学科融合相得益彰

2020-11-03 06:23朱三元孙胜强
数理报(学习实践) 2020年36期
关键词:太阳学科物理

朱三元 孙胜强

摘要:现在如火如荼的新课程改革,全面推进素质教育,培养创新型高素质人才,是我们教育工作者的共同奋斗目标。要实现这个目标,老师必需加强学习,提高自身,成为学习型教育工作者。虽然分科教学仍是当前各个地区的主流,有的地区已经开始尝试进行综合性课程改革。而地理学科成为学科间密切联系的典型案例,与数学、物理、化学、生物、政治、历史、语文等学科知识渗透融合在一起。有利于提高学生的综合素质,培养创新型的祖国建设者和接班人。

关键词:学科融合;地理;物理

高中阶段的教学,学科之间的联系非常强,在地理课程的教学中尤为明显。由于学科属性和学生特点的影响,地理课程的讲授和学习,如果不加强学科之间的联系,教学效果将大打折扣。《2017年高考改革方案》正式出台,新方案明文规定取消文理分科,语文、数学、外语为必选科目,其他科目学生根据报考高校要求和自身爱好和特长,在政治、历史、地理、物理、化学、生物六科中自主选择三科。这样的设计,无疑将打破文理科之间的界限,促使学生必须重视每个科目的学习,那些善于理科学习的同学竞争优势更大了,对于逻辑思维能力和空间想象能力较弱的文科学生则相对不利。因此,上课时进行跨学科交叉融合教学,能够帮助学生很好的应对高考改革,发挥地理课程在交叉融合教学中的优势。

人们常用“上知天文,下知地理”来形容一个人的学识渊博。这说明地理知识内容丰富包罗万象,是一门综合学科。目前,对学生的培养,强调综合素养的提高。高中地理向来被认为是文科中的理科,是有一定的道理的。要学好地理课程,必须要有扎实的物理课程基础,下面通过高中地理教材具体实例来了解高中地理和物理的交叉融合。

太阳光谱分为紫外线、可见光、红外线,光谱分类是根据波长来划分,如果对于物理知识波长不理解,就不能很好的掌握这个知识。

太阳能量来源于太阳内部的核聚变反应,四个氢原子聚合成为一个氦原子,质量减少,应该联系爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc²,质能方程说明,质量和能量是不可分割而联系着的。太阳内部核聚变反应减少的质量,转变为太阳释放的十分巨大的能量。

在学习地球自转和公转的线速度和角速度时,如果没有理解线速度和角速度这两个基本物理概念,学生将会一头雾水,既不能理解线速度随纬度增加而降低,也不能理解角速度除了南北极点为零以外处处相等。尤其是学习地球公转,近日点(一月初)速度快,远日点(七月初)速度慢。许多学生都是靠死记硬背的方法来学习,如果学生掌握了物理知识开普勒定律中的面积定律:从太阳到行星的連线在相同时间内扫过相等的面积。也就是说,当日地距离较近时,单位时间扫过的面积,等于日地距离较远时,相同时间扫过的面积。那么,近日点速度快,远日点速度慢,就容易理解了。人造卫星在近地点速度快,远地点速度慢,同样可以用这个知识解释。人造卫星速度快慢问题用另一个物理知识能量守恒定律也可以很好解释,远地点速度小势能大,近地点速度大势能小。

许多学生对于恒星日和太阳日的学习难以理解,主要是物理知识参照物的选择问题没有过关。恒星日的时长计算是以遥远的恒星为参照物,太阳日的时长是以太阳作为参照物,参照物不同,计算的地球自转角度大小不同,从而地球自转周期不同,并且也更容易理解地球自转的真正周期是一恒星日。

高中地理知识“白夜”现象的形成,也与物理知识有关。白夜是指高纬度地区的“明亮的夜晚”,是太阳处于地平线之下,“夜晚仍然明亮”的现象。这是由于大气对阳光的折射和散射作用的结果。白夜既可出现在极圈之内,也可以发生在极圈以外。其发生范围,可以由南、北极点外延至南、北纬48.5°地带。在较高纬度地区,当地夏季白昼较长,夜晚较短,由于大气的折射和散射作用,在日落之后和黎明之前的时间段天空依然明亮,这种现象称作“白夜”。例如我国的漠河在夏至前后一段日期出现此现象。要解释这一现象,如果不懂得光的折射和散射的话,就很难理解。

海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同,对光线折射而产生的。蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系,气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。有的学生对虚像、折射、折射率等物理概念不清楚,很难弄懂海市蜃楼的形成原因。

东亚地区亚热带季风气候的形成原理,主要是海陆热力性质差异的影响。这个知识涉及到物理知识陆地和海水的比热容大小的问题,如果不明白这个概念,学生尽管努力学习,但往往是事倍功半。

在学习地理新教材“海水的性质”时,教师讲述典型实例:1963年4月10日,美国海军“长尾鲨”号核潜艇在美国东部大陆架边缘做下潜300米的潜水试验时,忽然沉入2300米深的海底;艇上129名船员全部遇难。这是世界上第一艘失事的核潜艇。关于该艇的失事原因有诸多猜测,其中之一认为该艇在水下遭遇了“海中断崖”;第二次世界大战以后,多国海军潜艇都经历过“海中断崖”事件。那么“海中断崖”是怎么回事呢?这现象涉及海水的什么物理性质?这个地理知识的传授,就必须运用物理知识的浮力计算公式。

水循环促使全球不同地区热量收支不平衡的矛盾得以缓解,是因为水的蒸发吸收热量,水气输送到另外的地区凝结为水滴时放出热量,从而促进热量平衡;霜的形成,是凝华现象;太阳活动产生“磁暴”现象,指南针不能正确指示方向,是物理中磁力线发生变化;褶皱和断层是岩石发生形变导致;风向判断考虑地转偏向力、气压梯度力、摩擦力之间的关系;热力环流、雾的形成、彩虹的形成和地震波等等,均与物理知识密切相关。

因此,为了适应新时代的课改要求,培养社会主义事业的合格建设者和接班人,课堂上加强学科之间的深度融合势在必行。地理和物理学科融合,一定会达到良好的教学效果。

参考文献:

司德平,《爱因斯坦质能方程的两种推导》[J],大自然探索;1996年03期

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