從生活走向物理 從物理走向社會(huì)——物理教學(xué)中的“STS”模式

包真凱

（江蘇省海州高級(jí)中學(xué)，江蘇 連云港 222023）

新一輪的物理課程改革中，把“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”作為課程改革的基本理念之一，將物理知識(shí)教學(xué)與STS教育有機(jī)結(jié)合起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三位一體的新目標(biāo)，為國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)的人才.這就要求我們?cè)谖锢斫虒W(xué)過(guò)程中多留心、多用心，對(duì)物理學(xué)科中STS教育的內(nèi)容體系、教學(xué)資源開(kāi)發(fā)和教學(xué)組織形式等開(kāi)展積極的探索，通過(guò)精心設(shè)計(jì)與合理引導(dǎo)，把這種模式滲透到物理教學(xué)之中，下面以幾個(gè)具體案例談一下筆者在教學(xué)中的一些做法，望能拋磚引玉.

1 從生活走向物理

物理學(xué)是一門自然學(xué)科，它在生活中無(wú)處不在，每個(gè)學(xué)生都有很多的生活經(jīng)驗(yàn)，而這些經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)中蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)，我們適當(dāng)加以引導(dǎo)，讓他們從這些生活體會(huì)中去學(xué)習(xí)、理解物理知識(shí)，并促使他們形成科學(xué)的生活理論.

剛搬入新教學(xué)大樓時(shí)，教室里的地板磚都是新的，有的學(xué)生不注意會(huì)滑倒，所以學(xué)生們走起路來(lái)特別小心謹(jǐn)慎了，課間幾個(gè)學(xué)生在爭(zhēng)論穿什么底的鞋不容易滑倒的問(wèn)題，筆者聽(tīng)到后就建議他們測(cè)不同的材料的鞋底與地板磚的動(dòng)摩擦因數(shù).（見(jiàn)表1）

表1

圖1

圖2

圖3

那么人大步走時(shí)，鞋底與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)大于多少才不容易滑倒呢？面對(duì)這樣的疑問(wèn)，接著筆者又引導(dǎo)他們做了如下探討：測(cè)得一身高1.7m的人腿長(zhǎng)L＝0.9m，大步走時(shí)跨步距離d＝0.6m，將人的重心等效在兩腿的交叉點(diǎn)，受力如圖1所示，將重力分解到兩腿上，如圖2所示，由圖可知由圖3可知

通過(guò)測(cè)量分析，一個(gè)穿什么底的鞋，邁什么樣的步伐在教室里行走不易滑倒的問(wèn)題在教師的引導(dǎo)下被學(xué)生解決了.

還有一次，一名學(xué)生在學(xué)校浴室里洗澡時(shí)，由于身體較弱，結(jié)果在浴室里暈倒了.我們都知道是因?yàn)樵∈依镅鯕夂勘仁彝獾偷木壒?筆者就鼓勵(lì)學(xué)生，如何設(shè)計(jì)一個(gè)方案來(lái)粗略測(cè)量一下浴室里的氧氣含量？

在筆者的引導(dǎo)下，很快他們的測(cè)量方案就出來(lái)了.將一塊適量白磷放于水槽中的支架上，將圓底燒瓶倒扣在水槽中，用放大鏡將手電筒燈光匯聚在白磷上使其燃燒，白磷燃燒停止則意味著瓶中被封閉氧氣耗盡，如圖4所示，在浴室內(nèi)、外各做一次，冷卻后測(cè)得在相同溫度情況下瓶?jī)?nèi)水上升的高度h1＝11cm，h2＝8.5cm，粗略地認(rèn)為瓶中氧氣含量與瓶頸中水柱高度成正比，則浴室外氧氣含量比為h2／h1＝0.78＝78%.將浴室內(nèi)外看成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0，則浴室內(nèi)壓強(qiáng)p＝0.78p0，相差Δp＝p0－p＝0.22p0＝167.2mmHg.按在海拔2 000米范圍內(nèi)每升高12m，大氣壓減少1mmHg的規(guī)律，則可估算出人在浴室中相當(dāng)于在海拔2006米的山頂上的感覺(jué)一樣.

圖4

學(xué)生們測(cè)出結(jié)果后，都表現(xiàn)出了異常的開(kāi)心，這是因?yàn)樗麄儾粌H解決了這樣一個(gè)生活中常見(jiàn)的問(wèn)題，更讓他們對(duì)高山反應(yīng)有了一個(gè)很直觀的感覺(jué).

2 從物理走向社會(huì)

用所學(xué)知識(shí)去感悟事物，是我們教學(xué)的起點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一步，那么更關(guān)鍵的下一步是讓他們的學(xué)習(xí)能發(fā)揮社會(huì)價(jià)值，這才是我們教育的更高目標(biāo).

在我們剛搬進(jìn)新教學(xué)樓時(shí)遇到了一件煩惱的事情，在不到一月的時(shí)間里，教室里新凳子就壞了七八條，班長(zhǎng)在班會(huì)課上提出了這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)時(shí)教師也比較納悶，可仔細(xì)看了凳子后還是發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，但并沒(méi)有直接說(shuō)，而是在課堂上講了這件事情，讓學(xué)生來(lái)分析一下這是什么原因？

一開(kāi)始，有的學(xué)生就說(shuō)是廠家的原因，是偽劣產(chǎn)品，有的說(shuō)是有些學(xué)生不愛(ài)惜公物，甚至說(shuō)是不道德的故意破壞等.筆者索性讓學(xué)生把損壞的凳子集中起來(lái)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)凳子損壞的是同一個(gè)部位，筆者笑著問(wèn)大家：“這難道是巧合嗎？請(qǐng)學(xué)生們研究一下這里的原因？”就這樣他們的好奇心與積極性一下被激發(fā)出來(lái)了.

幾經(jīng)分析，一份“關(guān)于凳子損壞的原因”的分析報(bào)告就在眾多學(xué)生的努力下寫(xiě)出來(lái)了，結(jié)論是廠家在設(shè)計(jì)上存在問(wèn)題，其分析報(bào)告摘要如下：

我校新購(gòu)凳子的結(jié)構(gòu)如圖5所示，損壞的部位是支柱與底座的焊口O處開(kāi)裂

圖5

凳子結(jié)構(gòu)：凳面直徑為35cm，支柱高為42cm，直徑3cm，底座的每邊長(zhǎng)為30cm，

損壞原因：若人端坐在凳子正中，不搖不晃，凳子不會(huì)有問(wèn)題，但如果出現(xiàn)以下兩種情況，凳子在焊口O處容易損壞.

（1）人坐在邊緣.

若人坐在凳子的邊緣，就構(gòu)成了一個(gè)以支柱和底座焊口O點(diǎn)為支點(diǎn)的力矩.設(shè)人的重大約是600N，則在焊口O處受到的張力F滿足F×3＝G×（35－3）／2.則F＝3 200 N，比5個(gè)這樣的學(xué)生還重.

（2）突然坐在邊緣.

凳子在實(shí)際使用中會(huì)出現(xiàn)突然坐下的情況，若考慮從邊緣突然坐下，假設(shè)觸凳的速度是v＝1.0m／s，觸凳時(shí)間t＝0.1s，由動(dòng)量定理知凳子的邊緣受到的沖力G′滿足（G′－G）t＝mv，則G′＝1 200N，再由力矩平衡原理可解得焊口O處受到的張力為6 400N，將近11個(gè)這樣的學(xué)生的體重了.

通過(guò)上述兩種情況來(lái)看，這樣的凳子在實(shí)際使用中極易在焊口O處損壞，所以凳子存在著設(shè)計(jì)上的缺陷.在筆者的鼓勵(lì)下，他們把分析報(bào)告整理后，又提出了自己的改造方案寄給了廠家，并且受到了廠家的誠(chéng)摯感謝，看到他們興沖沖拿著廠家感謝信跑到教師面前的樣子，教師也感到無(wú)比的欣慰.

所以，在教學(xué)中我們?nèi)魪娜粘Ｗ蠲芮械奈锢憩F(xiàn)象入手，把學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)中引入到物理中來(lái)，不僅可以加深對(duì)物理知識(shí)的理解，還能通過(guò)所學(xué)的知識(shí)去解決身邊的實(shí)際問(wèn)題中，感受學(xué)習(xí)的意義與價(jià)值，逐步培養(yǎng)他們認(rèn)真學(xué)習(xí)、服務(wù)社會(huì)的科學(xué)的人生觀.