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物理第一课,讲什么?

 堪寻 2021-02-18

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教学的目的是什么?是教会学生书本的知识?学会考试的技巧?考个高分?上个好学校?――这当然是答案的一部分,但远远不是全部。

如果我们能把视线放得再远一些,投射到十年、二十年之后,就会发现比分数更重要的东西――比如,思维、能力、品格、……
――题记
文/张虎岗

八年级物理第一课

兴趣|观察|理解|应用

在心理学上,有个名词叫做“首因效应”,也就是我们常说的“第一印象”,具体地说,就是最初获得的信息的影响比后来获得的信息的影响更大的现象,在不熟悉的人之间容易产生首因效应。对于刚刚升入八年级的学生来说,由于他们开始正式接触物理这门课程,所以第一节课就显得尤为重要。在我物理教学生涯中,有过许多个第一节课,曾经用四个实验串起来的一节课让我记忆犹新。
因为是与学生的第一次接触,所以开场我首先做了简单的自我介绍,然后拿出一个乒乓球放在讲台上。
教师:如果向乒乓球吹气,会发生什么现象?
学生:会被吹跑。
拿出一个短颈漏斗,把乒乓球放在漏斗中,漏斗口向上。教师问:如果向漏斗颈内向上吹气,会发生什么现象?
学生:乒乓球会被吹起来。
找积极踊跃的学生上台操作,发现乒乓球并没有被起来,并且越是用力乒乓球越是稳稳地压在漏斗上。
实验现象与学生的认知产生了冲突,激发生学生的兴趣,大家纷纷好奇为什么乒乓球没有补吹起来。
在学生的注意力被吸引过来后,再进行第二个实验。
第二个实验用到了一根塑料软管,大概一米来长,是洗衣机上用的的塑料管,再撕一些碎纸屑放在桌子中。
教师:怎么让碎纸屑离开桌子呢?
学生:吹。
教师:用其他方法行吗?比如这个软管。
学生:用管子拍……
教师:请大家看看我的方法跟你们想得是不是一样?
我把软管一端放在纸屑上方,握住距另一端三分之一处并用力抡着软管转圈。不一会儿纸就从上端管口飞了出来,同学们不禁惊呼出来。
教师:哪位同学们说说老师是怎么做到的?你能做到吗?
学生:能!
找学生描述操作过程,然后演示。完成操作后,我告诉他们,认真观察是学好物理的第一步。
第三个实验是用塑料瓶烧水。用一个事先准备好的普通矿泉水瓶,瓶内装着小半瓶水。
教师:你们见过铁锅烧水,见过塑料瓶烧水吗?
学生:不能,塑料会被烧着。
塑料遇到会燃烧,用塑料瓶烧水是学生绝对想不到的。所以这个实验很吸引人。
结果发现不仅塑料瓶没有被烧着,水也还被烧开了。只是瓶子有一些变形。
为什么火没有瓶子烧掉呢?学生对这个现象非常好奇。
教师:塑料塑之所以没有被烧着,是因为瓶子里有水,水吸收了热,其实塑料瓶的温度并不高,没有达到着火点,所以不会被烧着。
学生:噢……
教师:这是学好物理的第二步,理解原理。如果你在野外想喝热水,用矿泉水瓶做水壶就可以了,哈哈。
做完实验后,我又倒掉水,把空瓶在火上烧,结果不一会儿瓶子就被烧着了。这说明这个瓶子只是一个普通的塑料瓶。
第四个实验是隔空推车。提前在一个玩具小车藏一个磁铁,把小车放在课桌上。
教师:怎么才能使小车运动起来呢?
学生:推一下、用力吹、……
教师:如果我不碰小车,能让它动起来吗?
学生(迟疑):不能吧。
我将一块磁铁握在手心,装做非常用力的样子将拳头靠近小车,在手还没有接触小车时,小车就向前运动起来。当然,握磁铁时要注意磁极的极性,否则小车就会后退了。同学们在惊讶之后,当然不会相信老师更会气功。于是让他们猜一猜这是怎么发生的?学生一般都能猜出手中有磁铁(有的会说“吸铁石”)。猜想正确吗?还要验证,我让他们看小车内部,果然有一块磁铁,我手中也有一块,然后在磁铁暴露的情况下再演示一下,进行验证。
教师:你们猜想完全正确,这就是利用了磁极间相互作用的原理。这个原理可是大有用处,磁悬浮列车就是利用这个原理使列车悬浮在轨道上的。这也是学好物理的第三步,应用。如果你把每个物理知识对应一个实际应用,一定会觉得物理有意思,会学好物理的。我的四个实验做完了,下面我们总结怎么学好物理?就是八个字:兴趣、观察、理解、应用。
这一节课的效果很好,它让我体会到第一节物理课的主要目的不是讲物理知识,而是激发学生的学习物理的兴趣和掌握基本的学习方法。通过几个简单的实验,了解一下物理研究什么,怎么学好物理。再就是师生的互动,拉近师生间的距离,初步建立和谐的师生关系,这也有利接下来的物理教学。

九年级物理第一课

好奇|执着|规则|应变

经过了八年级的学习,除了显而易见的物理知识,物理还告诉了我们什么?我认为至少有四个词:好奇、执着、规则、应变。
好奇:学习者的第一美德
记得有一次晚上开车回家,天空一轮明月,上幼儿园的孩子问:“为什么月亮跟着我们一起走?”可见,人的好奇心是与生俱来的,可惜的是很多人的好奇心在成长的过程慢慢被磨灭掉了,不知什么时候变得对所见所闻都熟视无睹了。就像在八年级,做实验时有些同学也提不走精神,少年的皮囊下包裹着的竟然是一颗迟暮的心。
在八年级,我们一起学过了声、光、热、力等知识,这些内容与日常生活密切。当你回想这些知识,没有发现还有很多没有解决掉的问题。比如,为什么振动会发出声?为什么声音在固体中比在液体传播的快?光是怎样产生的?为什么光从空气中斜射入水中会发生折射?为什么这几天的雾霾这么大?雾霾到底是怎样形成的?穿上羽绒服感受暖和,是因为羽绒服能产生热吗?教室内的暖气片为什么安装在下面?空调又为什么安装上面?
如果在你的脑海中也有很多这样的问号在浮浮沉沉,恭喜你通过物理的学习又找回了丢失的好奇心。居里夫人说,好奇心是学习者的第一美德。物理告诉我们的第一个词就是:好奇。假如年轻的牛顿没有好奇心,就不会想知道为什么苹果会落向地球?万有引力的发现者也许就另有其人了。
也许瑞你脑海中浮现的问题暂时无法解决,但是它们能变成一颗种子,埋在你的心里,在适当的时候生根发芽,甚至长成参天大树。
执着:挺住了才能抵达目的
还记得我们做过的水的沸腾实验吗?在实验时,有的小组的水早早就沸腾了,而有的小组的水却迟迟不肯升温。当你看着别的小组的水沸腾了,而你面前水中温度计的液柱仍以蜗牛一般的速度向上爬。你是什么心情?焦急!这时,你能停止加热吗?停止了,你面前的水就别想烧开了。这时,你能做就是继续给它加热,耐心等待。终于在你望眼欲穿的盼望下,水中出现了大量的气泡。这时你是什么心情?高兴。如果你没有坚持到底,没有执着给水加热,会享受到这一刻的成功带来的喜悦吗?
再回想一下凸透镜成像规律,当远处的物体慢慢地靠近凸透镜时――假定这个凸透镜的焦距是10cm,物体从无限远的地方到了二倍焦距处,像只是从焦点处移到了二倍焦距处,也就是说像只移动了不到10cm,像移动的速度远远小于物体移动的速度。但是当物体越过二倍焦距处,继续靠近凸透镜,直到到达焦点,像就会从二倍焦距奔到无限远的地方。这时发现的现象,跟刚才正好相反,物体只移动了10cm,像就移动了非常非常远的距离,显然像移动的速度远远大于物体移动的速度。
学习的过程不是如此吗?设想有个同学学习状态很糟糕,有一天幡然醒悟,夜以继日的埋头苦学,却事倍功半,收效甚微。――现在的他就像从远处奔向凸透镜的二倍焦距的物体,收效就像那个慢慢移动的像。学习效果不尽如人意,是因为还没有突破自己的“瓶颈”。当他再咬牙坚持下去,终于突破“瓶颈”,像是清风拂过,心中迷雾瞬间消散,大脑像是被开了光一样,大呼原来学习没有那么难。以后的他如同越过了二倍焦距的物体,像移动的速度开始远远大于物体移动的速度,这时就是事半功倍了。
这样的例子还有很多,比如物体的沉与浮。将鸡蛋放在水中,鸡蛋下沉到杯底。向水中加盐、搅拌,再加盐、再搅拌,最后奇迹般地浮上来。再比如气体的液化。只要坚持不断地降低温度,所有的气体都能变成液体。所以有的同学报怨说,我努力了却没有回报。我会告诉你,是你努力的还不够,对自己还不够狠!行百里者半九十,一个半途而废的人注定无法享受来自成功祝福的掌声。
执着,能让你脚出两翼,奔向目的地。所以,物理告诉我们的第二个词是:执着。
规则:无规矩不成方圆
在物理中有许多测量工具,我们已经学过的有刻度尺、停表、温度计、天平、量筒、测力计。想一想这些测量工具,那一个使用时不需要遵守一定的使用规则,除了在使用前要了解它们量程和分度值,被测物体不能超过其量程,读数时要正视,记录结果要有数值和单位等要求以外,不同测量工具还有不同的要求。例如,在使用刻度尺测量长度,零刻度线要与被测长度的一端对齐,读数时要估读到分度值的下一位;使用温度计时,玻璃泡不能接触容器的底和侧壁,等示数稳定后再读数,并且读数时玻璃泡要继续留在液体中;使用天平测量质量,要先将游码移到标尺左端的零刻度线上,再通过调过平衡螺母使横梁在水平位置平衡;称量时,被测物体放在左盘,砝码入在右盘,通过加减砝码和移动游码,使横梁再次恢复平衡。如果使用测量工具测量,没有遵守操作规则,轻则测不出正确的物理量,重则损坏仪器。
对于间接测量型实验,实验步骤对测量结果准确度的影响非常重要。例如,使用天平和量筒测量小石块的密度时,要先测石块的质量,后测它的体积。如果先用“排水法”测量石块的体积会因为石块上沾了水,导致所测石块质量偏大,从而使测出的石块密度比实际值偏大。

科学探究也是有章可循的,一个完整的科学探究包括提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、交流与合作、评估等七个要素。对于多变量的探究实验,一定要使用控制变量法。比如,我们猜想A可能与B、C都有关系,在探究A与B的关系时,要控制C不变,然后通过改变B,观察A的变化情景,从而找到A与B是否有关?若有关,两者存在什么样的关系?如果在设计实验时,没有使用控制变量法,就得不出准确的结论。

在解答计算题时,也要遵循一定规则。写公式、代数据、写结果,样样不能少,有时还要求写出必要的文字说明。一步遗漏,就会导致失分,甚至满盘皆输。
回到生活和学习中,也是如此。做为班级的一员,要遵守班规班级;做为一名中学生,要遵守《中学生守则》;做为一名公民,要知法守法。
孟子说:“不以规矩,不能成方圆。”因为有了规则,我们生活才能井然有序。这是物理送给我们的第三个词:规则。
应变:方法总比困难多
世界瞬息万变,当变化来临,不退缩、想方法解决才是正确的处置办法,这不仅需要勇气,更需要智慧。我们遇到的物理问题,也不都是那么中规中矩。比如,使用刻度尺测量长度,所用刻度尺的零刻度线磨损了,要选用一个刻度线做为临时零刻度线;使用天平测量质量时,正确操作是把物体在左盘,砝码放在右盘,则被测物体的质量等于“砝码的总质量与游码在标尺对应的质量值之和”;如果错把物体放在右盘,砝码放在左盘,物体的实际质量就不能这样来计算,需要用“砝码的总质量减去游码在标尺对应的质量值”来计算;在做水的沸腾实验时,如果水升温慢,可以通过减小水量、加大火焰等方法来缩短加热的时间。
类似困难还常常出现在测量固体的密度时,需要用“排水法”测量体积。与石块、金属块不同,蜡块静止漂在水面,这时量筒中水增加的体积小蜡块的体积。为了测出蜡块的体积,需要用一根细铁丝把蜡块压得浸没在水中,或者用细线把它与一个铁块系在一起,使它们浸没在水中。如果是测量木块的密度更麻烦了,因为木块会吸水,会导致测出的体积偏小。所以为了减小因木块吸水产生的较大误差,可想办法使木块与水隔离开,常用方法有在木块表面涂一层薄薄的蜡、刷一层薄漆、或者用一塑料薄膜将木块包紧,还可将水换成细沙。如果以上这些物体都没有,还可以直接将木块浸没在水中,尽管让它喝个够,再将它取出。这时测出湿木块的质量,就可算出木块所吸水的质量,进而获知木块所吸水的体积,再把这部分水的体积补上,也可以得出木块的体积。
这还不是最糟糕的情景,更糟糕的是有时连量筒也没有。这时你需要一个外援――水,利用水的密度是已知的。只要想法用天平测出与被测物体体积相等的水的质量,然后利用密度公式求出这些水的体积,也就是被测物体的体积。如果没有天平怎么办?如果天平与量筒都没有,怎么办?不用担心,还有弹簧测力计,还可以利用压强、浮力来测量密度。――只是这些知识都在八年级下册。这也说明了,你掌握的知识越多,积累的经验越多,解决问题的方法也就越多。
说到这里,你是不是明白我想表达的意思:遇到困难不可怕,可怕的是被困难吓倒,要相信办法总比困难多。回到我们的学习和生活中,如果遇到一个难题,百思不得其解,怎么办?是放弃吗?还是再想办法?有没有查资料?有没有问同学?问老师?现在手机都能上网,还可以用作业帮来搜答案。当你把这些办法统统尝试了,仍然没有办法,再放手也不晚。
将来你们长大了,也会不可避免地遇到各种各样的问题,是否具有解决难题的毅力和方法将影响你的人生走向。
这是物理告诉我们的第四个词:应变,就是智慧地解决难题的能力。
好奇、执着、规则、应变,这就是物理对我们的人生指引。愿你对一切未知充满好奇心,然后树立目标,并执着地追求,直到抵达梦想的彼岸,享受成功到来那一刻的幸福。希望你在生活中,做一个遵守规则的人,守住道德和法律的底线,用知识铸造一个强大的自己,遇事不慌,处变不惊,谱写属于自己的瑰丽多姿的人生。
多年以后,当学过的物理知识早已随风而去,希望这四个词仍能留存在你的心中。

张虎岗 河北省隆尧县实验中学物理教师、高级教师、河北省优秀教师、国家二级心理咨询师、河北省名师张咏梅工作室(初中物理)成员、隆尧县名师张虎岗工作室(初中物理)主持人。在二十余年的初中物理教学中,以“兴趣引入--志趣养成--妙趣感悟”为主线,引导学生在学好物理知识的同时,也能掌握物理中蕴含的思维方法,领悟到物理之美,享受物理带来的乐趣。近年来,致于物理与人文的结合,以物理知识融合人生感悟,撰写300余条物语,涵盖了初中物理所有知识点,并精选成书《发现不一样的物理》,创建有微信公众号“堪寻”,寻找物理中的浪漫与哲思;著有《发现不一样的物理》《初中物理是这样学好的》《挑战压轴题·中考物理·轻松入门篇》等图书。

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