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“不正经”的物理课
朱道荣 陈 萍
www.zgxzw.com  2019/9/6 19:56:59
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教学背景:本节课使用的教材是人民教育出版社出版的义务教育教科书《物理》(八年级下册),内容是第八章《运动和力》第1节《牛顿第一定律》。

《牛顿第一定律》不是直接由实验得出来的,而是科学家用“实验—推理”的方法概括出来的,八年级学生普遍感到抽象、难学。为了突破这一教学难点,笔者全部选用学生熟悉的生活用品作为实验器材,如滑板车、水杯、铁锹等。而且地点选在会议室上课,充分拓展了传统的实验平台。

这样,一方面增强了“直观性”的教学原则;另一方面也体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念;再一方面,师生互动频繁,展现了学生的主体性与教师的主导性。如此教学,培养了学生的观察能力、思维能力、动手操作能力以及交流表达能力。

开场

师:推动小滑板车,小滑板车运动时彩色的LED灯不停地闪烁,可爱极了,但运动不到2米就停下来了。可见,要让物体保持运动,必须有力来维持。是吗?

生:是的。

师:你来推一推。

(学生比老师用力大,小滑板车运动得远一些,但运动不到3米也停了下来)

师:运动真的需要力来维持吗?我们来一起探究。

探究

教师事先安装了如下“装备”,作为验证牛顿第一定律的实验器材:一块木门倾斜地横卧着靠在主席台边沿,作为斜面用;一条浴巾铺在斜面底部的水平地面上;紧挨着浴巾旁边的水平地面上铺一条旧床单;旧床单旁边是光滑的地板。

接着,教师让一个学生在斜面上做记号,把一个玻璃杯从斜面的记号处释放,经过浴巾,记下在浴巾上滚动的距离;另一个学生把玻璃杯从斜面的同一位置释放,记下在床单上滚动的距离;第三个学生把玻璃杯从斜面的同一位置释放,记下在光滑地板上滚动的距离。

玻璃杯在浴巾、床单和地板上滚动的距离显而易见。师生开始讨论——

师:玻璃杯为什么在浴巾上滚动的距离最短,在地板上滚动的距离最长呢?

生:因为浴巾对玻璃杯的阻力最大,地板对玻璃杯的阻力最小。

师:要是水平地板旁边还有一光滑平面,对玻璃杯完全没有阻力,如何?

生:玻璃杯会一直滚下去,运动到对面的墙壁,再弹回来。

师:如果没有那堵墙呢?

生:玻璃杯会继续向前运动下去。

师:运动多远才会停下来呢?

生:光滑平面有多长,玻璃杯就运动多远。

师:光滑平面无限长。

生:玻璃杯运动无限远。

师:光滑平面无限长,玻璃杯将从今天运动到明天,从明天运动到后天……

师:物体的运动需要力来维持吗?

生:不需要。

师:(再推小滑板车)小滑板车为什么运动一会儿就停下来了呢?

生:那是因为有阻力作用。

讲述

人类对“运动和力的关系”的认识,经历了一个曲折而漫长的探索过程:

古希腊哲学家亚里士多德研究“运动和力的关系”时认为:物体的运动需要力来维持。根据生活经验和事物表象得出来的错误观点,被人们沿用了近2000年。当然,你们竟然与亚先生错得一样,恭喜你们成为亚先生的弟子。不过这也是一件值得骄傲的事,苏格拉底是柏拉图的老师,柏拉图是亚里士多德的老师,他们三人合称“古希腊三贤”。

伽利略进行了科学想象和反复实验:要是能找到一块十分光滑的平面,阻力为零,小车的滑行速度不会减慢,将匀速行驶下去。笛卡尔等人又在伽利略研究的基础上进行了更深入研究,他认为:如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不会变,将沿原来的方向匀速运动下去。

英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,从而概括出著名的牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律成为大家公认的经典力学基本定律之一,因此牛顿才说“我是站在巨人的肩膀上才显得高大”。他也告诉我们,唯有合作学习才能让你牛气冲天。

运用

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。一切物体都具有惯性,牛顿第一定律也常常叫惯性定律。

惯性在生活中的应用无处不在。比如,泼水时,盆和水的对话——

我们一起向前运动吧(盆对水的约定)。

我与你不离不弃(水对盆的承诺)。

开始,盆和水一起运动起来。

突然,主人稳住了手里的盆,不再运动。

可是,水还不离不弃地坚守着与盆的约定,继续向前运动。

原来,这不是盆毁约,是水的惯性使然。

再如:铁锹与铁锹柄的对话——

生(操作):用铁锹把沙石甩出去。结果,“哐当”一下,铁锹掉到地上,原来铁锹柄松了。

师:(一脸严肃)难道学校只有这把水货铁锹?

校长:(连忙上前赔礼)对不起,是我没检查,我来帮您套紧。

师:有没有同学能把铁锹套在铁锹柄上呢?

生:(自告奋勇)我来。

(学生将铁锹柄套在铁锹套里后,铁锹朝上,铁锹柄朝下,迅速在地板上撞击几下,于是铁锹就牢牢地套在铁锹柄上了)

师:你能解释其中的道理吗?

生:开始铁锹和铁锹柄有个约定:咱们一起向下运动吧!当铁锹柄突然静止时,铁锹还要因惯性保持原来的运动状态,继续向下运动,这样铁锹就牢牢地套在铁锹柄上了。

师:精彩极了,你比老师的表述更浪漫。

体验

教师找一个学生现场骑自行车,亲身体验:自行车获得一定速度后紧急刹车,这时人就会向前倾,学生能清晰地解释人向前倾的原因。如果再骑快一点,紧急刹车时会人仰马翻,这就是惯性使然。所以,骑车不能像开赛车,要注意速度,安全第一。

然而,当我们坐在以120km/h高速行驶的汽车副驾驶室时,如果没有系安全带,遇到特殊情况司机急刹车时,我们的身体会迅速向前倾,可能会撞击到驾驶台上,严重的还会冲破挡风玻璃飞到汽车外面去。

高潮

师生观看炕糍粑的视频——《10秒钟的诱惑》。视频配文如下:

为这10秒钟的视频,

可谓兴师动众,煞费苦心。

与同事分享糍粑的美味,

是一件极快乐的事。

一展厨艺,

不是我的梦想。

欣赏糍粑华丽翻身,

才是我的初衷。

当你沉迷王者荣耀时,

由于惯性,你会争分夺秒。

当你沉醉阿基米德时,

由于惯性,你会见缝插针。

选择了一时的荣耀,

便失去黄金般的光阴。

你知道吗,

这是惯性使然。

反思

在评课环节,有教师说:这节课把全体学生的积极性都调动起来了,人人参与到课堂中了,连老师眼中的“学困生”也变得能说会道聪明起来。这样的物理课为什么如此深受学生青睐?只因这节课太不“正经”了。

实验空间“不正经”。这节课,教师没有带学生进实验,而是进到会议室;没有把实验器材搬到教室的讲台上做演示实验,而是让学生围坐成圈,中央便是师生操作的“实验平台”,如此实验空间提高了每个学生的“能见度”。

实验器材“不正经”。带彩色LED灯的小滑板车;验证牛顿第一定律的实验“装备”:一块大木门、一条浴巾、一条旧床单、光滑的地板;盆子和水;铁锹和铁锹柄;自行车;炕糍粑的炊具……这样的器材从身边唾手可得,虽没有实验室的斜面和小车那样精致,却价值连城,学生感到亲切自然,超级喜欢。

师生表述“不正经”。“光滑平面无限长”“玻璃杯运动无限远”“恭喜你们成为亚先生的弟子”“牛顿告诉我们:唯有合作学习才能让你牛气冲天”“难道学校只有这把水货铁锹”“你比老师的表述更浪漫”,还有《10秒钟的诱惑》视频配文……正是这“不正经”的物理课堂,才构建了民主、平等、和谐、安全的课堂氛围,才让学生深感愉悦、乐于参与。

(作者单位分别系湖北省洪湖市教研室、湖北省洪湖市第一中学)

 
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