学万有引力 谈古今中外——谈高中物理教学的兴趣培养

闫来贵

(江苏省海安市曲塘中学 226600)

物理作为高中学习科目中对思维能力要求比较强的科目，高中学生在学习中时常倾向于认为他较为复杂，且练习过程枯燥.为了增强学生的选课倾向以及改善学生的学习效果，我认为非常有必要引导学生们对它产生更大程度的学习兴趣.如何提高学生们的物理学习兴趣常常都是老师头疼的问题.我将以高中物理中的“万有引力定律”这章的教学为例子，从人文熏陶、实验启发、师生共进三个方面讨论怎样提高高中学生对物理的学习兴趣.

一、利用人文熏陶提高高中生物理学习兴趣

人文熏陶虽然作为文科科目的重要教学方式和教学目的，但在新课改的大背景和教学形式不断创新的大形势下，也可以作为物理教学的重要方式和有效手段.

我认为高中物理对学生进行的人文熏陶主要可以从三个角度进行切入开展.

第一个角度是向学生们拓展高中物理知识及相关物理学家的故事.从本章教学上来举例，开普勒三大定律相关的物理学家卡文迪许和开普勒、万有引力定律的发现者牛顿等等物理学家的故事都可以向同学们讲述.同时，在讲述故事的时候要注意表达技巧，可以用幽默夸张的讲解来活跃课堂气氛；同时对能引起同学们思考和共鸣的故事进行必要的拓展讲述.比如说在“万有引力定律”教学中，相关的物理学家里，牛顿成长的经历，我们进行必要的补充拓展，比如说牛顿少年时代因黑死病退学的求学经历，以期引起同学们的感情共鸣，拉近和物理学家的情感距离.

第二个角度是向学生们拓展高中物理知识相关发展故事.从天体物理相关的发展来说，我们可以向同学们讲述哈勃望远镜这样的物理学家的天眼，使他们感到物理和宇宙的浩瀚美丽.同时我们常常会认为物理的发展基本发生在西方世界，但是除了近代物理之外，中国在古代物理的发展中一直占有重要地位.比如说古四大发明，就一直被认为是中国的科学发明，从古至今一直具有强大生命力.比如说我们可以向学生们讲述张衡的地动仪的神奇故事，讲述司南在中国史书记载中有多少辉煌的历史，激发学生们的爱国情怀的同时，让他们感到强国和强科技的紧密联系，让他们意识到基础物理的学习的重要，从现象到本质，鼓励学生看其表象，分析本质.总之，能够使学生们知道物理学习的重大意义，对物理的学习兴趣上升到爱国的豪情.

第三个角度是向学生们拓展高中物理知识的相关应用.在本章相关的物理知识中我们可以介绍，如GPS同步卫星，同时里面还有一个相对论的小知识.我们都知道爱因斯坦著名的相对论主要应用在高速状态、微观世界，看起来离我们的日常生活好像没有关联.其实不是这样的，相对论还有非常接近我们生活的一方面，其中一个非常优秀的例子就是美国的全球定位系统GPS.GPS的误差来源里有一个就是由于相对论效应，爱因斯坦的时间和空间一体化理论表明，卫星钟和接收机所处的状态(运动速度和重力位)不同，将会导致卫星钟和接收机钟之间的相对误差.由于GPS定位是依靠卫星上面的原子钟提供的精确时间来实现的，而导航定位的精度取决于原子钟的准确度，经过微调相对论效应产生误差能够得到更精准的定位结果.这一点就非常的有趣而且离我们生活非常近，可以有效让同学们对看似与生活无关的“广义相对论”，产生心理的距离大大缩短，从而更好地学习本章.同时可以介绍我国的北斗卫星导航系统，增强学生的民族自豪感.

二、利用小实验启发提高学生物理学习兴趣

实验启发这一方式的有效性我已经在和很多一线教师的交流中产生过强烈感受，这是一个已经被充分证明过有效提升高中物理学习兴趣的教学方法.我将从实验展示、实验导入新课、生活实际演示三个角度切入分析讨论这个教学方法在提高高中物理学习兴趣中的应用.

第一个角度是实验展示.我认为趣味的实验展示在提高高中物理学习兴趣的核心原理主要是打破了学生们的常规认知结构，刺激了学生产生好奇心.比如说介绍地球公转和自转时，揭示了地球每年北半球夏天更长，冬天更短的原理，可以一定程度引发学生们的好奇心；同时可以有效结合NASA以及中国天宫一号的太空视频：观察航天飞行员的生活状态；水杯里水是球形；弹簧秤吊住物体，无形变、无示数等一系列现象，激发同学们对如篮球气球同时落下这样一些无法在日常生活实现的物理现象的兴趣与思考.

第二个角度是实验导入新课.实验导入新课也是我们常见的物理课教学方法.作为一个相对来说抽象的章节，“万有引力定律”不便于用简易直观的小实验进行演示.但是我们可以把天体运动联系到圆周运动.进行如“水流星”这样在易拉罐装满水的有趣实验，可以有效调节课堂氛围.

第三个角度是联系生活实际演示实验.联系生活实际常常被我们运用在力学、运动学方面的教学上.比如说摩擦力和接触面粗糙程度的关系，和垂直于接触面的压力的大小关系.在“卫星变轨”的教学上，我们可以用投掷链球的加速运动类比于天体从原来的轨道加速到椭圆轨道，这种类比可以有效加深同学们对类似知识点的记忆和形象理解的兴趣.从而使学生达到对“万有引力定律”更有兴趣的学习境界.

三、利用师生共进提高高中生对物理学习的兴趣

对老师的情感常常会被同学们带入到对学科的学习中去，如果学生对某门学科老师非常敬佩和喜爱，那么学生就常常会对这一学科投入更大的热情和抱着更认真的学习态度.我接下来从幽默风趣的语言艺术和师生情感交流、因材施教三个角度分析师生共进对高中生学习物理积极性的有效性.

第一个角度是幽默的语言艺术.物理学界的大咖霍金一段时间之前去世了，在他生前的一次活动上有个女孩问他一个男明星退出了自己的组合会对宇宙产生什么影响呢？霍金回答说：“你可以转向理论物理的研究了，总有一天我们将会证明多重宇宙的存在，可能另一个平行宇宙里，你的偶像没有退出组合，可能在一个平行宇宙里面，你的偶像甚至和你是一对让人羡慕的情侣.”霍金在这里不但没有一脸严肃的训导提问的女学生，反而是充满了科学情怀，用一个富于语言魅力的回答引导了这个女学生.在幽默上，理科并非不如文科科目教学容易，相反，物理和生活的紧密相关性，可以让我们在课堂上对学生们讲到很多非常有趣乃至深刻的地方.让他们更强烈的感受到物理和我们的密不可分，感受到物理的伟大神奇和深刻美丽.

第二个角度是师生情感交流.物理练习时，学生时常会遇到一些困难，这时候教师有必要及时给学生提供帮助和关爱，倾听学生们的想法并给予及时的引导.比如学生表露出对行星的运动学习时对繁多引申公式的混淆问题，我们教师要及时给学生提供心理上的建设帮助和学习上的引导，让学生对引申公式不产生畏难情绪.

第三个角度是师生共同探究.和很多学生的交流中，我认识到，新课讲解知识比较抽象，学生主动参与度不够，如能尽量师生共同探究，这样能有效提高基础不算最好的学生的学习积极性.如我在讲解卫星的发射时，以水平抛出一个铅球，让学生猜想抛出速度越来越大，会发生怎么样的情况.设置出多个问题，层层推进：①铅球绕地球做什么运动？②是什么力提供它做圆周运动的向心力？③如果F万>F向，铅球会如何什么运动？④如果F万

小结：F万=F向，铅球才不会掉回地面从而做稳定的圆周运动，此时铅球的速度多大呢？

方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力

方法二：地表附近，重力近似等于万有引力

通过本章的学习，引导学生关注宇宙学研究的新进展，也有许多中学生感兴趣的话题，如星光偏折，引力波，暗物质，暗能量，让学生通过查阅资料，举行讨论会等，进一步深化对科学本质的认识.