李國坤
物理學(xué)科是一門自然科學(xué),與人類生活息息相關(guān),比其他學(xué)科更貼近人類認(rèn)知和實(shí)踐。生活中,小到人的日常活動(dòng)、吃穿住行,大到飛船升天、“蛟龍”入海,時(shí)時(shí)處處展現(xiàn)著物理價(jià)值,所以要想學(xué)好物理就要走進(jìn)生活。然而,現(xiàn)代城市里的學(xué)生從小就被“關(guān)”在家里,這直接導(dǎo)致了他們對生活中的物理現(xiàn)象和案例缺少直觀體驗(yàn)和了解,于是,他們在學(xué)習(xí)物理知識時(shí)會(huì)感到抽象、難于理解。最終他們采用枯燥乏味的死記硬背定理、公式和結(jié)論的方法來學(xué)習(xí)物理,這樣的學(xué)習(xí)效果肯定不好,學(xué)到的知識不牢固而且易忘。
筆者認(rèn)為,教師在教授物理學(xué)科知識時(shí),要嘗試拓寬學(xué)生的認(rèn)知和體驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生在生活實(shí)踐當(dāng)中關(guān)注“物理”。學(xué)生只有獲得體驗(yàn),有了生活經(jīng)驗(yàn),才會(huì)感到學(xué)習(xí)有趣,理解輕松,印象深刻。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中,抓住學(xué)生喜歡看體育節(jié)目和參與體育活動(dòng)的特點(diǎn),拓寬學(xué)生有限的“體驗(yàn)資源”,將體育學(xué)科和物理學(xué)科整合,沖破學(xué)科壁壘,兼容并蓄,走出了一條特色教學(xué)之路。
一、以體育活動(dòng)為素材,創(chuàng)設(shè)有效的物理情境
每節(jié)新課教學(xué),都要涉及課前釋疑、教學(xué)引入環(huán)節(jié),如何設(shè)計(jì)與學(xué)生認(rèn)知匹配的有效問題以及準(zhǔn)確尋找到有效的教學(xué)切入口,成為教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)。如果設(shè)計(jì)出讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴,并有實(shí)踐體驗(yàn)和研究的物理情境,就能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,創(chuàng)設(shè)良好開局。學(xué)生身邊的體育活動(dòng)無疑是可選擇的最有效的素材。
例如,在講授“摩擦力”時(shí),引入問題:舉重運(yùn)動(dòng)員上場之前為什么要在手上擦些“白粉”?這樣可以增大手與被握物體的摩擦力,減少運(yùn)動(dòng)中的失誤;在講授“相互作用力”時(shí),引入問題:在短跑比賽中,運(yùn)動(dòng)員為什么要換穿短跑運(yùn)動(dòng)鞋?這種鞋的底部安裝有小釘,運(yùn)動(dòng)員在高速奔跑時(shí),小釘可以扎進(jìn)跑道,利用牛頓第三定律的反作用力知識提高成績;在講授“慣性”時(shí),引入問題:在球場上踢出的球?yàn)槭裁聪蚯皾L動(dòng)?這是因?yàn)樽闱蛴捎趹T性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),沿原來的運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)滾動(dòng),這里還涉及了牛頓第一定律知識,而足球越滾越慢,最終停下來,是受到了滾動(dòng)摩擦力的作用,這個(gè)阻力改變了足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是非平衡力作用的結(jié)果;在講授“力的作用效果”時(shí),以打球?yàn)槔?,接球、擊球是力使物體從運(yùn)動(dòng)到靜止,從靜止到運(yùn)動(dòng),力改變了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而球擊中網(wǎng),網(wǎng)會(huì)發(fā)生形變,說明力能使物體發(fā)生形變;在講授“熱脹冷縮”時(shí),以乒乓球?yàn)槔?,乒乓球癟了,放入熱水中一燙,就會(huì)恢復(fù)原狀;在講授“能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律”時(shí),引入蹦床運(yùn)動(dòng),從高處落下,再回升,是勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為勢能,從越高的地方落下,轉(zhuǎn)化的動(dòng)能越大,被反彈上去越高。另外,跳高、跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員往往選擇體重較輕的人參加,拔河比賽要選體重較大的人參加,舉重、體操運(yùn)動(dòng)員要選個(gè)子小的人參加等,都是無處不在的物理情境。以學(xué)生熟知并喜愛的體育活動(dòng)為素材,能夠創(chuàng)設(shè)鮮活的物理情境,學(xué)生有了深刻體驗(yàn),學(xué)習(xí)效果會(huì)更好,問題也將迎刃而解。
二、以體育活動(dòng)為載體,激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣
中學(xué)生正處在成長期,天性活潑,熱愛運(yùn)動(dòng),對各種體育活動(dòng)感興趣,對自己喜愛的體育項(xiàng)目更是研究透徹,例如對NBA球星如數(shù)家珍,對擅長的技術(shù)反復(fù)模仿等。教師在課堂教學(xué)中有意引入學(xué)生感興趣的體育話題,能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,并且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激活枯燥乏味的課本內(nèi)容,從而收到物理指導(dǎo)體育、體育驗(yàn)證物理的良好效果。
例如,在講“流體力學(xué)原理”時(shí),教師可提問NBA巨星科比的投籃姿勢、籃球運(yùn)動(dòng)軌跡和旋轉(zhuǎn)方向、出手角度……通過提問、反問、追問,使學(xué)生理解通過用手的摩擦使球在空中向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn),這樣就造成了籃球周圍的氣流速度大小不一樣,根據(jù)氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系,空氣對球在豎直方向上產(chǎn)生的力的大小也就不一樣,所以球在前進(jìn)的同時(shí)會(huì)發(fā)生彎曲,從而產(chǎn)生了“美麗的弧線”。以這種學(xué)生喜愛并熟知的現(xiàn)象舉例分析,通過提問與討論進(jìn)行互動(dòng),大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也降低了學(xué)習(xí)復(fù)雜知識的準(zhǔn)入門檻,從而有利于教師將流速和壓強(qiáng)的知識由淺入深地分析清楚。同樣,借助人們熱愛的乒乓球運(yùn)動(dòng),通過討論上旋球、下旋球、側(cè)旋球等技巧,揭示球在運(yùn)動(dòng)過程中,高速氣流流過球的上下表面,因流速的差異形成了球的上下壓力差,改變了球速和球的運(yùn)動(dòng)方向原理??傊?,多列舉學(xué)生感興趣的案例,便于學(xué)生對知識的熟練掌握。
三、以體育活動(dòng)為基礎(chǔ),淺化物理問題的理解
體育活動(dòng)具有直觀性,學(xué)生能夠親身體驗(yàn),利用體育活動(dòng)做案例類比教學(xué),恰好彌補(bǔ)了有些物理知識抽象、可識度低,理解起來比較困難的缺陷。學(xué)生在建立物理模型的過程中,首先自我建構(gòu)了體育雛形,這樣能夠有效淺化學(xué)生對物理問題的理解,降低新授知識的難度。
例如,在講解“光的反射”內(nèi)容時(shí),學(xué)生對光線傳播路徑理解困難,即使有光學(xué)實(shí)驗(yàn)器材輔助,學(xué)生仍舊停留在死記硬背純實(shí)驗(yàn)理論和知識結(jié)論的水平。如果教師配以講述籃球(或者乒乓球)擊地反彈后球的入射方向、反射方向和角度變化,學(xué)生的興趣會(huì)被激發(fā),此時(shí)再指出籃球從不同方向朝著固定點(diǎn)擊地反彈過程中出現(xiàn)了“共面”現(xiàn)象,佐以中垂線,順利引出“法線”的概念,對學(xué)生理解“共面”和“法線模型”具有很好的指導(dǎo)意義。
四、以體育活動(dòng)為內(nèi)容,提升物理探究的能力
物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),很多物理規(guī)律都必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),因此培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力尤為重要。但是,有些物理實(shí)驗(yàn)受到器材、空間等制約,在探究過程中比較抽象,難度較大。此時(shí)如果以體育活動(dòng)為輔助教學(xué)內(nèi)容,也可以收到良好的效果。
例如,在講“運(yùn)動(dòng)”時(shí),以100米賽跑、200米賽跑等項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)引出物體運(yùn)動(dòng)快慢比較方法的問題,有人提出“觀眾”的觀點(diǎn),有人提出“裁判”的觀點(diǎn),此時(shí)教師可以利用體育活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生深入探究,模擬比賽,最終得到“相同的路程比時(shí)間”和“相同的時(shí)間比路程”的探究方法;在講“運(yùn)動(dòng)的相對性”時(shí),可以讓學(xué)生跑步,并選擇不同物體作為參照物,然后進(jìn)行分類討論,會(huì)得出不同的結(jié)果,這樣學(xué)生對“參照物”的概念的理解會(huì)深刻很多。還可以通過百米接力賽,讓學(xué)生領(lǐng)悟到在交接棒的過程中兩名運(yùn)動(dòng)員保持相對靜止?fàn)顟B(tài)是提高比賽成績的關(guān)鍵。每一次體育活動(dòng)的探究其實(shí)都是一次實(shí)驗(yàn),能夠提升學(xué)生對綜合問題的探究能力,并能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
物理學(xué)習(xí)對很多學(xué)生來說,是一件沉悶的、無趣的、被動(dòng)的事情,而體育活動(dòng)對學(xué)生充滿著無限的吸引力,教師巧妙地將體育貫穿在體驗(yàn)式物理教學(xué)中,可以打破物理學(xué)習(xí)的悶局,為“無奈”的學(xué)生帶來樂趣,能讓物理教學(xué)回歸學(xué)生生活,變得豐富多彩。