學萬有引力 談古今中外
——談高中物理教學的興趣培養(yǎng)

閆來貴

(江蘇省海安市曲塘中學 226600)

物理作為高中學習科目中對思維能力要求比較強的科目，高中學生在學習中時常傾向于認為他較為復雜，且練習過程枯燥.為了增強學生的選課傾向以及改善學生的學習效果，我認為非常有必要引導學生們對它產(chǎn)生更大程度的學習興趣.如何提高學生們的物理學習興趣常常都是老師頭疼的問題.我將以高中物理中的“萬有引力定律”這章的教學為例子，從人文熏陶、實驗啟發(fā)、師生共進三個方面討論怎樣提高高中學生對物理的學習興趣.

一、利用人文熏陶提高高中生物理學習興趣

人文熏陶雖然作為文科科目的重要教學方式和教學目的，但在新課改的大背景和教學形式不斷創(chuàng)新的大形勢下，也可以作為物理教學的重要方式和有效手段.

我認為高中物理對學生進行的人文熏陶主要可以從三個角度進行切入開展.

第一個角度是向?qū)W生們拓展高中物理知識及相關(guān)物理學家的故事.從本章教學上來舉例，開普勒三大定律相關(guān)的物理學家卡文迪許和開普勒、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者牛頓等等物理學家的故事都可以向同學們講述.同時，在講述故事的時候要注意表達技巧，可以用幽默夸張的講解來活躍課堂氣氛；同時對能引起同學們思考和共鳴的故事進行必要的拓展講述.比如說在“萬有引力定律”教學中，相關(guān)的物理學家里，牛頓成長的經(jīng)歷，我們進行必要的補充拓展，比如說牛頓少年時代因黑死病退學的求學經(jīng)歷，以期引起同學們的感情共鳴，拉近和物理學家的情感距離.

第二個角度是向?qū)W生們拓展高中物理知識相關(guān)發(fā)展故事.從天體物理相關(guān)的發(fā)展來說，我們可以向同學們講述哈勃望遠鏡這樣的物理學家的天眼，使他們感到物理和宇宙的浩瀚美麗.同時我們常常會認為物理的發(fā)展基本發(fā)生在西方世界，但是除了近代物理之外，中國在古代物理的發(fā)展中一直占有重要地位.比如說古四大發(fā)明，就一直被認為是中國的科學發(fā)明，從古至今一直具有強大生命力.比如說我們可以向?qū)W生們講述張衡的地動儀的神奇故事，講述司南在中國史書記載中有多少輝煌的歷史，激發(fā)學生們的愛國情懷的同時，讓他們感到強國和強科技的緊密聯(lián)系，讓他們意識到基礎物理的學習的重要，從現(xiàn)象到本質(zhì)，鼓勵學生看其表象，分析本質(zhì).總之，能夠使學生們知道物理學習的重大意義，對物理的學習興趣上升到愛國的豪情.

第三個角度是向?qū)W生們拓展高中物理知識的相關(guān)應用.在本章相關(guān)的物理知識中我們可以介紹，如GPS同步衛(wèi)星，同時里面還有一個相對論的小知識.我們都知道愛因斯坦著名的相對論主要應用在高速狀態(tài)、微觀世界，看起來離我們的日常生活好像沒有關(guān)聯(lián).其實不是這樣的，相對論還有非常接近我們生活的一方面，其中一個非常優(yōu)秀的例子就是美國的全球定位系統(tǒng)GPS.GPS的誤差來源里有一個就是由于相對論效應，愛因斯坦的時間和空間一體化理論表明，衛(wèi)星鐘和接收機所處的狀態(tài)(運動速度和重力位)不同，將會導致衛(wèi)星鐘和接收機鐘之間的相對誤差.由于GPS定位是依靠衛(wèi)星上面的原子鐘提供的精確時間來實現(xiàn)的，而導航定位的精度取決于原子鐘的準確度，經(jīng)過微調(diào)相對論效應產(chǎn)生誤差能夠得到更精準的定位結(jié)果.這一點就非常的有趣而且離我們生活非常近，可以有效讓同學們對看似與生活無關(guān)的“廣義相對論”，產(chǎn)生心理的距離大大縮短，從而更好地學習本章.同時可以介紹我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，增強學生的民族自豪感.

二、利用小實驗啟發(fā)提高學生物理學習興趣

實驗啟發(fā)這一方式的有效性我已經(jīng)在和很多一線教師的交流中產(chǎn)生過強烈感受，這是一個已經(jīng)被充分證明過有效提升高中物理學習興趣的教學方法.我將從實驗展示、實驗導入新課、生活實際演示三個角度切入分析討論這個教學方法在提高高中物理學習興趣中的應用.

第一個角度是實驗展示.我認為趣味的實驗展示在提高高中物理學習興趣的核心原理主要是打破了學生們的常規(guī)認知結(jié)構(gòu)，刺激了學生產(chǎn)生好奇心.比如說介紹地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)時，揭示了地球每年北半球夏天更長，冬天更短的原理，可以一定程度引發(fā)學生們的好奇心；同時可以有效結(jié)合NASA以及中國天宮一號的太空視頻：觀察航天飛行員的生活狀態(tài)；水杯里水是球形；彈簧秤吊住物體，無形變、無示數(shù)等一系列現(xiàn)象，激發(fā)同學們對如籃球氣球同時落下這樣一些無法在日常生活實現(xiàn)的物理現(xiàn)象的興趣與思考.

第二個角度是實驗導入新課.實驗導入新課也是我們常見的物理課教學方法.作為一個相對來說抽象的章節(jié)，“萬有引力定律”不便于用簡易直觀的小實驗進行演示.但是我們可以把天體運動聯(lián)系到圓周運動.進行如“水流星”這樣在易拉罐裝滿水的有趣實驗，可以有效調(diào)節(jié)課堂氛圍.

第三個角度是聯(lián)系生活實際演示實驗.聯(lián)系生活實際常常被我們運用在力學、運動學方面的教學上.比如說摩擦力和接觸面粗糙程度的關(guān)系，和垂直于接觸面的壓力的大小關(guān)系.在“衛(wèi)星變軌”的教學上，我們可以用投擲鏈球的加速運動類比于天體從原來的軌道加速到橢圓軌道，這種類比可以有效加深同學們對類似知識點的記憶和形象理解的興趣.從而使學生達到對“萬有引力定律”更有興趣的學習境界.

三、利用師生共進提高高中生對物理學習的興趣

對老師的情感常常會被同學們帶入到對學科的學習中去，如果學生對某門學科老師非常敬佩和喜愛，那么學生就常常會對這一學科投入更大的熱情和抱著更認真的學習態(tài)度.我接下來從幽默風趣的語言藝術(shù)和師生情感交流、因材施教三個角度分析師生共進對高中生學習物理積極性的有效性.

第一個角度是幽默的語言藝術(shù).物理學界的大咖霍金一段時間之前去世了，在他生前的一次活動上有個女孩問他一個男明星退出了自己的組合會對宇宙產(chǎn)生什么影響呢？霍金回答說：“你可以轉(zhuǎn)向理論物理的研究了，總有一天我們將會證明多重宇宙的存在，可能另一個平行宇宙里，你的偶像沒有退出組合，可能在一個平行宇宙里面，你的偶像甚至和你是一對讓人羨慕的情侶.”霍金在這里不但沒有一臉嚴肅的訓導提問的女學生，反而是充滿了科學情懷，用一個富于語言魅力的回答引導了這個女學生.在幽默上，理科并非不如文科科目教學容易，相反，物理和生活的緊密相關(guān)性，可以讓我們在課堂上對學生們講到很多非常有趣乃至深刻的地方.讓他們更強烈的感受到物理和我們的密不可分，感受到物理的偉大神奇和深刻美麗.

第二個角度是師生情感交流.物理練習時，學生時常會遇到一些困難，這時候教師有必要及時給學生提供幫助和關(guān)愛，傾聽學生們的想法并給予及時的引導.比如學生表露出對行星的運動學習時對繁多引申公式的混淆問題，我們教師要及時給學生提供心理上的建設幫助和學習上的引導，讓學生對引申公式不產(chǎn)生畏難情緒.

第三個角度是師生共同探究.和很多學生的交流中，我認識到，新課講解知識比較抽象，學生主動參與度不夠，如能盡量師生共同探究，這樣能有效提高基礎不算最好的學生的學習積極性.如我在講解衛(wèi)星的發(fā)射時，以水平拋出一個鉛球，讓學生猜想拋出速度越來越大，會發(fā)生怎么樣的情況.設置出多個問題，層層推進：①鉛球繞地球做什么運動？②是什么力提供它做圓周運動的向心力？③如果F萬>F向，鉛球會如何什么運動？④如果F萬

小結(jié)：F萬=F向，鉛球才不會掉回地面從而做穩(wěn)定的圓周運動，此時鉛球的速度多大呢？

方法一：萬有引力提供物體作圓周運動的向心力

方法二：地表附近，重力近似等于萬有引力

通過本章的學習，引導學生關(guān)注宇宙學研究的新進展，也有許多中學生感興趣的話題，如星光偏折，引力波，暗物質(zhì)，暗能量，讓學生通過查閱資料，舉行討論會等，進一步深化對科學本質(zhì)的認識.