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回歸物理文化,體驗(yàn)詩意的物理世界

2013-12-29 00:00:00張惠鈺

從2010年起,我校在梳理百年辦學(xué)特色的基礎(chǔ)上,提出“深化素質(zhì)教育校本化,實(shí)施詩性教育”,并開展基于詩性教育的有效教學(xué)研究。2012年9月,江蘇省物理學(xué)科骨干教師培訓(xùn)之同課異構(gòu)活動在我校舉行,本次活動的主題是“回歸物理文化,體驗(yàn)詩意的物理世界”。

詩的本質(zhì)是“本真”,追求的是“唯美”與“超然”?!昂唵?、和諧、完善、統(tǒng)一”的物理學(xué)本身就是一首妙不可言的詩。物理學(xué)研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動規(guī)律,其中體現(xiàn)了宇宙間自然和諧的美。同時,物理學(xué)也是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,具有豐富的、構(gòu)思巧妙的實(shí)驗(yàn)手段和多元細(xì)致的思維方法。物理學(xué)家楊振寧先生把物理學(xué)之美分為三類:現(xiàn)象之美,理論描述之美,理論結(jié)構(gòu)之美。

物理學(xué)科的美,還體現(xiàn)在兩個方面。一是探索之美,要指導(dǎo)學(xué)生具有認(rèn)識世界、認(rèn)識自然的能力。二是應(yīng)用之美,要指導(dǎo)學(xué)生具有改造世界、適應(yīng)自然的能力。發(fā)現(xiàn)學(xué)科之美,是學(xué)生樂于學(xué)習(xí)的開始;體驗(yàn)學(xué)科的應(yīng)用性,是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的動力。

對于“詩性教育背景下的物理有效教學(xué)”的理解,一方面是強(qiáng)調(diào)在物理教學(xué)過程中需要科學(xué)與人文并舉。另一方面是在有限的時間內(nèi)提高教學(xué)效益,提高教學(xué)的藝術(shù)與境界。在開展詩性教育下背景的物理有效課堂教學(xué)時,我們開展了“回歸物理文化,創(chuàng)設(shè)情境生成問題,小組合作主動建構(gòu),體驗(yàn)詩意的物理世界”的課堂教學(xué)實(shí)踐活動,即營造具有學(xué)科特色的學(xué)習(xí)氛圍。例如,筆者在上高三《摩擦力》復(fù)習(xí)課時,通過沙子引出一系列的問題,創(chuàng)設(shè)生動的情境,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,形成問題鏈,逐層深入思考。

教學(xué)片段:

師:今天我們一起再認(rèn)識摩擦力。研究問題一般從觀察開始,各種規(guī)律都蘊(yùn)藏在我們身邊的自然界之中。對一些現(xiàn)象,不同的人、不同學(xué)科背景的人的觀察角度是不同的,請同學(xué)談?wù)効吹缴衬L(fēng)景的體會。(出示圖片)

學(xué)生有的說感覺很震撼,有的說是風(fēng)力使然,有的說沙漠風(fēng)景真美,也有同學(xué)說感覺這些沙堆的傾斜程度是一樣的,等等。

師:不同的人感悟是不一樣的。面對沙的世界,攝影家用照片從獨(dú)特的視角來表現(xiàn)它;畫家用畫筆來表現(xiàn)它;文學(xué)家用優(yōu)美的文字來描述它。這些表現(xiàn)和描述都有一定的情感和觀點(diǎn)在里面。如《佛典》中有這樣的描述:一花一世界,一沙一極樂。英國詩人威廉·布萊克的《天真的預(yù)言》里說:“一沙一世界,一花一天堂,雙手握無限,剎那是永恒……”

我們從物理學(xué)科的角度來研究沙堆中的秘密。剛才有同學(xué)已經(jīng)提到了他觀察到這些沙堆的傾斜程度好像是一樣的,那么是否是沙漠中的風(fēng)力使然呢?我們就從堆沙實(shí)驗(yàn)開始研究。

【教師準(zhǔn)備好滿滿一杯的沙子,請學(xué)生仔細(xì)觀察倒沙過程(這一過程也可以用視頻方式進(jìn)行),并請學(xué)生用語言描述觀察到的現(xiàn)象。但學(xué)生描述比較片面,沒有完整地表達(dá)清楚。】

師:如果要清晰地描述這一過程,我們可以記錄下這一過程的一些瞬間,然后建立模型,用圖解的方法來表達(dá)我們的想法。

教師示范這一方法,引導(dǎo)學(xué)生完整地表述堆沙的過程。提問:“沙子之所以能堆起來,靠的是什么?”“小沙堆變?yōu)榇笊扯训倪^程有什么特點(diǎn)?請解釋這一現(xiàn)象。”

第一個問題學(xué)生很容易回答,答案是因?yàn)槟Σ亮Α?/p>

第二個問題因?yàn)橛辛诵蜗蟮匿亯|,學(xué)生發(fā)現(xiàn)一開始堆沙時,表面與水平面的傾角不斷變大,堆到一定程度后,沙堆表面的傾角不再發(fā)生變化,始終保持一定的角度。

如何解釋這一現(xiàn)象?

有學(xué)生提出取沙堆表面的一粒沙來研究。于是學(xué)生取表面的一粒沙,研究發(fā)現(xiàn):它處于一個傾角從0開始增大的斜面上。

教師問:“如圖所示,水平放置的粗糙的長木板上放置一個物體m,當(dāng)用力緩慢抬起長木板一端時,物體受到的摩擦力將怎樣變化?”

甲同學(xué)認(rèn)為:當(dāng)木板緩慢抬起時,θ增加,根據(jù)f=mgsinθ可知,f增大。

乙同學(xué)認(rèn)為:當(dāng)木板緩慢抬起時,θ增加,據(jù)f=μN(yùn)=μmgcosθ知,f減小.

教師請學(xué)生做出判斷:“這兩位同學(xué)說的對嗎?你的觀點(diǎn)是什么?”

分析:

教師引導(dǎo)學(xué)生從觀察現(xiàn)象入手,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,提出通過建立模型并展開分析這一方法來處理問題,同時將一粒沙的動力學(xué)情況具體化,使其成為小組討論的問題。通過組織學(xué)生先獨(dú)立思考、小組討論、再小組間觀點(diǎn)交流的方式,促進(jìn)每一位學(xué)生思維的發(fā)展。同時,還可以用身邊的器材如直尺與橡皮來模擬這一動態(tài)的過程,以加強(qiáng)對這一過程的理解。

學(xué)生在分享觀點(diǎn)時,有很多有意義的爭論與補(bǔ)充,這些對促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展很有幫助。

通過這些情景的創(chuàng)設(shè),學(xué)生看到:小小的一粒沙,不僅充滿著詩意,其中還潛伏著摩擦力這個大奧秘。之后,教師又設(shè)計(jì)了很多與摩擦力相關(guān)的生活現(xiàn)象,引發(fā)學(xué)生對摩擦力作深入的理解。

拓展:

摩擦力是受力分析的重點(diǎn)和難點(diǎn),對摩擦力從認(rèn)識、理解到熟練應(yīng)用,是一個長期的學(xué)習(xí)過程,為加深學(xué)生對摩擦力的體會,還可以用詩來表達(dá)對摩擦力的學(xué)習(xí)感悟。以下是題為“致摩擦力”的一首小詩,增強(qiáng)了學(xué)生對摩擦力的學(xué)習(xí)興趣。

曾長久地視你為阻力/不管動靜/總是阻攔我前進(jìn)的腳步/消耗了我多少能量/面對誤解/你沉默不語/順從于自然的規(guī)律/知道你/理解卻不容易/殊不知你只是客觀的存在/原來你只是與我相對/他人眼中/或許/你還助我前行/從此感悟/你的用心良苦/身負(fù)的壓力/不一定與你有關(guān)/只是阻礙你我相對的運(yùn)動/觀動靜/辨方向/求大小/明了動靜做功的特點(diǎn)/熱情/釋放于你我之間

詩性課堂是智慧與情感和諧交流的場所。“情不通則理不得”,課堂上師生之間的情感溝通與智慧交流,一句話、一個手勢、一個眼神,都會讓學(xué)生如沐春風(fēng)、積極向上。當(dāng)然,不當(dāng)?shù)囊痪湓捯矔寣W(xué)生垂頭喪氣、信心受到打擊。和諧的師生關(guān)系帶給師生的是幸福的體驗(yàn)。

現(xiàn)在,詩性教育背景下的物理有效課堂雖然還不是十全十美的課堂,但卻是真實(shí)的、開放的、發(fā)展的課堂。我們要結(jié)合學(xué)生的心理特征和認(rèn)知實(shí)際,在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新,力求教師善教、學(xué)生樂學(xué),使課堂教學(xué)成為學(xué)生終身發(fā)展的理想載體。

(作者單位:江蘇省蘇州第十中學(xué)校)

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