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除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦,再?zèng)]有一個(gè)人象他那樣為人類的進(jìn)步做出過(guò)這樣大的貢獻(xiàn)。即使牛頓和愛因斯坦也都曾從他身上汲取過(guò)智慧和靈感。他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”,他就是我最欽佩的科學(xué)家阿基米德。
今天,我就來(lái)給大家講一講阿基米德的故事。
阿基米德,誕生于希臘敘拉古附近的一個(gè)小村莊。他出生于貴族,家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家,學(xué)識(shí)淵博,為人謙遜。阿基米德受家庭的影響,從小就對(duì)數(shù)學(xué)、天文學(xué)特別是古希臘的幾何學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。阿基米德自小就聰明過(guò)人,再加上勤奮好學(xué),他從小就從同齡人中脫穎而出。
有一次,赫農(nóng)王讓金匠替他做了一頂純金的王冠,做好后,國(guó)王疑心工匠在金冠中摻了銀子,但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重,到底工匠有沒有搗鬼呢?這個(gè)問題不僅難倒了國(guó)王,也使諸大臣們面面相覷。后來(lái),國(guó)王將它交給了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法,但都失敗了。有一天,他去澡堂洗澡,他一邊坐進(jìn)澡盆里,一邊看到水往外溢,同時(shí)感到身體被輕輕拖起。他突然恍然大悟,跳出澡盆,連衣服都顧不得穿就直向王宮奔去原來(lái)他想到,如果王冠放入水中后,排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量,那肯定是摻了別的金屬。這就是有名的浮力定律,既浸在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等于物體所排出液體的重量。后來(lái),該定律就被命名為阿基米德定律。這讓我們后人獲益匪淺。
我們生活在這個(gè)世界上,每天都過(guò)著忙忙碌碌的生活,對(duì)未知前方充滿了猜測(cè)、恐懼和期盼,我們就這樣在期盼與恐懼之中生活著,長(zhǎng)大著。
曾經(jīng)聽說(shuō)過(guò)一句話,“無(wú)知者無(wú)畏”。當(dāng)你聽了我講的這個(gè)小故事,你就可以充分理解這四個(gè)字的含義了。從前,古希臘著名的物理學(xué)家阿基米德,碰上了一個(gè)任何人都解不開的物理難題,于是這個(gè)難題在城邦之中無(wú)人不知無(wú)人不曉。阿基米德正為舉辦收徒弟的儀式焦頭爛額,這時(shí)有一位外邦的年輕人來(lái)到了阿基米德身前,想要阿基米德收他為徒。阿基米德把那道難題給了那個(gè)年輕人,結(jié)果令阿基米德都無(wú)處下手的難題讓那個(gè)年輕的數(shù)學(xué)家不費(fèi)吹灰之力就解了出來(lái),阿基米德自愧不已,就問這個(gè)人是怎么解出來(lái)的,這個(gè)人回答到:“我不知道這是一個(gè)難題,我剛來(lái)到城邦沒幾天,這里的事情我大多都不知道,當(dāng)一種方法解不出來(lái)時(shí),我就用了另一種方法,就這樣,反復(fù)尋求答案?!卑⒒椎虏唤袊@:“無(wú)知者無(wú)畏啊?!?/p>
是啊,無(wú)知者無(wú)畏。在追逐夢(mèng)想的道路上,我們給自己背上了太重的包袱,一些來(lái)自于他人,一些來(lái)自于自己,我們?yōu)槭裁匆畹倪@么狼狽呢?我們?yōu)槭裁匆钤趧e人的陰影下呢?我們不應(yīng)給自己太多的期盼,也不應(yīng)給自己太多來(lái)自于別人的壓力,應(yīng)該做自己,就像那位年輕的數(shù)學(xué)家一樣,他顯然沒有給自己先下了“生死狀”,而是不慌不忙=不緊不慢的解完了那道在別人眼里看來(lái)無(wú)法解開的數(shù)學(xué)題。
在日常生活中,我們?cè)谧鲆患碌臅r(shí)候,身邊總會(huì)有人說(shuō)“風(fēng)涼話”:“這件事太難了,沒有人可以成功......”請(qǐng)你相信你自己,他們沒有辦法完成并不代表著你沒辦法完成。世界上每一個(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二、無(wú)法取代的,不需要活在別人的陰影下,要對(duì)那些冷嘲熱諷說(shuō)“不”。
勇敢的我們,未知的前途,需要無(wú)畏的你!
女王呀女王,你聽我說(shuō)的對(duì)不對(duì):水結(jié)冰后體積會(huì)變大,所以如果我們將飲料拿去冷凍的話,我們能喝到的飲料會(huì)比較多??墒俏彝瑢W(xué)在旁邊說(shuō),我又不是哈利·波特,拿著魔杖就可以無(wú)限續(xù)杯,飲料怎么可能憑空變多呢?你說(shuō)我們兩個(gè)到底哪一個(gè)是對(duì)的?
女王的回?fù)簦?/p>
這位薯?xiàng)l,我們都是麻瓜,不會(huì)魔法,飲料當(dāng)然不可能憑空變多哆!你將液體的體積和質(zhì)量混淆了,飲料在結(jié)冰前后質(zhì)量都是一樣的,盡管結(jié)冰后體積加大,但同時(shí)密度也變小了。對(duì)了,你知道什么是密度嗎?所謂的密度就是分子間的距離大小,假設(shè)分子是十顆彈珠,收在小罐子的彈珠排列緊密,于是密度比較大;若彈珠散落一地,則彼此之間間距大了,密度較小。而水的密度,也會(huì)因?yàn)闇囟炔煌兴兓簿褪钦f(shuō),液體結(jié)冰之后,里面的分子(也就是彈珠)的間距較大,所以密度就變小了。但不管怎么樣,液體的質(zhì)量不會(huì)變(依然是十顆彈珠),則液體所占的體積就變大了。
那什么時(shí)候水的密度最大呢?答案是在4℃的時(shí)候,水的密度是最大的。這就是為什么我們?cè)诙斓臅r(shí)候去湖上溜冰一定要注意冰的厚度的原因。
女王呀女王,這不對(duì)呀!為什么冬天的湖有時(shí)候不會(huì)完全結(jié)冰呢?密度大和湖底不會(huì)結(jié)冰有什么關(guān)系呢?
關(guān)系可大啦!因?yàn)樗疁亟抵?℃時(shí)密度最大,而密度越大則浮力越小,4℃的水會(huì)沉在湖的底部。所以湖水從表面上開始結(jié)冰的話,則底下的湖水就不容易結(jié)冰啦!
如何測(cè)量水與冰的體積
讓我們借此機(jī)會(huì)制作美味的酸奶冰來(lái)研究養(yǎng)樂多在液態(tài)與固態(tài)下的體積變化吧!
首先,找兩瓶酸奶分別倒進(jìn)量杯里并查看刻度,以便我們記錄下來(lái)。
秉持實(shí)驗(yàn)精神,查看刻度時(shí),我們應(yīng)注意以下事項(xiàng):1 兩眼平視刻度,不可太高或太低以免造成誤差。2 因水面張力現(xiàn)象造成液面凸起或凹陷,取二分之一的刻度值。3 若是測(cè)量的液體(如水)顏色不易觀察,可加一點(diǎn)顏料以方便讀取刻度。
因?yàn)橹谱鞯氖撬崮瘫?,我們可以忽略注意事?xiàng)的第3項(xiàng)。我們觀察了酸奶的刻度過(guò)后,將其中一個(gè)量杯拿去冷凍,另一個(gè)量杯則放置在普通冷藏處,過(guò)一段時(shí)間將兩個(gè)量杯取出,再一次讀取刻度并記錄。
我們觀察兩個(gè)量杯的刻度值,會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)冰后的酸奶刻度較高,另一量杯液體狀的酸奶則無(wú)變化。測(cè)量過(guò)后,就可以拿出我們的湯匙來(lái)吃酸奶冰了!
阿基米德——皇冠不是純金的!
用水測(cè)量物體體積的方法,在兩千年以前,就有人用過(guò)了,那個(gè)人就是古希臘的傳奇人物,也就是傳說(shuō)中的——阿基米德。他率先發(fā)明了許多測(cè)量方法,這些曾激發(fā)了后世科學(xué)家的創(chuàng)新靈感,并奠定了數(shù)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)。
關(guān)于阿基米德,有一個(gè)這樣的故事:
很久以前,希臘有一位國(guó)王,拿一袋金塊要金匠幫他打造一頂皇冠,但是這個(gè)金匠卻心生貪念,偷偷把一部分的金塊藏起來(lái),并且在金中熔入其他金屬來(lái)打造皇冠。因?yàn)榻苹慕鸾秤兴阌?jì),打造好的皇冠和原來(lái)那一袋金塊質(zhì)量是一樣的??墒菄?guó)王已經(jīng)聽說(shuō)了金匠不老實(shí)的傳聞,心生懷疑,但又苦于沒有證據(jù)證明金匠私藏了黃金,于是他便叫阿基米德來(lái)檢測(cè)這頂皇冠到底是不是純金的。
阿基米德為了想出查證的方法而傷透腦筋,徹夜難眠。直到有一天,他正在洗澡,看著溢出澡盆的水,靈感一閃而過(guò),他突然大叫:“我想到了!”他終于知道如何證明金匠有無(wú)私藏黃金,高興得光著身子往大街上跑。
而這個(gè)方法是什么呢?阿基米德知道,相同體積的金子,和其他金屬的質(zhì)量不一樣:相反,同樣質(zhì)量的金子,與其他金屬的體積也不一樣。
教學(xué)思路如下:
首先:引導(dǎo)學(xué)生思考且分析得出“·浸·入·液·體·中·的·物·體·所·受·袱力·的·大·肖應(yīng)·該·與·物·體·排·開·的·液·體·的·重·力·大·肖來(lái)·進(jìn)·行·比·較”.這一思路的理清是契機(jī),最具關(guān)鍵.可以通過(guò)小掛圖,小實(shí)驗(yàn)達(dá)到目的.
1.曹沖稱象掛圖一幅.要求學(xué)生根據(jù)平時(shí)的觀察說(shuō)出同一條船如載小象,船吃水深淺如何變化,并得出船吃水變淺(船排開水的體積少),船受浮力小.
2.排球一個(gè),內(nèi)盛適量水的玻璃水槽一個(gè).讓學(xué)生親自體驗(yàn),用手緩壓排球入水,通過(guò)感知讓學(xué)生說(shuō)出排球浸入水中后,水槽中水的的體積“變大”(排球排開水的體積多),排球受到的浮力變大.
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出:浸入液體中的物體所受浮力的大小與物體排開的液體的體積有關(guān),排開的液體體積越多,該體積的液體所受重力也越大,物體所受浮力也越大.因此,我們自然該想到是否把物體所受浮力大小與物體排開的液體所受重力大小進(jìn)行比較(二力大小比較)來(lái)尋求其內(nèi)在聯(lián)系.
其次:引導(dǎo)學(xué)生思考如何測(cè)量被排開液體所受的重力,且“用什么辦法才能把物體排開的液體有效地分離出來(lái)呢?”可以通過(guò)小故事、小實(shí)驗(yàn)達(dá)到目的.
1.讓學(xué)生閱讀課本第147頁(yè)“閱讀教材”中阿基米德的故事,要求學(xué)生說(shuō)出當(dāng)時(shí)阿基米德注意到什么?想到什么?
2.在裝滿水的溢水杯中緩慢壓入乒乓球,讓學(xué)生觀察排開的水全部溢出杯外了,即物體排開液體的體積正好與溢出水的體積相等.
帶領(lǐng)學(xué)生走出生活誤區(qū),在學(xué)習(xí)絕緣體、半導(dǎo)體和導(dǎo)體一部分知識(shí)時(shí),生活常識(shí)告訴學(xué)生只有金屬才是導(dǎo)體,人和水這兩種屬于非金屬,應(yīng)該都是絕緣體,而實(shí)際結(jié)果卻大相徑庭,人和水雖然是非金屬,卻都是導(dǎo)體,教育學(xué)生正確認(rèn)識(shí)人、水,所以類似的物品都是可以導(dǎo)電的,正確引導(dǎo)學(xué)生不能用濕抹布擦有電的物品,當(dāng)有人觸電時(shí),千萬(wàn)不能用手拉觸電者。
樂于用學(xué)到的知識(shí)改善生活,在學(xué)習(xí)我的雨量器一課時(shí),讓學(xué)生準(zhǔn)備好制作雨量器的材料:剪刀、彩筆、尺子、大飲料瓶,讓學(xué)生根據(jù)要求做出雨量器,下雨前讓學(xué)生將自制的雨量器放在教室前面,雨過(guò)天晴之后,觀察雨量器上的刻度,記下這次降雨量,并將記錄的數(shù)據(jù)填在學(xué)校年降雨量統(tǒng)計(jì)表中,回家匯報(bào)與家長(zhǎng),與家長(zhǎng)共同分享勞動(dòng)果實(shí)。
用學(xué)生感興趣的知識(shí)熏陶學(xué)生,讓學(xué)生充滿求知欲。學(xué)生通常認(rèn)為自己的左右眼睛、手、腳等器官都一樣大小,將自己的照片中間畫一條直線,左右一折肯定能左右重合,結(jié)論是人是一個(gè)軸對(duì)稱圖形,而實(shí)際卻是人體天生不具有對(duì)稱性。
【關(guān)鍵詞】重視實(shí)驗(yàn)思維
一、用拓展性問題激發(fā)學(xué)生思維的廣度
思維的廣度是指在解決問題時(shí)所表現(xiàn)出的善于運(yùn)用多方面知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)從多角度、多層次、全方位考慮問題的思維品質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,借助于拓展性問題情境為學(xué)生開辟較為廣闊的思維空間,可以有效地促進(jìn)這種思維品質(zhì)的形成和發(fā)展。如在關(guān)于"浮力"的教學(xué)中,我們通常會(huì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)探索出"阿基米德定律",并向?qū)W生介紹關(guān)于阿基米德發(fā)現(xiàn)這個(gè)定律的生動(dòng)故事:阿基米德正是在"如何鑒別金質(zhì)王冠是否摻入了白銀"的問題意識(shí)的驅(qū)使下,才在洗澡時(shí)產(chǎn)生靈感,從而摘取了關(guān)于"浮力定律"發(fā)現(xiàn)的"王冠"。如果我們結(jié)合浮力實(shí)驗(yàn)向?qū)W生提出這樣一個(gè)拓展性問題:"阿基米德關(guān)于王冠真?zhèn)蔚蔫b別方法是否科學(xué)合理?是否有可能使金匠蒙受不白之冤?"而學(xué)生通過(guò)深入的分析就會(huì)發(fā)現(xiàn),阿基米德的判斷只適用于王冠為實(shí)心體的情況,事實(shí)上,由于王冠上有纓、簪、球、葉等幾十個(gè)大小不一、形態(tài)各異的部件,這樣在加工制造過(guò)程中很難保證其內(nèi)部沒有空隙。因而依據(jù)排水多少的方法來(lái)鑒別其中是否摻入了銀子可以說(shuō)是有失偏頗的。當(dāng)然這里并無(wú)對(duì)阿基米德的詆毀之意,有的是對(duì)真理的執(zhí)著追求。
二、用延伸性問題激發(fā)學(xué)生思維的深度
思維具有深度就似具有"火眼金睛"一般,表現(xiàn)為善于深入分析、思考問題,能透過(guò)紛繁復(fù)雜的表面現(xiàn)象以識(shí)破假象,進(jìn)而認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)特征及事物間的本質(zhì)聯(lián)系。在物理教學(xué)中,通過(guò)創(chuàng)設(shè)延伸性問題情境,可以有效地引導(dǎo)和促使學(xué)生思維逐步向縱深發(fā)展,進(jìn)而收到激發(fā)學(xué)生思維深度的效果。如就"阿基米德定律"的教學(xué)而言,借助于客觀具體的實(shí)驗(yàn)是能夠幫助學(xué)生建立起"浮力"的概念的,也容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出關(guān)于浮力的"阿基米德定律",即"浸在液體里的物體受到向上的浮力,其大小等于物體排開液體的重力"。但這并不意味著學(xué)生就能認(rèn)識(shí)浮力的本質(zhì)特征,而需要能夠創(chuàng)設(shè)一些延伸性的問題情境激發(fā)學(xué)生思維的深度。諸如為了加深學(xué)生對(duì)"阿基米德定律"中"浸"的理解,可以提出如下問題:在一盛有水的容器中有一正方體木塊,該木塊下面涂有石蠟,并與容器的底部密合,問該木塊是否受到浮力?為了解決這個(gè)問題,我們可通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究:用手對(duì)木塊稍作晃動(dòng)發(fā)現(xiàn)木塊迅即浮起;若用小刀輕輕劃去結(jié)合部的密合蠟層,當(dāng)劃去的部分達(dá)到一定程度時(shí)木塊也會(huì)上浮。通過(guò)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深入分析與思考,就會(huì)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到"阿基米德定律"中的"浸"所指的應(yīng)是物體在液體中的漂浮或懸浮狀態(tài),對(duì)物體下部與容器底部有密合的接觸面的情況不適用于"阿基米德定律"。進(jìn)而幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到"水對(duì)物體的浮力就是水對(duì)物體向上和向下的壓力差"這個(gè)本質(zhì)特征。
三、用激勵(lì)性問題激發(fā)學(xué)生思維的速度
思維的速度表現(xiàn)在分析和處理問題過(guò)程中能"快速反應(yīng)",即思維敏捷,能出奇制勝地分析和解決所面臨的問題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,通過(guò)創(chuàng)設(shè)一些激勵(lì)性問題情境,可以促使學(xué)生在知識(shí)的快速遷移中鍛煉思維"速度"。如針對(duì)如下一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問題:
欲測(cè)量一小酒杯的密度,身邊僅有一個(gè)量筒及水,看誰(shuí)能利用現(xiàn)有條件盡快給出測(cè)量小酒杯密度的實(shí)驗(yàn)方案。在強(qiáng)烈的成功意識(shí)和自信心的驅(qū)使下,學(xué)生會(huì)在問題面前表現(xiàn)得機(jī)智而又敏捷,許多學(xué)生很快就能理清思路:要測(cè)量小酒杯密度,必須測(cè)出其體積與質(zhì)量,由于有水及量筒,只需讓其沉入水中,由排開的水量便可知道其體積;怎樣測(cè)量小酒杯的質(zhì)量呢?這時(shí)他們又會(huì)聯(lián)想到,物體的質(zhì)量是和其重量相聯(lián)系的,只要能想辦法測(cè)出小酒杯的重量即可。小酒杯取口朝上的漂浮狀態(tài)時(shí),在重力與浮力的作用下處于平衡狀態(tài),其所受的重力就等于浮力,而小酒杯所受的浮力就等于小酒杯所排開的水的重量。這樣問題也就迎刃而解了。經(jīng)常給學(xué)生提供類似的一些激勵(lì)性問題,讓學(xué)生不斷在充滿競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)的氛圍中積極主動(dòng)地思考,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維的速度是有裨益的。
四、用疑惑性問題激發(fā)學(xué)生思維的"密度"
思維的"密度"表現(xiàn)在思考問題時(shí)所具有的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、縝密的思維特點(diǎn),能從錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系中認(rèn)清事物的本質(zhì)特征。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師通過(guò)設(shè)置一些似是而非的問題情境,將學(xué)生置于一種"憤悱"狀態(tài),可以收到培養(yǎng)學(xué)生思維嚴(yán)密之效。如在"物體的沉浮條件"的教學(xué)中,可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):先在盛有水的玻璃槽中分別放入泡沫塑料、木塊、硬幣、鐵片等,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象并作出解釋,學(xué)生很快就會(huì)給出"因?yàn)榕菽?、木塊比水輕,硬幣、鐵片比水重"的解釋。教師再取出一個(gè)較大的木塊與一較小的鐵片(木塊要比鐵片重)放入水中,結(jié)果仍然是木塊浮于水面,鐵片沉于水底。這時(shí)學(xué)生就會(huì)對(duì)"鐵比木頭重而下沉"的結(jié)論產(chǎn)生疑問,就會(huì)激發(fā)他們對(duì)"物體的沉浮是由什么因素決定"的思考。此時(shí),再在水中放入任意大小的木塊或鐵片總是得出木塊浮于水面、鐵片沉于水底的結(jié)論。而伴隨著實(shí)驗(yàn)的不斷深入,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn),物體的沉浮是與輕重?zé)o關(guān)的,只與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。那么漂浮于水面上的泡沫、木塊在性質(zhì)上有何相似之處呢?沉于水底的硬幣、鐵片又有何共性呢?通過(guò)分析思考(當(dāng)然也可輔之以實(shí)驗(yàn)或查閱資料等過(guò)程)則不難發(fā)現(xiàn),泡沫、木塊的密度都比水的密度小,而硬幣、鐵片的密度又都比水的密度大,進(jìn)而也就可以認(rèn)識(shí)到物體在水中的沉浮取決于物體的密度是大于、還是小于水的密度:但這是否意味著只有密度比水小的物體才能浮于水面上呢?那么用鋼鐵制成的萬(wàn)噸巨輪不也照樣能在水上穿梭往來(lái)嗎?進(jìn)而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到,物體沉浮的根本原因在于物體所受的重力是否大于浮力。而通過(guò)如此不斷地"教無(wú)疑者有疑,教有疑者無(wú)疑",學(xué)生也就完成了對(duì)"浮力"的去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的認(rèn)識(shí)過(guò)程。
五、用矛盾性問題激發(fā)學(xué)生思維的"精度"
一、學(xué)生實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際、具體與抽象相結(jié)合的教學(xué)原則的重要實(shí)施方法。
我在講光的鏡面反射和漫反射時(shí),就近帶學(xué)生到湖邊看倒影,取得了較好的教育效果。他們看到在平靜的湖水邊,只有一個(gè)方向能看到岸邊景物的倒彤,即光線平行射入湖面,反射光線也會(huì)平行射出,形成鏡面反射,這時(shí)讓一個(gè)學(xué)生自己將一小石子投入湖中,激起一陣微波,湖面的平靜被破壞了,倒影就亂了。但這時(shí)卻發(fā)現(xiàn)在其它方向也看到了紊亂的倒影。因?yàn)闂l件發(fā)生了變化,平靜的湖面變成了凹凸不平的湖面,鏡面反射變成了漫反射。通過(guò)這個(gè)生動(dòng)而且直觀的學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生對(duì)光的反射現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣,對(duì)鏡面反射和漫反射有一個(gè)從感性到理性的認(rèn)識(shí)飛躍。
又如,我在講分子的熱運(yùn)動(dòng)時(shí),分別給相臨座位的兩個(gè)學(xué)生每人一杯熱水和一杯冷水,讓他倆同時(shí)往杯子里的水中注入一滴紅色墨水,過(guò)一會(huì)兒,就觀察到熱水中的紅色墨水很快地而且均勻地?cái)U(kuò)散開來(lái),而冷水杯中的紅色墨水卻仍聚集一團(tuán),擴(kuò)散緩慢,幾乎沒有動(dòng)靜。實(shí)驗(yàn)表明,溫度越高,分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度就越大,所以大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度跟溫度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)自己動(dòng)手做做,自己再進(jìn)行分析、總結(jié),學(xué)生能透過(guò)具體的物理現(xiàn)象,理解并總結(jié)出抽象的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,從而提高了邏輯思維能力。
卡西米眼皮都不眨:“當(dāng)然是一樣啦!這種腦筋急轉(zhuǎn)彎問題,上個(gè)世紀(jì)就有啦。”
卡西奇則覺得嘎嘎豬的問題有玄機(jī)。果然,嘎嘎豬說(shuō):“哈哈,應(yīng)該是1噸木頭的質(zhì)量大。想知道為什么嗎?
“如果,這個(gè)世界上有一個(gè)巨大的天平,可以在兩邊分別放上1噸的鐵和1噸的木頭?!?/p>
卡西米:“這稱出來(lái)的結(jié)果不是正好平衡嗎?”
嘎嘎豬:“沒錯(cuò),可是,這是在空氣中得到的結(jié)果。我們平時(shí)說(shuō)某個(gè)東西質(zhì)量多少,其實(shí)都暗含了一個(gè)前提——在空氣中?!?/p>
“可是,如果在真空中呢?還會(huì)是這樣嗎?”
卡西米:“奇怪,木頭的質(zhì)量怎么平白無(wú)故地增大了?明明只是從空氣中到真空中啊,難道空氣在變魔術(shù)?”
可能真的是空氣在變魔術(shù)哦!
要解釋這個(gè)問題,需要先請(qǐng)出魔數(shù)王國(guó)的老朋友——阿基米德先生。
阿基米德先生在洗澡的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)定律——阿基米德定律。這個(gè)故事薯?xiàng)l們肯定已經(jīng)聽過(guò)很多遍了吧?
嘎嘎豬得意揚(yáng)揚(yáng)地說(shuō):“浸在液體(或氣體)里的物體受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被該物體排開的液體(或氣體)的重力?!?/p>
同樣一個(gè)秤砣,第一次不放進(jìn)水里,質(zhì)量是7千克:放進(jìn)水里后,彈簧秤的指數(shù)指向了4千克,是秤砣的質(zhì)量變了嗎?
當(dāng)然不是,是因?yàn)樗谒锸艿搅烁×?,如果把溢出?lái)的水稱一下,會(huì)發(fā)現(xiàn)正好是:
7-4=3千克,
水中物體的質(zhì)量=空氣中的質(zhì)量一排開水的質(zhì)量,
結(jié)合最開始的問題,我們用空氣代替水呢?
當(dāng)然,同樣體積的空氣和水。空氣的質(zhì)量比水要小多了。
一般,1噸的鐵,體積差不多有1/8立方米:而1噸的木頭,則有2立方米左右。
所以,在空氣中,它們因?yàn)槭艿搅丝諝獾母×?,各自“減少”的質(zhì)量也就是相同體積空氣的質(zhì)量。
空氣中的質(zhì)量=真空中的質(zhì)量(真實(shí)質(zhì)量)一排開空氣的質(zhì)量。
所以,在真空中,“1噸木頭”要比“1噸鐵”的質(zhì)量約大2.3千克,實(shí)際上,這是:
2-1/8=1.875立方米空氣的質(zhì)量。
物理源于生活也必須應(yīng)用于生活??梢哉f(shuō),物理知識(shí)和人們的生產(chǎn)生活實(shí)踐是密不可分的,因此高中物理教師在開展教學(xué)時(shí)要能夠有效結(jié)合課本上地物理理論知識(shí)和人們?nèi)粘I畹膶?shí)踐,從而充分體現(xiàn)物理學(xué)科必須做到學(xué)以致用的教學(xué)原則。但是,在高中物理的教學(xué)實(shí)踐中,大部分教師都往往會(huì)對(duì)物理理論性知識(shí)方面的傳授過(guò)于重視,卻沒有將這些物理知識(shí)和生活實(shí)踐真正地聯(lián)系起來(lái),因此導(dǎo)致很多學(xué)生誤以為物理難學(xué),難以掌握,甚至對(duì)物理學(xué)習(xí)懷著畏懼心理。
一、高中物理教學(xué)的目標(biāo)制定分析
1、教學(xué)目標(biāo)要清晰、明確。合理的教學(xué)目標(biāo)能夠有效指導(dǎo)高效教學(xué)地開展,能在教學(xué)地過(guò)程中以及教學(xué)地內(nèi)容上發(fā)揮著引導(dǎo)及調(diào)控地作用。要想制定合理的教學(xué)目標(biāo),最本質(zhì)的要求就是教學(xué)目標(biāo)必須清晰、明確,并且不能超在教學(xué)大綱中所規(guī)定的范圍,難度要適中,既不能太容易但也不能過(guò)難[1]。
2、教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)預(yù)期要明確。在教學(xué)目標(biāo)中,必須能夠得到課堂上的物理教學(xué)活動(dòng)中教師對(duì)其教學(xué)活動(dòng)的期望以及學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握程度等方面的體現(xiàn)。制定物理教學(xué)目標(biāo)時(shí)必須充分結(jié)合學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的具體掌握情況,并以學(xué)生對(duì)相關(guān)物理知識(shí)地具體掌握情況及其學(xué)生身心發(fā)展的狀況為依據(jù),以學(xué)生現(xiàn)已掌握地知識(shí)水平作為基礎(chǔ)而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行拓展,并設(shè)置合理的難度適。
3、教學(xué)目標(biāo)要能夠符合高中生的身心特點(diǎn)。在制定高中物理教學(xué)目標(biāo)的時(shí)候,必須以高中階段的學(xué)生心理發(fā)展特點(diǎn)作為根據(jù),加重培養(yǎng)高中生們的自我分析及思維能力,并注意培養(yǎng)他們的實(shí)踐動(dòng)手操作能力,使他們掌握創(chuàng)新技能。
二、打造高中物理高效課堂的教學(xué)方法
1、對(duì)教學(xué)重點(diǎn)要明確,有選擇性地開展教學(xué)活動(dòng)。在物理教學(xué)課堂上教師要更多地進(jìn)行觀察,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生物理知識(shí)地掌握的情況的真正了解。已經(jīng)明確了學(xué)生存在困惑的內(nèi)容,教師要有選擇性地對(duì)進(jìn)行講解。至于學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)不需要重復(fù)講解浪費(fèi)時(shí)間,而學(xué)生可以通過(guò)自主思考就能解決的,教師也應(yīng)該采取引導(dǎo)手段而不可以直接講解,至于學(xué)生無(wú)法理解不能掌握的難度超綱的知識(shí)教師則不需要講。那么什么樣的內(nèi)容才是物理教師在課堂上應(yīng)該講的呢?歸納起來(lái)就是九個(gè)宇:疑難點(diǎn)、易混點(diǎn)、易忘點(diǎn)[2]。針對(duì)物理教學(xué)中的疑難點(diǎn),教師要著重進(jìn)行講解;在針對(duì)易混點(diǎn)進(jìn)行講解時(shí)要采取對(duì)比講解的方法,尤其是那些容易被混淆的定理或公式等內(nèi)容;而對(duì)于物理教學(xué)中的易忘點(diǎn),教師講解時(shí)要反復(fù)強(qiáng)調(diào),從而強(qiáng)化對(duì)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的記憶與掌握。
2、創(chuàng)設(shè)合理的物理問題情境。在物理教學(xué)中通過(guò)創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)問題情境,有利于課堂趣味性的提高,是激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)興趣的一種非常有效地方式。在過(guò)去的單刀直入式傳統(tǒng)物理課堂導(dǎo)入中,一般在引導(dǎo)性與趣味性方面比較缺乏,而這兩者是十分必要的。所以傳統(tǒng)的課程導(dǎo)入難以培養(yǎng)起學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣,并容易導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中出現(xiàn)厭學(xué)情緒。而創(chuàng)設(shè)和教學(xué)內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的物理問題情境,有利于課堂趣味的增加,進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方法有很多種,既可以是在課前引導(dǎo)提問,也可以是在課堂上生動(dòng)地展示,還可以是利用形象豐富的多媒體進(jìn)行展示,學(xué)生在合理的物理教學(xué)情境引導(dǎo)下,將會(huì)有更高的學(xué)習(xí)效率。比如,教師在圍繞“動(dòng)量”知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)時(shí),可以先用一顆雞蛋從空中拋下,這時(shí)學(xué)生往往會(huì)屏氣凝神,擔(dān)心這枚雞蛋在著地后會(huì)摔碎,但事實(shí)上教師已經(jīng)提前在雞蛋落地點(diǎn)隱蔽地放置了一塊海綿,所以雞蛋落下后并不會(huì)摔碎,這會(huì)讓學(xué)生們感到迷惑不解,此時(shí)教師就可以將課程“動(dòng)量”與“沖量”導(dǎo)入到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。
3、培養(yǎng)高中生對(duì)物理知識(shí)的興趣。在打造高中物理高效課堂時(shí),必須充分發(fā)揮學(xué)生興趣的作用。有一些教師在開展物理教學(xué)活動(dòng)時(shí)有一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū),在他們的觀點(diǎn)中只有文科學(xué)科才可以調(diào)動(dòng)氣氛變得生動(dòng)活潑。但事實(shí)上物理課堂也可以通過(guò)多媒體設(shè)備變得更加生動(dòng)多樣。因此物理教師可以利用各種圖片、模型、小故事以及教學(xué)視頻等物理資料來(lái)變革教學(xué)方法,而不再只是單純地圍繞著一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授,而是引導(dǎo)學(xué)生積極地參與到教學(xué)中來(lái)培養(yǎng)并調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)地興趣,并引用與之相關(guān)地事例或故事。比如,在圍繞著“阿基米德原理”進(jìn)行教學(xué)時(shí),可以先介紹阿基米德發(fā)現(xiàn)該原理的背后軼事。在兩千多年前,當(dāng)時(shí)的敘拉古國(guó)王想要驗(yàn)證其王冠是否是純金制作的,便請(qǐng)來(lái)了偉大的物理學(xué)家阿基米德,然而阿基米德經(jīng)過(guò)一番苦思冥想后也一時(shí)找不到解決辦法。直到有一天阿基米德洗澡時(shí)踏入浴缸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)浴缸內(nèi)的水往外溢出了,于是突然明白了這個(gè)原理并興奮的在大街上狂奔。這種有趣的歷史物理有利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到物理世界來(lái)[3]。