在物理热学教学中注入人文生活元素

符伟成

(东莞市厚街中学 广东 东莞 523962)

高中物理新课程标准的课程总目标是：学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势[1].物理学是与人类生产和生活最为密切的科学，物理来源于生活，那么我们的物理教学应加强物理与实际生活的联系，让物理知识真正走进生活.教师要紧密联系学生的生活环境，从学生的经验和已有的知识出发，平时注意观察生活现象，有意识积累生活、生产中与物理有关的素材，创设生动的物理情境，对于生活中我们熟知的一些现象和器具要注意观察，搞清它们所蕴含的物理知识，在生活中学习物理.

下面以学习热学知识为例，把热学教学的几个片段与大家分享.

1 利用生活现象 激发学生学习的兴趣

美国心理学家布鲁纳说过：“学习最好的刺激乃是对所学学科的兴趣.”兴趣是人积极探索某种事物的认识倾向，是人们认识需要的情绪表现.兴趣可以调动学生的主观能动性，使学生集中精力去获取对某种事物的认识，是学习的强大动力.热学的知识枯燥，要做到让学生对热学的知识产生较强的兴趣不很容易，掌握这部分内容就更困难些.为增强物理教学的生活化，笔者在气体压强教学时，先创设生活化情境，演示绿豆砸天平的实验(如图1)，将托盘天平的左盘反扣在支架上，调节天平平衡后，将绿豆一粒粒、源源不断地从同一高处撒到左盘上，发现天平指针偏转并保持一定角度，左盘受到一个持续的压力.

容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似.可见，容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力，气体分子对器壁的碰撞也就有了压强.这时再让学生思考：

(1)要使天平左盘压力加大，绿豆应如何撒？

(2)气体压强增大，则单位体积内的气体分子数目怎样？或气体分子的平均速率怎样？

(3)影响气体压强的因素是什么？如何改变气体压强大小？

图1 绿豆砸天平的实验

图2 人的呼吸生理图

另外，学生最关心自己的身体，最熟悉的也莫过于自己的身体，用自己的身体、自己的切身经历感受学习气体的定律，使自己成为学习气体的定律最好的老师.于是在讲气体状态参量间关系时，先挂出人的呼吸生理图(图2)，学生先是为物理课中出现生物知识感到惊讶、好奇，然后在教师的引导下，让每个学生做吸气与呼气过程，感觉吸气时，膈肌扩张运动，扩大胸腔体积，胸腔内气体压强变小，小于外界大气压，空气在大气压的作用下被压入肺里，即为吸气； 相反，呼气时，胸腔体积变小, 胸腔内气体压强变大，大于外界大气压，空气在气压的作用下从肺中压出.胸腔内体积的变化，正是造成气体压强变化的根本原因.

这样，让学生积极参与到知识的形成过程中，使学生经历发现、质疑、猜想、验证等环节，在独立思考、合作交流等形式中巩固了有关的热学知识，让学生在做中学，激发学生学习物理的积极性、主动性，点燃学生学习物理的兴趣之火.

2 利用生活现象 激活学生的想像及思维

爱因斯坦说过：“想像力比知识更重要，因为知识是有限的，而想像力概括世界的一切，并且是知识进化的源泉，严格地说想像力是科学研究中的实在因素 .”如果不懂得展开想像，就不懂得再创造.如果不懂得学会想像，就不懂得学习物理.创设有效的问题情境是对维果茨基提出的“最近发展区”理论很好的运用实例，获取知识——这就意味着发现真理、解答疑问.你要尽量使你的学生看到、感觉到、触摸到他们不懂的东西，使他们面前出现疑问.如果你能做到这一点，事情就成功了一半[2].使学生面临某个迫切需要解决的问题，引起学生思维的冲突，从而激起学生疑惑、诧异的“情感”，进而产生一种积极探索的愿望，在课堂上集中注意力，引起积极的物理思维.

学完气体实验定律后，笔者给学生出示两款玩具喷水枪(如图3)，喷水枪的出现立即引来学生的一阵骚动，它勾起每位学生孩童时在炎热的下午和朋友及家人一起打水仗的情景.

问：有哪位同学玩过这两款水枪？哪款水枪射程远？

答：超级水枪.

问：超级水枪是利用什么提高水枪的射程和持续射水的时间？

答：压强；液体压强；气体压强……

问：哪个箱内的气体压强？

答：B箱.

问：如何改变B箱内的气体压强？

答：压缩B箱内的气体体积.

图3 儿童玩具喷水枪

接着看水枪的演示动画，演示说明道出超级水枪有两个贮水箱(图中标为A和B).给水枪“装弹”时，只给容量较大的贮水箱 (A) 灌水.水枪准备喷射时，反复拉动水泵把手(C)几次，每次将从大贮水箱A的水推入小贮水箱B，就会向上推挤小贮水箱B内部的空气.当将越来越多的水添加到小贮水箱B时，水就会占据越来越大的容积，因此贮水箱B的空气的压强远高于水枪外的空气压强.当向后扣拉扳机时，贮水箱B有足够大的压力，水就会以极高的速度喷射.

因为这些都是学生在生活中自己经历过的现象，他们有话可说，而学生争强好胜的心理更能促使他们进入主动思维和展开想像的状态，激活他们的思维，实现了师生互动、生生互动的物理课堂.

3 利用生活现象 延伸学生的课堂

认知教学论认为,在教学过程中学习活动是否有效，主要看新的学习内容能否与学生原有的知识系统建立实质性的联系.其实，当今社会生活中所涉及气体的热学知识很多，学生之所以缺乏感性体验，只不过是学生对生活中的现象熟视无睹，没有认真地观察和分析.如果教师有意识地用问题将我们的课堂延伸至课外，突破课堂的时空限制,拓展课堂学习,使学生多一些体验和共鸣，则不仅能有效提高课堂效率，也能开阔学生视野，提高学生解决实际问题的能力，借此可以让学生意识到，学习物理不仅是有趣的还是有用的，让学生感受到物理的社会价值，让学生因探索物理世界奥秘而产生的愉悦心情.

例如，学生学习广东版教材“气体状态参量”一节，对气体的状态参量间关系有了一定的了解后，笔者让学生了解气压式减震器的减震原理(如图4)，让学生课后思考：

(1)当车轮上下跳动时，减震器的工作活塞在缸筒内做什么运动？主气室体积如何变化？

(2)主气室气体压强有何变化？

(3)气压式减震比弹簧减震有何优势？

允许学生带着未解的疑团离开教室，把问题带到课堂外，到生活中去体验、去解决.实践证明，经过自己的探索性学习，学生会更喜欢学物理，学生的潜能因为教师的引导而被激发，从而使物理教学在学生想学、愿学、乐学基础上展开.

图4 气压式减震器原理图

4 利用生活现象 激励学生树立远大的志向

从第一艘载人飞船“神舟五号”发射升空到“神舟九号”的升天，大大地激发海内外华人的民族自信心和自豪感.几代航天人辛勤的汗水，不仅铸就了中国航天的腾飞，也同时化作民族奋进的精神火炬，激励人们昂然踏上中华民族复兴伟业的新征程.任何一个科技成果无不激励一代又一代人的成长.在STS教育如此发达的今天，科学教育不能仅仅传授科学知识，更应透过对科学、技术、社会相互作用问题的探究，培养了解社会、致力改善社会问题的科学人才.发挥在物理课堂中进行情感态度与价值观教育，唤起学生的情感体验，树立他们爱科学，为科学而奋斗的理想和信念.

在高中热学知识教学中渗透生活中的科学技术，让学生觉得科学离我们生活并不遥远，物理就在身边.在气体实验定律的学习时，笔者为学生播放客车车门缓缓开启的视频，让学生了解客车车门系统(见图5)，这对于男孩居多的理科班来说，无疑是一剂课堂兴奋剂，因为每个理科生都天生爱动手、爱机械，当时的课堂就差不多到了失控的地步，直到笔者提出问题——如果车门“啪”的一下子就打开了的情况，你觉得可能是什么原因引起的？才让他们陷入久久的沉思.

图5 客车车门开启、关闭系统

长期在课堂中贯彻STS教育，对学生的人生观、价值观的影响是深远的，笔者曾问过2011年毕业的一位叫小方的女生，为什么作为女生却报考机械设计专业，她说，您的课堂中有机械的味道，我要设计更强大的机械服务人类.

将学生熟悉的蕴含着物理知识的生活实例引进课堂，给知识注入生命，也把生命融入知识.强化了学习内容与学生既熟悉又陌生的生活现象的整合，营造出了 “生活态”的物理课堂，并形成了学生物理学习的“生活场”.只要我们留心观察生活，总能找到所需的物理情景或模型，如热学部分还有高压锅、手风琴、气垫鞋、空气压缩机、吹出的肥皂泡…… 都能作为热学教学的情景，这样使学生亲身体验身边到处存在着物理问题，从而增强他们学好物理的内驱力，有效地唤起他们的求知欲，激发他们学习物理的热情.

参考文献

1 教育部.高中物理新课程标准.北京:人民教育出版社,2003.5

2 (苏联) 苏霍姆林斯基著. 杜殿坤译.给教师的建议.北京:教育科学出版社,2000.24