姜玉梅　李芳芳　翁曉平　王景躍

摘要：本文以高中物理必修二“天體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)片段為例，在面積定律教學(xué)中借助于物理與地理兩門學(xué)科共通的橋梁知識(shí)，進(jìn)行了學(xué)科間橫向聯(lián)系的嘗試，以期有助于教師巧妙利用各學(xué)科知識(shí)間的聯(lián)系輔助教學(xué)，讓學(xué)生理解和掌握知識(shí)的同時(shí)，學(xué)生的知識(shí)遷移能力得以提升，跨學(xué)科素養(yǎng)得以提高。

關(guān)鍵詞：橋梁知識(shí)；學(xué)科聯(lián)系；知識(shí)遷移；跨學(xué)科素養(yǎng)

一、 引言

關(guān)于物理與其他學(xué)科聯(lián)系教學(xué)，我國一些學(xué)者也提出了自己的見解。范小玲在《高中物理教學(xué)中實(shí)施學(xué)科滲透的實(shí)踐研究》中建議高中物理教師在新課教學(xué)、習(xí)題教學(xué)、試題講授教學(xué)中滲透物理與其他學(xué)科的橋梁知識(shí)。劉經(jīng)熙，張光華在《加強(qiáng)學(xué)科間聯(lián)系，提高物理教學(xué)質(zhì)量》中指出可以利用學(xué)科橋梁知識(shí)，精選例題重點(diǎn)講解，從而起到觸類旁通的作用。孫遜在《高中自然地理教學(xué)中物理知識(shí)的滲透實(shí)踐探究》中總結(jié)出在地理教學(xué)中可以借用物理概念和原理，夯實(shí)地理基礎(chǔ)知識(shí)；還可以借鑒物理實(shí)驗(yàn)和方法，挖掘地理教學(xué)方法。劉霞在《物理與地理學(xué)科聯(lián)系教學(xué)探索》中綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段進(jìn)行物理習(xí)題講解，做到物理地理橋梁知識(shí)的融會(huì)貫通。綜上，筆者發(fā)現(xiàn)對(duì)于橋梁知識(shí)的教學(xué)大多是源于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在復(fù)習(xí)課中聯(lián)系比較頻繁，而運(yùn)用橋梁知識(shí)來真正構(gòu)建物理課堂并不多見。

筆者以“天體運(yùn)動(dòng)”一節(jié)為例，嘗試借用學(xué)科的“通性”部分，在開普勒第二定律的鞏固拓展中巧用“物地”的橋梁知識(shí)，打破學(xué)科本位的思想，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，提升學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng)。

二、 分析學(xué)識(shí)學(xué)情，尋找相宜橋梁

《天體運(yùn)動(dòng)》選自教科版《高中物理（必修2）》第三章萬有引力定律第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)中，開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)描述的三定律內(nèi)容是學(xué)習(xí)萬有引力定律以及了解航天知識(shí)的重要基礎(chǔ)。開普勒第二定律涉及地理地球公轉(zhuǎn)相關(guān)知識(shí)。開普勒第二定律是一個(gè)面積定律，需要讓學(xué)生理解行星在橢圓軌道上運(yùn)行的速度是變化的，學(xué)生在高一地理《地球的公轉(zhuǎn)》中已經(jīng)有了“近日點(diǎn)速度快，遠(yuǎn)日點(diǎn)速度慢”的知識(shí)，在對(duì)面積定律的處理上不妨結(jié)合學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的地理知識(shí)，借助物理知識(shí)的遷移來深化理解，進(jìn)而突破難點(diǎn)。

三、 巧用地理“近快遠(yuǎn)慢”，鞏固“面積定律”

首先，學(xué)生由開普勒第一定律已經(jīng)知道行星運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，行星與太陽的距離一直在變，有時(shí)遠(yuǎn)離太陽，有時(shí)靠近太陽，它的速度大小、方向時(shí)刻在改變。直接給出開普勒第二定律的內(nèi)容：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。如圖1所示，如果行星在近日點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即t4-t3=t2-t1，TB=TA則行星在近日點(diǎn)附近掃過的面積與行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)附近掃過的面積相等，即SB=SA。

接下來是對(duì)面積定律的延伸，探討論證：行星在近日點(diǎn)速度大小大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大小。一般教學(xué)都是直接利用數(shù)學(xué)推理的方式來分析論證。假設(shè)行星在近日點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較短（圖1），則行星與太陽連線在較短的時(shí)間內(nèi)掃過的形狀可以認(rèn)為是以太陽為中心的扇形，即A、B的形狀是扇形，由扇形面積公式S=12lR，l=vT，從圖1中可知，RB

圖1面積定律

然后讓學(xué)生重溫地理“近快遠(yuǎn)慢”。其實(shí)學(xué)生在地理必修一學(xué)習(xí)《地球的公轉(zhuǎn)》時(shí)，就已經(jīng)學(xué)過，地球的公轉(zhuǎn)軌道是近似正圓的橢圓形軌道，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。隨著地球的公轉(zhuǎn)，太陽與地球的距離不斷發(fā)生細(xì)微的變化，地球公轉(zhuǎn)速度也隨之變化，并且地球公轉(zhuǎn)速度近日點(diǎn)快，遠(yuǎn)日點(diǎn)慢即“近快遠(yuǎn)慢”。學(xué)生在地理課上已經(jīng)知道vB

四、 結(jié)語

在物理學(xué)科教學(xué)中，巧妙利用各學(xué)科知識(shí)間的聯(lián)系來輔助教學(xué)，對(duì)教師而言，可以開闊教學(xué)思路，挖掘教學(xué)潛力，提高教學(xué)效果；對(duì)學(xué)生而言，不僅可以更好地理解和掌握物理知識(shí)，還可以開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和綜合思維能力，豐富學(xué)科之外的生活經(jīng)驗(yàn)、情感體驗(yàn)，提高實(shí)踐能力，培養(yǎng)跨學(xué)科素養(yǎng)。與此同時(shí)，也使師生的整個(gè)教學(xué)交流過程變得生動(dòng)活潑，既實(shí)現(xiàn)了從多方面提高教學(xué)質(zhì)量、發(fā)展學(xué)生素質(zhì)，又恰到好處地進(jìn)行了知識(shí)遷移。

參考文獻(xiàn)：

[1]范小玲.高中物理教學(xué)中實(shí)施學(xué)科滲透的實(shí)踐研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2011.

[2]劉經(jīng)熙，張光華.加強(qiáng)學(xué)科間聯(lián)系提高物理教學(xué)質(zhì)量[J].成才，1999（06）：50-51.

[3]孫遜.高中自然地理教學(xué)中物理知識(shí)的滲透實(shí)踐探究[J].地理教學(xué)，2017（03）：19-23.

[4]劉霞.物理與地理學(xué)科聯(lián)系教學(xué)探索[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2015，44（06）：9-10.

作者簡(jiǎn)介：

姜玉梅，李芳芳，翁曉平，江蘇省揚(yáng)州市，揚(yáng)州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；

王景躍，江蘇省揚(yáng)州市，揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué)東部分校。