叩开物理学史之门开启智慧之旅

季健

在苏科版初中物理的第十八章有《能源利用与社会发展》这么一节内容，这节内容在很多老师眼中，是读书课、训练课，大部分教师将书本中的内容在通过阅读、提问等形式得以实现，然后将常见能源进行强化式的训练，达到服务于中考的目的。但是，本节课的价值却远远大于这些，教师如果能精心备课，认真挖掘其中的内涵，共同与学生一起叩开物理学史之门，和学生一起经历人类利用能源的发展历程，一起分享智慧、一起体验困惑、一起收获喜悦、一起迈向发展，最终促使学生的智力增长。

情景再现、体验火的重要性

就钻木取火、摩擦起火这一知识点，教师只需要短短一分钟就可以让学生明白其中的能量转化关系，即机械能转化为内能，人类采用做功的方式来获取内能。而笔者则是通过图片、视频再现人类祖先的生活情景，每个情景的呈现都有其特殊的教学价值。

情景1：猿人类过着和动物一样的生活，他们捕猎生食动物。

价值1：让每个学生都感受到猿人类生活的艰辛、困苦。

情景2：一场森林大火，烧了几天几夜，烧掉了森林里的所有动物、生物，幸存下的人们没有食物可以食用，只好吃被烧焦的动物，而奇迹发生了……

价值2：学生的思维能深刻感受到猿人类在火灾中无奈和绝望，而无奈和绝望中又发现了新的生机和新的机遇，发现被烧过的食物比生的食物更好吃，也感受到人类在发现和利用能源历程的漫长和曲折。

情景3：猿人类发现火可以让食物变的更加美味，于是他们开始寻找、保存火种，而火种却很难保存，猿人类就应用他们的智慧和勤劳发现了摩擦起火的方式，从而开启了自主取火、用火的历程。从此食用烧熟的食物，更有营养，让人更聪明、更强壮。

价值3：在这个过程中，学生进一步感受到智慧的价值，也让学生感受到火的利用，可以让人和其他低级动物区分开来，开展人类文明发展的第一步。

情景4：人类文明继续往前推进，此时经历了一个非常漫长的过程，此时老师给学生呈现人类利用人力、兽力、风力、水力来进行生产和生活……

价值4：这一幕情景让学生感受到了人类文明进步的同时，也感受到人类发展的缓慢，人力、兽力、风力、水力等进行生产和生活的效率比较低，而这种现状也开启了人类不断努力和探索，深刻地感受到能源利用的艰难，也感受到效率的价值所在和意义。

实验再现、感受内能的力量

在200多年前的很长一段历史，人类开始利用火，利用各种燃料的燃烧来获取内能，而内能的使用主要用来加热食物和取暖、照明，却不能解决人类进步的机械能。在18世纪，一位来自英国的小朋友瓦特在和他祖母一起做饭，发现锅盖被水蒸气喷开来，启发了他的思考和进一步探究实验，从而发明了蒸汽机，开启人类利用内能向机械能转化的过程。为了让学生再次感受到内能可以转化为机械能，而且可以获取很大的机械能，我们可以再次给学生演示（图1）的实验，让学生通过实验再现，看到燃烧酒精，将它的化学能转化为内能，再通过传递的形式传递给水和水蒸气，最终将内能转化为活塞的机械能，飞的很远。

到此，人类开始利用内能获取更多的机械能，直接促使人类利用能源的二次革命，也正是因为机械能的大量获取，汽车、轮船等交通工具得以发明和使用，第一次工业革命也随之接踵而至。为了获取大量的燃料，人类开始大量的开采化石燃料，煤、石油、天然气等等，并开始大量的使用，成为社会能源的主要组成部分。为了起到良好的渲染效果，我们再次呈现第一代的汽车、轮船，还有工业革命的图片等等。

历程再现、深悟电力与文明

在上一环节，学生看到图片中的工业的发展，也带来了新的困惑，比如，煤、石油等化石燃料在运输的过程中比较困难，能量也不宜储备和转移，在困惑面前，人类继续用自己的智慧和勤劳开启了新的能源利用的旅程。此时，我们再次将历史掠影重现给学生，奥斯特和他的实验（图2），实验让电能转化了机械能。

图文并茂的呈现，不仅仅给学生传递了历史背景下人类的进步，更用这种老照片渲染一种岁月的痕迹，让科学家们当年的智慧与艰辛展现给大家。

从此，电成为人类社会生产和生活不可缺失的能源，此时，我们把课堂再次还给学生，让学生举例生活中和电有关的用电器，分别从生活、生产、交通等方面进行，学生在参与思考和回答的过程中，感受到电能可以转化为人类生产和生活所需要的各种能量，而且传输更便捷、使用更方便。而且随着技术的进步，电的利用也开始了信息时代的到来，开启了人类文明的新历程。

危机再现、感悟能源与未来

在学生学得很开心的时候，教室投影屏幕呈现了黑屏，告诉学生，人类出现了严重的能源危机，随之而来的还有环境污染问题，现在怎么办呢？请同学们交流讨论一下。

此时，每个学生都参与到相应的思维之中，他们结合自己已有的知识与技能、经验和认知开始思考如何改变这种现状。学生基本可以获知以下几点：①开发新能源，比如太阳能、风能等；②节约使用已有能源。节能意识渗透到每个地球公民的意识中，通过每个公民的行为来达成节约能源的效果；③提高能源使用效率，通过科技手段提高机械的能源使用效率，如汽车使用的过程中，如何减少尾气排放过程中热量的流失等等。

教师借助学生讨论出来的结果，向学生介绍几种常见的新能源，比如核能、氢能，让学生了解这些能源已经逐渐被人类所开发和利用，而且人类还在进行进一步的开发和利用。

概念自构、开启阅读与自学

了解好人类利用能源的历程，感受这些历程和社会发展的关系，接下来，我们就引导学生自主阅读，让学生了解能源的分类标准和分类性质。这个过程是还原学生在课堂中的自主学习的空间和时间，让学生学会学习，学会分析。随后，教师采用问题链的形式来了解学生对相应概念的建构情况。

问题1：你知道水能是可再生能源还是不可再生能源吗？

生：可再生能源。

问题2：为什么水能是可以再生的能源？

生：因为水能消耗以后还能自己生成，可以循环使用。

问题3：那么水能是新能源还是常规能源？为什么

……

教师采用“是什么？”“为什么？”问题的形式来帮助学生对刚才阅读过程中自己建构起来的概念进行巩固和提升。也在能源分类的巩固和提升的过程中，慢慢渗透能源利用过程中要坚持可持续发展的原则，慢慢提升本节课的内在价值。

这样的一节课非常地充实，学生在收獲知识的同时，更收获了情感，让学生深刻地感悟到能源利用与社会发展的关系，也让学生知道在今后的能源利用和社会发展的过程中，善于利用智慧和勤劳开启一条可持续发展的道路。

（作者单位：江苏省常熟市外国语初级中学）endprint