时留意,时常总结,不断发现有利于物理教学的生活现象,通过解析这些现象丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。

新课标要求:“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。” 对于这个要求,教学一线的教师需要身体力行。通过向学生解析生活中的各种有趣的现象,培养学生“见物思理”的学习意识,树立一种开放的、立体的教育视野和课程理念,努力将课堂教学与生活联系起来。那么,我们的物理课堂就会更加鲜活,更加富有生命力。通过拉近物理与生活的距离,使学生真正体验到物理的应用和价值,体验到自己所学习的不仅是“文化课程”更是“生活课程”从而在最大限度内激发学生的学习兴趣,从而全面提高教学效率。

(作者简介:胡环飞,男,土家族,大专学历,现就职于湖北省恩施土家族苗族自治州咸丰县高乐山镇初级中学。)