王玉春 姜际龙 谷仕传
合肥市第十中学 安徽省合肥市 230001
摘要:本文是基于物理教学实践中人文渗透案列的分析,探讨在实际的物理教学中如何进行人文渗透?以及物理教学中人文渗透的策略,促进课堂中人文素养和科学思维的融合,提升课堂教学的效果。
关键词:物理教学、人文渗透、策略
引言
物理教学中,由于物理理论的晦涩和抽象,使学生望而生畏,课堂教学效果常常不尽如人意,针对高中物理教学实践的问题,合肥十中物理组成立专门的课题组,研究这一实践问题,力求改变物理教学中困境。
下面对我课题组在问题探究中的收获和教学实践经验进行总结,探讨物理教学中人文渗透的有效策略。本文主要在课堂导入、问题建模以及课堂总结等三个方面的人文渗透进行案例分析。
一、人文导入、拓展视角
物理教学中采用人文导入,可有效的提升学生的兴趣,增进课堂氛围,拓展课堂思维的广度。
案例1:人教版必修1《自由落体运动》。
在本节课的教学中,我们采用如下的人文导入,展示如下的两幅图片进行对比,并作相应的文字表述。
(1)牛顿在苹果树下思考,苹果下落砸中牛顿。(物理学史)
(2)北宋词人晏殊的词节选:金风细细,叶叶梧桐坠,绿酒初尝人易醉,一枕小窗浓睡。
图片和文字的展示,学生很容易被吸引,引起学习的兴趣,达到了人文导入的初步目的,紧接着引导学生思考,被苹果砸中的牛顿和午后醒来的晏殊内心的感觉分别是怎样的?原因是什么?
这样的提问,引导学生在苹果和梧桐叶的运动中,感受到空气阻力对运动的影响?在辅助牛顿管及月球上的物体的下落运动的现象,学生很容易就定义出落体运动,并掌握地球上物体下落运动是否可以近似为落体运动的影响因素(空气阻力的影响),确立落体运动的条件。
二、人文建模、凝练提升
人文建模是指利用人文概念或观点,来直观的解释物理理论,在课题研究中我们课题组把这种方法称为人文建模。
这样做的优点是有效降低物理理论采用数学建模的方式的抽象性,使学生便于理解,适当引入人文概念,辅助理解,便于学生掌握理论知识,同时在物理建模和人文建模的相互对比中,加深理解,提高理论学习效果。
案例2:电流表内接法和外接法的教学。
在电学实验电流表内接法和外接法的常考考点,其中的数学建模比较抽象,不容易理解。我们在教学中先进行数学建模,在学生有了一定的理论基础的情况,类比人文建模,使学生豁然开朗、柳暗花明。
数学建模:
外接法,主要误差是电压表分流,我们可以定义n1表示误差的大小(,其中RX和RV分别表示待测电阻和电压表的阻值),n1越大误差越大,反之越小。
内接法,主要误差是电流表分压,我们可以定义n2表示误差的大小(,其中RX和RA分别表示待测电阻和电压表的阻值),n2越大误差越大,反之越小。
当n1>n2时(),电压表的分流效果更明显,采用电流表内接法。
当n1>n2时(),电压表的分流效果更明显,采用电流表外接法。
数学建模符合科学的探究过程,学生理解却不容易,在课堂上,我提出利用《论语》中:君子怀德、小人怀土的模型来理解,先利用定义电阻的大小,如为大电阻,反之,为小电阻。电流表在内接法和外接法中表现为亲近大电阻,疏远小电阻的特性,把电流表类比为“小人”。
案例3:比值定义法的教学。
以电场强度E和磁感应强度B定义为例,和(磁场方向与导线垂直),课堂教学中学生很难理解,电场强度E(磁感应强B)与电场力F(安培力F)不成正比,电场强度E(磁感应强B)与试探电荷q(电流元IL)不成反比。
教学中我先采用人文建模,改编仓央嘉措的一首诗向学生们展示其中的原因,电场强度E(磁感应强度B)相对试探电荷q(电流元IL),可以表述为:
你在或不在,我都在哪里,不增不减。
学生们豁然开朗,但这样的认识为感性认识,还停留在表面,还需要进一步的数学建模,给出科学的说明,严谨的逻辑推导过程。
通过展示电场强度与试探电荷之间的函数图像,类比正比例函数图像,可以推导出:和,类比导出,比值定义法中定义的物理量E和B相当于正比例函数图像的斜率k,是常数,自然没有正反比关系。
三、人文总结、画龙点睛
物理教学的课堂小结中,进行适当的人文渗透,也会收到非常好的效果,对于课堂教学内容的巩固,可以起到画龙点睛的效果。
案例4:人教版必修1《牛顿第三定律》。
在相互作用力的教学中,科学的探究获得了相互作用力的基本性质,大小相等、方向相反、作用在不同物体上等,这样文字性的表述,学生不容易掌握,在课堂上可以进行科学探究后,对实验结论,进行人文方面的总结如下。
一个愿景:如果人与人之间的关系:能像相互作用力那样,你施以真情,他回以真意,世界将会更加和谐和美好。
尾声
新课程改革中,物理的核心素养概括为物质观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任,这些核心素养的实现,可以通过在物理课堂教学进行适当的人文渗透的方式实现,人文渗透和科学思维的碰撞,提升学生对物质观念的认识层次,更好的树立正确的科学态度与责任。
参考书目
【1】本文是《人文精神在物理教学中渗透的实践研究》课题的研究成果
【2】普通高中物理课程标准(2017年版)
【3】普通高中物理课程标准(2017年版)解读