在物理教学中,无论是物理概念的引入,还是物理规律的建立,都需要教师针对教学内容的实际进行“举例”。“举例”,是理解、应用物理概念、规律的“阶梯”;“举例”,能使课堂教学气氛活跃,加深学生的印象,并且起到降低教学难度的效果。因此说,恰当的“举例”,常常是课堂教学的“点睛之笔”,往往给学生“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”的感觉。
然而我们发现,在物理课堂教学中,很多教师的“举例”却缺少应有的风采,具体表现为:他们的“举例”往往是照本宣科,基本上按照教材上的例子来讲解。虽然也讲得抑扬顿挫,声情并茂,但由于学生已从课本上了解了这些实例,因此,就使得“举例”的效果大打折扣。
我们认为,物理课堂教学中的“举例”具有不可忽视的教育价值。它是连接物理理论与实际的一个“桥梁”,是启发学生思维的一把“金钥匙”。所以,在物理教学中,加强对“举例”的研究,对于物理教学具有不可忽视的重要意义。
一、“举例”要新颖典型
我们知道,许多物理概念和规律都是从大量具体事件中抽象出来的。因此,在教学中,就必须重视感性认识。为了使学生在感性认识的基础上进行分析,教师就必须从有关概念和规律所包含的大量事例中,精选出那些包括主要类型的、本质联系明显的新颖、典型的事例来进行教学,才能收到预期的效果。
例如,进行“压强”概念的教学。教材上给出的事例往往局限于人用手按图钉、履带拖拉机、火车的铁轨铺在枕木上等等,如此而已。缺乏新颖性,很难使学生的思维由“基态”跃迁到“激发态”。我们在教学中结合楼房地基的开挖,向学生介绍“压强”概念,取得了很好的教学效果。
现代生活中,楼房越建越高,楼房的重量也就越来越大。如何来解决这个问题?当楼房比较低时(比如5层以下),人们往往采用把地基挖深一些,地基比楼房的墙体厚度宽上几倍就可以了(增大底面积、减小压强)。如图1。
如果楼房比较高时(比如5~10层),这时,人们往往采用“箱形地基”来解决问题。即除了把地基挖深一些,还把楼房的整个底面积都作为地基(进一步增大底面积,减小压强)。如图2。
如果楼房再高(比如10层以上),这时,人们除了采用“箱形地基”外,还采用“打桩”的方法来增大底面积,减小压强。如图3。
所谓打桩,是指在地基处向下打人几百根水泥柱,靠水泥桩与周围泥土的摩擦力来支持楼房的重量。
比如我们学校正在施工的15层大楼,每根水泥柱的直径为60cm,深度为12m,共有825根桩。根据圆柱体的表面积公式可得每个水泥桩的表面积为S=2×3.14×0.3×12=22.6m2,那么全部水泥桩所增加的表面积就为S=22.6×825=18645m2,从而减小了压强。
由于目前城乡楼房的建设非常普遍且地基建设持续时间较长,可以给学生提供充裕的时间来观察,所以,这样的例子很好印证。
理论和实践都证明:教师必须审慎而细心地选择有关的新颖事例并加以恰当的组织,才能使学生在形成概念和规律过程中少走弯路,从而顺利地理解它的本质。
二、“举例”要生动有趣
学生掌握知识、发展能力是一个由感性认识到理性认识,再由理性认识到实践的两个“飞跃”的能动过程。在这个过程中,如果不让学生亲自对感性材料下一番加工的功夫,就不可能顺利地完成这两个“飞跃”,认识能力也就不会得到发展。这其中,教师提供给学生的感性材料(例子)就必须生动有趣。
例如,讲“浮力”时,教材上举出的例子往往是船、木块能浮在水面上,浸没在水中的皮球。乒乓球能浮上来,缺乏趣味性。我们在教学中结合儿童吃胶襄药物,向学生介绍了浮力这一概念。
通常人们吃药片时,往往是把药片放进嘴里喝一口水,然后再仰头咽下药片。3~7岁的儿童在吃带胶襄的药物(如阿莫西林胶襄)时,也是先把胶襄放进嘴里,喝一口水然后仰头咽胶襄。出乎意料地是,绝大部分儿童反映咽不下去,他们说胶襄向上“跑”。这说明胶襄在水中受到了一个向上的浮力。怎么办呢?有同学提出,把胶襄掰开,让儿童吃其中的药粉即可。但是,这是不对的,因为胶襄类的药物往往味道很苦,儿童拒绝服用。且直接服用又会造成儿童呕吐。
最好的办法是,服用这类药物时,让儿童低头咽胶襄。道理在于:当儿童低头时,其喉咙在口腔中水的上方,此时胶襄在水中仍受到一个向上的浮力,当胶襄到达喉咙时,儿童稍一用力便可将胶襄服下。儿童非常乐意用此方法服用胶囊类药物。
一般来说,学生对浮力的感性认识是较为丰富的。但是,他们平常既没有对这些问题进行过仔细的观察,更没有进行过分析。在教学中,教师及时提出生动有趣的例子,就会迫使学生进行思考,这是“飞跃”的前提。而要实现“飞跃”,又必须让学生积极参与讨论,教师切不可包办代替,只有如此,才能使学生的认识能力得到发展。
三、“举例”要出人意料
物理概念和规律是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。在“科学抽象”中,要把感性材料中有联系的和毫无联系的因素,把重要的、典型的东西和次要的、非典型的东西,把深刻的东西和表面的东西,把本质的东西和非本质的东西仔细区别,从而突出本质,摒弃非本质,才能使学生正确地形成概念。掌握规律。
比如,讲“对流”现象时,教材上有一道这样的习题。如图4。窗子下面是北方房间里冬季供暖用的暖汽片。有人想把它移到窗子上面,使房间宽敞些。你认为他的想法有什么利弊,说明你的理由。
对于这个问题,学生一般都能回答。把暖汽片移到窗子上可节省空间,但热空气在上部,不易形成对流,因此,使房间里的空气变暖要很长时间。
从这一问题出发,我们向学生提出另外一个问题。如果是夏天安装窗式空调,应装到窗子上端还是装到窗台上?
大多数学生回答道,应该装到窗户上端。这样冷空气下降,热空气上升,容易形成对流,致冷效果好。
进一步,我们就这一问题举出日常生活中的事例。事实上,大部分窗式空调是装在窗台上,为什么?
最初看到这种情况时,我们还嘲笑那些住户不懂“物理”,连对流现象都不懂。可是有一天,我们突然发现这种观点是错误的。
如果你在一个窗式空调装在窗台上的房间里站在床上向上伸直胳膊,你就会发现,胳膊上某一个位置以下感觉是凉的,某一个位置以上是热的。
原来,窗式空调装在窗台上有它的妙处。由于空调装的低,房间下部大约2m高是冷空气层,而2m以上则是热空气层。而人在房间的活动都在2m以下。所以,这样装空调更节省能源。
这样给学生举例,既出乎学生的意料之外,又在情理之中。它对学生的有益启迪在于:物理学是一门理论联系实际的科学。把物理的理论应用于实践,必须要与实际结合起来。
经过窗式空调安装的举例,学生普遍反映,对于对流现象的理解非常透彻。
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