徐烈劍
不僅理科之間有聯(lián)系,教學(xué)中可以相互借鑒,相互幫助,文理之間也是如此,本文以物理和地理為例,來探討這個(gè)問題。
一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)(物理)和地球的自轉(zhuǎn) (地理)
學(xué)生在高一下學(xué)期學(xué)習(xí)物理必修2時(shí)會(huì)遇到勻速圓周運(yùn)動(dòng),而在高一上學(xué)期學(xué)習(xí)地理必修1時(shí)早已學(xué)過地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn),如果我們讓學(xué)生將已學(xué)過的地理知識(shí)來理解本節(jié)內(nèi)容他們會(huì)輕松許多,而如果地理老師在復(fù)習(xí)如果能用相應(yīng)的物理知識(shí)去解釋地球的自轉(zhuǎn),甚至?xí)寣W(xué)生豁然開朗。像“地球自轉(zhuǎn)時(shí),地球表面各點(diǎn)角速度除兩極點(diǎn)為0外都相同,線速度從赤道向兩極遞減,兩極點(diǎn)為0”。就完全能從物理里的“同體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度處處相等,線速度和運(yùn)動(dòng)半徑成正比即“ ”規(guī)律中找到理論依據(jù)。這對(duì)兩門學(xué)科都有益處,而這兩部分內(nèi)容在各自的學(xué)科中都屬于非常重要的知識(shí)??匆坏栏呖碱}:
太陽(yáng)從東邊升起,西邊落下,是地球上的自然現(xiàn)象,但在某些條件下,在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機(jī)上,旅客可以看到太陽(yáng)從西邊升起的奇妙現(xiàn)象,這些條件是
A、時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由東向西飛行,且速度必須較大
B、時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由西向東飛行,且的速度必須較大
C、時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由西向東飛行,且的速度不能太大
D、時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由東向西飛行,且的速度必須較大
這是2002上海市高考物理題的第8題,這道題難倒了許多理科考生,我是2002級(jí)畢業(yè)生,大學(xué)同學(xué)都是那年參加高考,曾經(jīng)和一個(gè)上海的同學(xué)討論過這道題,他說他做錯(cuò)了,其實(shí)我想如果給文科的地理班考生也許會(huì)做的更好。我不知道物理老師碰到這題會(huì)怎么和他的學(xué)生講,我是這樣講的:
答案在飛機(jī)飛行的方向上有2個(gè)選擇:向東或向西,地球自西向東轉(zhuǎn),飛機(jī)如果向東飛行,不管是在什么時(shí)候,如果能看到太陽(yáng),則太陽(yáng)一定是從東方升起,不合題意,排除B,C選項(xiàng),答案在時(shí)間上的選擇也只有2個(gè):早晨或傍晚,畫出日照?qǐng)D:AB為晨線,飛機(jī)在這附近時(shí)為清晨,CD為昏線,飛機(jī)在這附近時(shí)為傍晚,飛機(jī)如果在AB附近自東向西飛行將進(jìn)入夜半球而看不到太陽(yáng)的升起,飛機(jī)上的人想看到太陽(yáng)很明顯必須在CD附近自東向西飛行才行,且速度要大于地球自轉(zhuǎn)的速度,而高緯地球自轉(zhuǎn)速度小些,答案為D。
實(shí)際上,這道題的確作為地理題更貼切,我在江蘇帶高一地理是就多次講過,而魯教版的許多地理試卷里也經(jīng)常引用。
二、勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度(物理)和水平氣壓梯度(地理)
學(xué)生在高二下學(xué)期是會(huì)學(xué)習(xí)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?jiǎn)挝痪嚯x上電勢(shì)的降落,方向:垂直于等勢(shì)面,由高電勢(shì)指向低電勢(shì)。而他們?cè)诟咭簧蠈W(xué)期早就已經(jīng)學(xué)過水平氣壓梯度大?。?jiǎn)挝痪嚯x上氣壓的降落,方向:垂直于等壓線,由高壓指向低壓。我想將這2部分的內(nèi)容聯(lián)系起來教學(xué),一定能使學(xué)生印象深刻。而就在我為這兩個(gè)概念能否對(duì)比理解感到擔(dān)心時(shí),前幾天突然在物理教師參考書上看到了這段話:(這是物理上到選修3-5講到電磁波,參考書上介紹麥克斯韋的文字,129頁(yè))
1847年,開爾文在《論電力、磁力和伽伐尼力的力學(xué)表征》一文中,以不可壓縮流體的流線連續(xù)性為基礎(chǔ),論述了電磁現(xiàn)象與流體力學(xué)現(xiàn)象的共性。開爾文的這種類比研究,為麥克斯韋提供了有意的啟示。
在這篇文章中,他發(fā)展了開爾文的類比思想,用不可壓縮流體的流線類比法拉第的力線,把電場(chǎng)、磁場(chǎng)與流速場(chǎng)類比,把電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度比作流速。通過類比,他明確了兩類不同的物理量,E和H相當(dāng)于流體力學(xué)中的力, D和B相當(dāng)于流體力學(xué)中的流量。也許它們?cè)聿煌?,但正是物理學(xué)家們敢于類比對(duì)一些科學(xué)概念的簡(jiǎn)歷起到了至關(guān)重要的作用。這一點(diǎn)才是我們教師應(yīng)該關(guān)注的,新課程中三維目標(biāo)中情感態(tài)度價(jià)值觀的目標(biāo)正是如此。
三、開普勒行星運(yùn)動(dòng)第二定律(物理)地球的公轉(zhuǎn)規(guī)律(地理)
在物理必修2第六章時(shí)一開始學(xué)生就要學(xué)習(xí)開普勒行星運(yùn)動(dòng)第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,而在高一上學(xué)期學(xué)生就已經(jīng)學(xué)了地球的公轉(zhuǎn)規(guī)律:每年1月初,地球位于近日點(diǎn)附近附近,公轉(zhuǎn)速度較快,7月初位于遠(yuǎn)日點(diǎn)附近,公轉(zhuǎn)速度較慢,在物理教學(xué)中,如果能用已經(jīng)學(xué)過的地理知識(shí)去驗(yàn)證,學(xué)生想不記牢都不行,都已經(jīng)形成了證據(jù)鏈了。當(dāng)然,地理老師一樣可以用物理知識(shí)去分析,學(xué)生一定會(huì)佩服你的很,特別是不知道你是個(gè)物理老師。
四、衛(wèi)星的宇宙速度與發(fā)射衛(wèi)星地址的選擇(物理)和地球的自轉(zhuǎn)(地理)
這里有一道題:在我國(guó)的甘肅酒泉和四川有兩個(gè)著名的衛(wèi)星發(fā)射基地,它們?yōu)槲覈?guó)的航天事業(yè)立下了汗馬功勞。如果 清你參與衛(wèi)星的發(fā)射工作,要發(fā)射一顆地球的同步通訊衛(wèi)星,從節(jié)能的角度分,應(yīng)選擇
A 酒泉,向西發(fā)射 B 酒泉,向東發(fā)射
C 西昌,向西發(fā)射 D 西昌,向東發(fā)射
大家先看看是地理還是物理題?這其實(shí)是2010年第5屆全國(guó)高中應(yīng)用物理競(jìng)賽的選擇題的第4題,但這道題學(xué)生在高一學(xué)習(xí)地理自轉(zhuǎn)做過,而且許多地理考試考過相似的題目。
五、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(物理)和世界地形圖(地理)
地理知識(shí)和物理知識(shí)的相互依存、相互滲透物理,講到大氣壓強(qiáng)隨高度變化而變化,講到為什么當(dāng)時(shí)得的76厘米汞柱稱為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓?難道在當(dāng)時(shí)不能測(cè)得更大數(shù)值嗎?地理:托里拆利是意大利人,當(dāng)時(shí)做這實(shí)驗(yàn)實(shí)在在意大利的佛羅倫薩,那里的海拔幾乎就是海平面。
六、電磁波(物理)和遙感技術(shù)(地理)
七、實(shí)驗(yàn)
找電場(chǎng)中等勢(shì)線(物理)和學(xué)會(huì)應(yīng)用地形圖與剖面圖的判讀與繪制(地理)
八、熱學(xué)中氣體的性質(zhì)(物理)和全球的氣壓帶和風(fēng)帶與熱力環(huán)流(地理)
九、科里奧利力(物理)和地轉(zhuǎn)偏向力(地理)
物理和地理(主要是指自然地理)有太多緊密聯(lián)系的地方,后面的幾點(diǎn)我就不詳細(xì)講了,千萬不要認(rèn)為這種比較是隨意的,只是為了比較而比較,其實(shí)這比較真的是必須的?。?!實(shí)踐證明了在地理教學(xué)中運(yùn)用物理知識(shí)對(duì)于教學(xué)有非常大的幫助,但在物理教學(xué)中聯(lián)系地理似乎學(xué)生沒有很驚奇和重視,特別是在我們江西省,也許是江蘇和江西兩省的高考方案很不相同的緣故吧,江蘇的學(xué)生哪怕是文科生都會(huì)非常重視物理,而有的學(xué)生哪怕從一進(jìn)高中就決定選理科也一樣會(huì)很認(rèn)真的學(xué)習(xí)地理,因?yàn)樗麄円獙W(xué)業(yè)水平測(cè)試,那可是真正的小高考,而江西的則完全不同,去年開始的學(xué)業(yè)水平測(cè)試現(xiàn)在看來也僅僅是一種形式,不過我想從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,江西總有一天會(huì)走上那些教育發(fā)達(dá)省份的道路,那時(shí)候地理和物理的結(jié)合比較教學(xué)也會(huì)會(huì)收到奇效哦。