回归物理文化,体验诗意的物理世界

2013-12-29 00:00:00张惠钰
江苏教育·中学教学版 2013年3期

从2010年起,我校在梳理百年办学特色的基础上,提出“深化素质教育校本化,实施诗性教育”,并开展基于诗性教育的有效教学研究。2012年9月,江苏省物理学科骨干教师培训之同课异构活动在我校举行,本次活动的主题是“回归物理文化,体验诗意的物理世界”。

诗的本质是“本真”,追求的是“唯美”与“超然”。“简单、和谐、完善、统一”的物理学本身就是一首妙不可言的诗。物理学研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律,其中体现了宇宙间自然和谐的美。同时,物理学也是一门实验学科,具有丰富的、构思巧妙的实验手段和多元细致的思维方法。物理学家杨振宁先生把物理学之美分为三类:现象之美,理论描述之美,理论结构之美。

物理学科的美,还体现在两个方面。一是探索之美,要指导学生具有认识世界、认识自然的能力。二是应用之美,要指导学生具有改造世界、适应自然的能力。发现学科之美,是学生乐于学习的开始;体验学科的应用性,是学生持续学习的动力。

对于“诗性教育背景下的物理有效教学”的理解,一方面是强调在物理教学过程中需要科学与人文并举。另一方面是在有限的时间内提高教学效益,提高教学的艺术与境界。在开展诗性教育下背景的物理有效课堂教学时,我们开展了“回归物理文化,创设情境生成问题,小组合作主动建构,体验诗意的物理世界”的课堂教学实践活动,即营造具有学科特色的学习氛围。例如,笔者在上高三《摩擦力》复习课时,通过沙子引出一系列的问题,创设生动的情境,让学生发现问题,形成问题链,逐层深入思考。

教学片段:

师:今天我们一起再认识摩擦力。研究问题一般从观察开始,各种规律都蕴藏在我们身边的自然界之中。对一些现象,不同的人、不同学科背景的人的观察角度是不同的,请同学谈谈看到沙漠风景的体会。(出示图片)

学生有的说感觉很震撼,有的说是风力使然,有的说沙漠风景真美,也有同学说感觉这些沙堆的倾斜程度是一样的,等等。

师:不同的人感悟是不一样的。面对沙的世界,摄影家用照片从独特的视角来表现它;画家用画笔来表现它;文学家用优美的文字来描述它。这些表现和描述都有一定的情感和观点在里面。如《佛典》中有这样的描述:一花一世界,一沙一极乐。英国诗人威廉·布莱克的《天真的预言》里说:“一沙一世界,一花一天堂,双手握无限,刹那是永恒……”

我们从物理学科的角度来研究沙堆中的秘密。刚才有同学已经提到了他观察到这些沙堆的倾斜程度好像是一样的,那么是否是沙漠中的风力使然呢?我们就从堆沙实验开始研究。

【教师准备好满满一杯的沙子,请学生仔细观察倒沙过程(这一过程也可以用视频方式进行),并请学生用语言描述观察到的现象。但学生描述比较片面,没有完整地表达清楚。】

师:如果要清晰地描述这一过程,我们可以记录下这一过程的一些瞬间,然后建立模型,用图解的方法来表达我们的想法。

教师示范这一方法,引导学生完整地表述堆沙的过程。提问:“沙子之所以能堆起来,靠的是什么?”“小沙堆变为大沙堆的过程有什么特点?请解释这一现象。”

第一个问题学生很容易回答,答案是因为摩擦力。

第二个问题因为有了形象的铺垫,学生发现一开始堆沙时,表面与水平面的倾角不断变大,堆到一定程度后,沙堆表面的倾角不再发生变化,始终保持一定的角度。

如何解释这一现象?

有学生提出取沙堆表面的一粒沙来研究。于是学生取表面的一粒沙,研究发现:它处于一个倾角从0开始增大的斜面上。

教师问:“如图所示,水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m,当用力缓慢抬起长木板一端时,物体受到的摩擦力将怎样变化?”

甲同学认为:当木板缓慢抬起时,θ增加,根据f=mgsinθ可知,f增大。

乙同学认为:当木板缓慢抬起时,θ增加,据f=μN=μmgcosθ知,f减小.

教师请学生做出判断:“这两位同学说的对吗?你的观点是什么?”

分析:

教师引导学生从观察现象入手,引导学生发现问题,提出通过建立模型并展开分析这一方法来处理问题,同时将一粒沙的动力学情况具体化,使其成为小组讨论的问题。通过组织学生先独立思考、小组讨论、再小组间观点交流的方式,促进每一位学生思维的发展。同时,还可以用身边的器材如直尺与橡皮来模拟这一动态的过程,以加强对这一过程的理解。

学生在分享观点时,有很多有意义的争论与补充,这些对促进学生思维的发展很有帮助。

通过这些情景的创设,学生看到:小小的一粒沙,不仅充满着诗意,其中还潜伏着摩擦力这个大奥秘。之后,教师又设计了很多与摩擦力相关的生活现象,引发学生对摩擦力作深入的理解。

拓展:

摩擦力是受力分析的重点和难点,对摩擦力从认识、理解到熟练应用,是一个长期的学习过程,为加深学生对摩擦力的体会,还可以用诗来表达对摩擦力的学习感悟。以下是题为“致摩擦力”的一首小诗,增强了学生对摩擦力的学习兴趣。

曾长久地视你为阻力/不管动静/总是阻拦我前进的脚步/消耗了我多少能量/面对误解/你沉默不语/顺从于自然的规律/知道你/理解却不容易/殊不知你只是客观的存在/原来你只是与我相对/他人眼中/或许/你还助我前行/从此感悟/你的用心良苦/身负的压力/不一定与你有关/只是阻碍你我相对的运动/观动静/辨方向/求大小/明了动静做功的特点/热情/释放于你我之间

诗性课堂是智慧与情感和谐交流的场所。“情不通则理不得”,课堂上师生之间的情感沟通与智慧交流,一句话、一个手势、一个眼神,都会让学生如沐春风、积极向上。当然,不当的一句话也会让学生垂头丧气、信心受到打击。和谐的师生关系带给师生的是幸福的体验。

现在,诗性教育背景下的物理有效课堂虽然还不是十全十美的课堂,但却是真实的、开放的、发展的课堂。我们要结合学生的心理特征和认知实际,在传统教学的基础上不断创新,力求教师善教、学生乐学,使课堂教学成为学生终身发展的理想载体。

(作者单位:江苏省苏州第十中学校)