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巧用物理资源 发挥育人功能

2021-09-29刘玉玲

中学教学参考·文综版 2021年9期
关键词:育人功能科学

刘玉玲

[摘   要]自然是科学发展的根基与源泉,生活是科学发展的动力与愿景。用科学推翻神论,破除迷信思想;让科学创造神话,助飞人类梦想;舍便是得,得便是舍,要辩证地看待事物;道路是螺旋式上升的,科学也是双刃剑;有足够的质量,才有超凡的引力和能力;科学家用生命书写价值观,用知识爱国,值得学习。这一切无不体现出物理资源的育人功能。

[关键词]物理资源;科学;育人功能

[中图分类号]    G633.7       [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2021)27-0056-03

人类文明的创造、使用、传播,无不源于人类的社会性和教育功能;而人类能在自然界里生存,甚至独领风骚,源于其自然属性。人类的社会性起先就是为了适应自然、探索自然规律,进而改造自然。旧石器时代,猿人的合作捕猎就是人类社会化活动的开始,他们免不了探索对石器的选择与磨制加工(涉及摩擦、压强的知识),科学就这样诞生了。科学的发展史告诉我们:自然是科学发展的根基与源泉,生活就是科学发展的动力与愿景。科学既然可以改造自然、改变生活,那么,用科学教育人们理解自然、社会、生活、人生,就是正确的。

物理学属于自然科学,研究物理现象的内在联系。许多物理现象与物理规律蕴含丰富的育人资源,这些资源包括物理学家的事迹、科学研究的过程、对未知领域的研究方法、研究时严谨的态度,甚至是科学家走过的一些弯路。如果教师能不失时机地利用好这些资源,不仅能使教学效果事半功倍,而且能使其育人效果比简单的说教好许多倍。笔者是一位从教27年的一线初中物理教师,接触的多是世界观、人生观、价值观未成型的青少年,在教授他们物理知识、研究方法的过程中,经常会挖掘和利用物理资源,寓思想教育于课堂教学之中。下面笔者谈谈是如何发挥初中物理学的育人功能的。

一、科学推翻神论,破除封建迷信

封建迷信思想在中国没有完全消除,生活在城镇以及农村的部分学生或多或少的会受到影响,当他们遇到一些解释不了的现象时,总觉得有“老天爷”(最大的神)在进行操纵,不少这样的认知是从家长那“继承”来的,笔者小时候也有过同类认知。如果物理教师给予他们科学的解释,就可以让他们从思想上破除有神论。

“做坏事,天打雷劈”(“雷”是被神仙操纵的)就是有神论的说法之一。初中物理教材中《电荷》部分内容把雷电的发生过程解释得很明白:云层之间发生大规模的火花放电就形成闪电;强大的电流把空气加热,空气(含有大量被汽化、升华变成的水蒸气)迅速膨胀,引起空气的剧烈振动产生声音;由于声速远小于光速,所以我们总是先看到闪电后听到雷声。可见,“做坏事”与“打雷”是没有联系的。

对着流星许愿,上帝就会让愿望实现,是一些年轻人从文学作品、电视剧里学来的“舶来品”。学习《内能》就是纠正这一认识的最好时机:外太空的陨石坠入大气层之后,与空气剧烈摩擦,大量的机械能转化为内能,使之燃烧,达到发光发热的状态,从天空划过,这便是流星,是很普通的自然現象。对着“一串火光”许愿,真能实现吗?

其他诸如“天堂”“地狱”等说法也是如此,熟悉了关于宇宙的知识就会知道,宇宙空间不是分为天界、冥界、人间的,自然不会存在天堂与地狱。

二、科学创造神话,助飞人类梦想

中华民族的人们有着丰富的想象力,先贤把他们的想象力以文学作品、神话故事等形式流传下来,里面包含很多人们对美好生活的憧憬,如今已经把不少憧憬变成现实。物理教师把这些故事渗透到教学中,既可以让课堂生动起来,又可以让学生领略科学技术的魅力,增加对科学技术的喜爱。

比如,《封神演义》中的“千里眼、顺风耳”两个人物,他们的本领其实就是远距离传递图像信息和声音信息,北师大版教材的第十五章《怎样传递信息技术——通信技术简介》中把这一现象解释得清清楚楚:把音频电流与视频电流信号加载到射频电流上,通过电磁波即可远距离传播。现在的视频电话便是这两个人物合二为一的化身,如歼20战机的可视头盔,何止是千里眼、顺风耳?

再如,教学“流体的压强与流速的关系”这部分内容时(《飞机为什么能上天》),把飞机的机翼与雷震子的翅膀联系起来;认识超声波的应用时,把超声波成像与孙悟空的火眼金睛联系起来;讲到《火箭》时,把嫦娥三号与广寒宫中的嫦娥、玉兔联系起来;等等。挖掘这类资源,让学生体会,人类不懈的努力可以助飞梦想,从而激励他们投身到物理学知识的研究活动中。

三、辩证看待事物的两面性

大多青少年的世界观、是非观还没有形成,他们往往会把感官上的感受作为衡量事物对错的标准,这时候对他们进行正确的是非观念教育,教会他们如何辩证地看待对与错、是与非是每一个教育者的责任,特别是一线教师的责任。物理恰恰有着这样得天独厚的条件——资源丰富,这些资源的教育功能是那些苦口婆心的“说服教育”不具备的。

杠杆原理是初中阶段必须掌握的一个基本原理,它的内容是:当杠杆平衡时,必须满足“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”。它的实质是,使用杠杆必须学会取舍:欲得力,必舍距离;欲得距离,必舍力。鱼与熊掌不可兼得。自然规律如此,为人处世何不如此?欲取之,必予之,舍此得彼。如若凡事只考虑自己,一味地索取,则易“失去平衡”,众叛亲离。 舍便是得,得便是舍,舍得之间游刃也,何等境界!

现代科技进步之快,总让一些人感觉跟不上节奏;科学技术创造的价值让我们的物质生活、精神生活变得丰富,可是科学有时也让人类面临威胁。学到核能时,教师要让学生明白,核能的利用让人类看到未来能源的发展方向,可是核武器也能一瞬间夺走几十万、上百万人的生命。切尔诺贝利核电站的核泄漏带来的污染至今没有办法完全消除;学到《热机》《燃料的利用与环境保护》时,教师要告诉学生,各种热机的发明与利用加速了人类文明的进程,可是所带来的污染也是难以磨灭的,如冰川融化、土地沙漠化、水污染、空气污染;等等。

爱因斯坦的相对论告诉我们,事物具有两面性不是个别现象,而是自然界的普遍规律。教师要引导学生学会辩证地看待问题,人类有希望是因为科学,人类有失望也可能是因为科学。

四、认清发展道路是螺旋式上升的

人类认识到未知世界的发展并不是一帆风顺的,一些起初被认为正确的东西,后来被发现是不完善的,甚至错误的,这体现了事物螺旋式发展的基本规律。人生的发展道路亦是如此,是螺旋式上升的。

人类对电流的认知历程比较曲折。富兰克林时代,科学家认为正、负电荷都可以定向移动形成电流,所以把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。英国物理学家汤姆逊于1897年发现了电子。电子的发现打破了千百年来认为原子是组成物质的最小单位的学说,揭示出原子仍有内部结构。传统观念的打破、物质组成的细化,强烈冲击了经典理论,无论在科学界还是在哲学界都产生了巨大影响。1911年,英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的核式模型;1919年,他又发现了带正电的质子;1932年,他的学生查德威克发现了不带电的中子,并最终确立原子核是由质子和中子组成的。这个时候,人们才知道金属导电是电子定向运动形成的,而且自由电子定向的运动方向与规定的电流方向相反。许多研究著作都是以正电荷定向运动作为电流方向的基础的。再后来,人们发现酸碱盐的溶液导电,既有正电荷定向移动,也有负电荷定向移动。

人们对微观粒子的认识也是如此。现在人们知道,物质由分子构成(有些由原子构成,有些由离子构成),而分子又由原子构成。可是玻意耳和道尔顿先确立的是原子论,1811年,意大利科学家阿伏伽德罗才提出分子论。

人们对宇宙的认识也不例外。从地心说到日心说,再到无心说,现在被认可的是1948年伽莫夫提出的大爆炸学说。实际上,这类学说提出的问题比它解决的问题还要多,留给人们的思考空间更加广阔。爱因斯坦曾经说過,“一个人最完美和最强烈的热情来自面对不解之谜”。所以,探索是无止境的。

教师通过这些资源要让学生明白,学习过程中遇到困难和挫折是正常的,关键看你能不能持之以恒。坚持下去,有高峰就会有低谷,低谷过去还会有高峰,永无止境,不只是学习,将来做事也一样。

五、积累让人生之“场”变得强大

“场”是一个极其抽象的物理概念,可是场的作用并不难理解(实质是场与场之间的相互作用)。万有引力场能对质量起作用,因为它源于质量,月之绕地转,地之绕日转,日之银河系内转,无不是这个道理;有足够的质量,才有超凡的引力,黑洞便是如此。磁场对磁体起作用,因为它自身的磁性强大;电场对电荷起作用,因为它有电荷量,电荷量越大,电场就越强,强大的电场足以电离它周围的物体。

类比人生,婴儿呱呱坠地时基本不具备能力;成长的过程便是积累的过程,积累越多,你的能力(比之为场)越强;当你在某些方面(知识、阅历、胆识、技能等)的积累足够多时,你就可以创立自己的一番天地。如果不懂积累,那你有可能会沦为别人“场”内的一粒尘埃。

六、学习科学家的品质与爱国情怀

物理学知识的丰富与发展是不少物理学家用毕生的精力,甚至是生命换来的。他们在实验与研究中尽管历尽艰辛,但是所表现出来的品质与精神,同科学技术一样,也是人类宝贵的财富。教学过程中,教师可以用物理学家的研究经历教育学生如何热爱科学、如何热爱国家、如何把人生价值体现出来——人生最大的价值莫过于服务全人类。

教授电荷时,教师可用富兰克林引雷电的实验教育学生,做事情要有忘我的奉献精神;讲授电流及其单位时,教师可讲一讲安培“怀表变卵石”、马车车厢做“黑板”的轶事;讲授密度时,教师可说一说阿基米德与王冠的故事。教师可经常运用这些资源教育学生,学习要有全身心投入的痴迷精神。

学习科学知识,免不了介绍诺贝尔奖,教师不妨谈谈诺贝尔的生平与诺贝尔奖的设立以及他的名言,激励学生放眼世界,既要有不懈的努力,又要有宽广的胸怀。财富是用来激励人们奋进的,不是用来炫耀的。

科学没有国界,可是科学家是有国籍的。科学家不仅热爱科学,也热爱自己的国家。只有热爱自己的国家和民族,才能谈得上热爱全人类。他们在毕生的追求中,始终把自己的生死置之度外,认为国家和民族的利益高于一切,用行动展示了他们的爱国情怀。

学习《火箭》时,教师可介绍钱学森的事迹,弘扬航天精神;教授核能时,教师可讲一讲邓稼先、于敏的贡献,他们铸造大国利器,用核武爱国。科学家即使身居国外,生活在异国他乡,爱国也是一生的情怀。居里夫人是法国著名的物理学家、化学家,她是波兰人,她把发现的放射性元素命名为“钋”就是源于她的爱国情怀。

教师,传道授业解惑也,传道居首。不只是物理资源具有这样的功能,各个学科都有资源可以开发利用。每一位一线教师都要善于利用这些资源,尽自己的努力,先培育合格的人,再使之成为有用的才。

[   参   考   文   献   ]

中华人民共和国教育部.九年级物理[M].北京:北京师范大学出版社,2017.

(责任编辑    黄诺依)

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