(北京市勁松第一中學(xué) 北京朝陽 100021)
人類的知識正在不斷向綜合化系統(tǒng)化方向發(fā)展,學(xué)科融合是當(dāng)前課程改革的一個熱點(diǎn)話題,可以提供一種全新的思路和視角來看待新時代的教育方式,隨著該方面理論研究的深入和理論體系框架的構(gòu)建,學(xué)科融合將煥發(fā)新的生機(jī)和活力。下面,我就各學(xué)科知識在物理學(xué)科中的融合舉例分析。
中國是文化底蘊(yùn)非常深厚的國家,古人給我們留下了非常豐富的文化財富。其中文學(xué)作品中很多都滲透了物理學(xué)的知識。初中物理中有關(guān)這類的試題活化了物理知識,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的分析和解決問題的能力。
例1:宋代范仲淹的《岳陽樓記》中蘊(yùn)含了豐富的光學(xué)知識,文學(xué)詞句與物理知識相符合的是( )
A.“錦鱗游泳”,看到水里的魚是實(shí)像
B.“皓月千里”,皎潔的月亮是光源
C.“浮光躍金”,湖面波動的光閃著金色是光的折射現(xiàn)象
D.“靜影沉璧”,如玉璧一樣月亮的倒影是光的反射現(xiàn)象
解析:要解決此題,需要搞清楚這段文字的意思,湖面上大片煙霧完全消散,皎潔的月光一瀉千里,波動的光閃著金色,靜靜的月影像沉入水中的玉璧。A選項(xiàng)中魚的像是光的折射現(xiàn)象,是虛像;B選項(xiàng)中皓月指的是月亮,月亮靠反射太陽光,自身不能發(fā)光,不是光源;C選項(xiàng)中湖面波動的光閃著金色是光的反射現(xiàn)象;D選項(xiàng)中靜影沉璧是指靜靜的月影卻像沉在水中的碧玉,是人從水面看到月亮的虛像,所以月亮通過水面反射而形成的。
生物在物理中的滲透主要體現(xiàn)在眼睛的認(rèn)識;人體肌肉骨骼結(jié)構(gòu);心臟跳動等。眼睛跟照相機(jī)的成因相似,成倒立、縮小、實(shí)像,近視眼和遠(yuǎn)視眼的視力糾正都運(yùn)用到了物理上的凸透鏡成像的知識;人體骨骼各個部分的工作原理離不開物理中的杠桿知識;心臟跳動跟物理中的液體壓強(qiáng)知識密不可分。
例2:矯正遠(yuǎn)視眼的眼鏡的鏡片應(yīng)選用_______透鏡。(選填“凸”或“凹”)
解析:看近處的物體很吃力,只有把物體拿到離眼睛較遠(yuǎn)處才能看清楚,這種眼睛叫“遠(yuǎn)視眼”,其特點(diǎn)是“怕近不怕遠(yuǎn)”。由于眼球在前后方向上過短,視網(wǎng)膜距晶狀體過近,或者晶狀體比正常眼扁些,品狀體太薄,折光能力太弱,平行光的會聚點(diǎn)在視網(wǎng)膜后,因此,來自近處一點(diǎn)的光還沒有會聚成一點(diǎn)就到達(dá)視網(wǎng)膜了,在觀網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。矯正遠(yuǎn)視眼,可配戴用凸透鏡制成的遠(yuǎn)視眼鏡,使入射的平行光經(jīng)凸透鏡會聚后再射入眼睛,會聚點(diǎn)就能移到視網(wǎng)膜上。
化學(xué)和物理屬于“兄弟”學(xué)科,有著密切的聯(lián)系并且是相互完善的?;瘜W(xué)學(xué)科強(qiáng)調(diào)微觀領(lǐng)域,比如化學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),我們才能解釋物理中的摩擦起電;蓄電池的電能是以化學(xué)反應(yīng)的形式儲存和釋放的等等。
例3:電動車蓄電池接在電路上充電時,電池屬于_____是把_____能轉(zhuǎn)化為_____能;電動車行駛時,蓄電池放電,這時電池屬于_____,是把_____能轉(zhuǎn)化為_____能。
解析:充電就是在電池內(nèi)部發(fā)生了氧化還原反應(yīng),把電能儲存在化學(xué)物質(zhì)中,所以電動機(jī)電池屬于用電器,充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;不充電時,電池內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)再把電能放出,所以電動車行駛時是屬于電源,是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。此題設(shè)計了能量守恒定律的原則,物質(zhì)的狀態(tài)變化一般伴隨著,化學(xué)變化不但生成新物質(zhì),而且還會伴隨著能量的變化,這種能量變化經(jīng)常表現(xiàn)為熱能、光能和電能的放出或吸收。反之,其他形式的能也可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來。
物理和地理是兩門聯(lián)系十分密切的學(xué)科,天氣的變化、天體的運(yùn)行、地球的物質(zhì)運(yùn)動與變化等現(xiàn)象中往往涉及物理學(xué)、地理等多學(xué)科的知識,要深刻理解某些地理問題,很大程度上依賴于對物理知識的運(yùn)用;另一方面,地理知識又為某些物理規(guī)律的獲取提供了大量詳實(shí)、生動的背景材料。
例4:若假想地磁場是由地球內(nèi)部一塊大磁鐵產(chǎn)生的,能合理描
述這塊大磁鐵的是( )
A.地磁場的形狀與條形磁鐵相似,地磁場的北極在地理南極附近
B.地磁場的形狀與條形磁鐵相似,地磁場的北極在地理北極附近
C.地磁場的形狀與U形磁鐵相似,開口朝向地理北極
D.地磁場的形狀與U形磁鐵相似,開口朝向地理南極
解析:地球是一個大磁體,地磁場的形狀與條形磁鐵相似,地磁場的南北極與地理南北極相反,即地磁的北極在地理的南極附近。
每個學(xué)科、每個知識都不可能僅僅是獨(dú)立的存在,它們之間存在著許多的相似和相同之處,如果我們能好好加以整理和理解,打破學(xué)科的界限,必定能對現(xiàn)有的知識進(jìn)行有效的重組,形成新的特色課程。