一次意义非凡的“野炊”

文_汪顺兴

一次，刚讲授完《万有引力》，同学们在课堂上讨论行星变轨问题，有同学提出一个问题：“书上说载人航天器从外太空返回大气层时有可能会被大气层弹回去，这是为什么呢？”

这一问题引起大家的兴趣，都期待着我立刻给出解答，于是我做了受力分析，分解速度，在黑板上又写又画，他们还是不能理解大气层可以将金属的载人航天器弹回去这个现象。我从开始的眉飞色舞到后来的郁闷沮丧，他们从开始的满脸好奇到后来的目瞪口呆，直到下课铃响，学生们都没能完全理解。

虽然这个问题超出了教材的要求，高考也不会考察，但是，我不能无视学生们的好奇心，并且我认为以他们现在的知识积累，是可以理解这个问题的。

我思考着如何才能处理好这个问题。一天，我跟我的小孩描述兰花香味，无论我如何表达，儿子都难以领悟。我恍然大悟，学生不能接受“大气层能将航天器反弹回去”的真正原因是学生没有见过这种现象。很快，我想到了解决办法。

我组织了一次野炊，地点选在岷江边。野炊搞得热火朝天，吃饱喝足后，我把他们都召集过来搞了一个小比赛：打水漂。规则很简单，谁抛出的石头在水面上弹起的次数多，谁就赢了。我先给他们演示了一次，石片轻盈地在水面上掠过，溅起一串串水花，赢来了一阵尖叫声。他们纷纷效仿我，并力图超过我。很快，几个男生就打出了好成绩，有些女生却在抱怨，我的石头怎么又沉水了……

我观察着他们的神情，觉得该发生点什么了吧，怎么还没学生来问呢？正在这个时候，之前提问的男生兴致勃勃过来了，“汪老师，我们明白了，既然石块能被水弹起来，那么返回舱也能被大气层弹回太空！”我按捺住喜悦，反问：“为什么可以这样推理呢？”

大家七嘴八舌，有同学道：“石头的密度比水大，它本来该沉底，但是在一定条件下它可以被水弹起来，同样道理，返回舱的密度比大气层大，在特殊条件下也可能被弹回去啊。”“非常好！”我简直忍不住了，由衷地表扬他们，其他同学也受到了启发，仿佛一下子也都明白了。

我立刻抓住这个问题，让他们研究一下：怎样抛石块才能被水弹起来呢？大家开始一边实验一边讨论。很快有同学说：“要使劲水平地抛，才会弹起来。”“要俯下身或者蹲下抛。”“还要选扁平的石片。”

我看大家讨论出不少结论，让他们继续实验效果，大家发现自己的“成绩”都进步了。我又把他们召集过来，“同学们，石片为何没有直接沉水而是被弹起来继续飞行？你们现在就用我们学过的物理知识来研究一下吧。”

大家兴致很高，甚至想通过作图和列表达式来讲解讨论，却苦于没有纸和笔，干脆在沙滩上演算。沙地上很快呈现出一幅幅平抛的轨迹图，自由落体的公式……

“谁来给我们分析一下，石片抛出后可以做什么运动？”我开始一步步引导。

“平抛。”大家异口同声道。

“我们处理平抛运动的方法是什么呢？”

“分解。”

“那为什么要俯下身？”

“俯下身是使得石片下落的高度减小，石片获得的竖直方向的速度小。”

当大家对石头到底用圆的还是扁的意见纷纷时，我又让大家握紧拳头，使劲砸向水面，然后再把手掌张开使劲砸向水面。

“班长，你做得很认真，给我说说有什么感受？”

“手张开的时候觉得更痛一些。”

“更痛一些反映了什么问题？”我又问。

“哦！我知道了，手张开受到的力更大！”

一直默默听大家讨论的课代表此刻若有所悟：“我觉得是这样的：相同质量的石片和石块的表面积不同，就像手掌和拳头的区别，所以石片受到的水给它向上的力更大……”课代表有些疑惑，似乎难以讲下去了。

“你说得很对，你还用到了控制变量法，你再想想石片‘弹起来’是什么意思？经历了哪些运动过程？”我一边鼓励一边提示。

“我估计，石片受到的水对它的作用力是向上的，大于石片的重力，所以石片竖直向下的速度就很快减为零，然后在竖直向上做加速运动，所以它就飞出水面像被‘弹’回空气中。”课代表带着不确定的表情说完了。

“太对了！”我情不自禁为他鼓掌。这时又有同学提问：“老师，为啥要使劲抛呢？”

“使劲就是使得石片有更大的水平初速度，石片竖直方向减速的过程中，所受到的水平方向的阻力不足以使得石片水平方向的速度减为零，石片才能再次跃出水面啊。”有同学马上代替我回答了。

“前段时间有同学问我为什么宇宙飞船返回大气层时会被反弹回太空，其实宇宙飞船就像我们手中的石片，大气层就像这水面，你们现在能不能解释这个问题了？”

“能！”大家很肯定地答道。

夕阳西下，在愉悦和幸福满足中，我们结束了这次意义非凡的“野炊”。

是啊，正如伽利略所说，真理往往藏在大自然这本无字天书里。这次活动，同学们体验了愉快的探究过程，也体会到了我们平时学习的类比法、控制变量法、化曲为直的简化思想等研究方法在解决实际问题中的重要作用。

更重要的是，通过这次体验，同学们明白了一个道理：学习知识不能只在教室里，不能死啃课本，更不能一味依赖被动接受，要积极走进大自然这本无字天书，回到实验室，把握好每一次实验，在实验过程中学习、理解和记忆，体验过程，培养能力，学会合作，形成科学的思维方式、科学精神和正确的价值观。要善于在生活中观察和思考，学会演绎和归纳，使学到的东西活起来，慢慢形成我们的学科核心素养。