林根旺

摘 要： 高中物理由于自身學(xué)科特點(diǎn)，教師在教學(xué)過(guò)程中往往課堂氣氛較為沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。本文探討在上《牛頓第一定律》這節(jié)課時(shí)，借助生活中的胸口碎大石、徒手劈磚等內(nèi)容，使課堂氣氛輕松快樂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞： 慣性；胸口碎大石；徒手劈磚；快樂

高中物理概念、定律比較抽象復(fù)雜，學(xué)生不易理解和掌握，許多物理情景也是建立在理想化模型的基礎(chǔ)上，老師在講解時(shí)主要通過(guò)枯燥的理論推理分析，調(diào)動(dòng)不了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣不高，老師和學(xué)生都無(wú)法從物理中感受到快樂，成為許多一線物理教師的一道難題。如何解決這一難題呢？著名教育學(xué)家陶行知提倡“生活即教育”，認(rèn)為最好的教育就是“從生活中學(xué)習(xí)”。如果我們能在物理教學(xué)過(guò)程中力求將學(xué)到的物理知識(shí)貼近生活，去解釋日常生活中遇到的現(xiàn)象，這樣既能讓學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，又能使學(xué)生感覺物理知識(shí)非常有用，從而激發(fā)出對(duì)物理濃厚的學(xué)習(xí)興趣。前一階段筆者上了一節(jié)《牛頓第一定律》的公開課，就借助生活中的一些實(shí)例，讓學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的內(nèi)容有深刻的理解，又讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理的快樂。主要教學(xué)內(nèi)容如下。

1 教學(xué)思路

本節(jié)課是高中物理必修1第6章《力與運(yùn)動(dòng)》中的第1課時(shí)，該章以亞里士多德、伽利略、牛頓三位歷史巨人圍繞“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”展開的一場(chǎng)跨越時(shí)空的假象對(duì)話來(lái)導(dǎo)入全章主題，一方面讓學(xué)生了解人類對(duì)這一動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的探索歷程，為具體內(nèi)容的學(xué)習(xí)做好鋪墊；另一方面也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)研究的重大進(jìn)展，對(duì)人類文明和社會(huì)進(jìn)步都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。其中第一節(jié)《牛頓第一定律》是在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，主要討論力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系和慣性概念。而學(xué)生對(duì)力與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)，更接近亞里士多德的觀點(diǎn)，因此在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)日常經(jīng)驗(yàn)的仔細(xì)再思考和對(duì)一些小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入分析，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，從而有效澄清錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，真正理解“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”。慣性的概念學(xué)生雖然在初中已經(jīng)見過(guò)，但一些模糊認(rèn)識(shí)還是普遍存在，要通過(guò)一些與生活相關(guān)的實(shí)例分析來(lái)幫助學(xué)生認(rèn)清慣性及其應(yīng)用。在教學(xué)過(guò)程中要注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力及應(yīng)用定律解決實(shí)際問(wèn)題的能力。使學(xué)生學(xué)會(huì)從紛繁的現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)研究方法。

2 課堂引入

應(yīng)用多媒體視屏播放劉德華剛出道時(shí)表演的胸口碎大石。

師：胸口碎大石是許多江湖藝人喜歡表演的雜技項(xiàng)目，也深受廣大觀眾的喜愛，表演者往往先運(yùn)氣一段時(shí)間，跟觀眾強(qiáng)調(diào)要“功力深厚”才能成功。而事實(shí)上他們是否真的都是“武林高手”呢？從剛才的視頻中我們可以看到，剛出道時(shí)的香港明星劉德華也表演過(guò)胸口碎大石，可見表演者并不需要所謂的“功力深厚”。為什么堅(jiān)硬的大石頭都被砸碎而下面的人卻安然無(wú)恙呢？通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，大家便會(huì)明白其中的奧秘！

3 新課教學(xué)

3.1 力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，牛頓第一定律

該模塊知識(shí)學(xué)生在初中階段已有一定了解，課本介紹也比較詳細(xì)，因而在教學(xué)中主要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主歸納的教學(xué)方法，要求學(xué)生通過(guò)閱讀課本相關(guān)知識(shí)后完成表1的內(nèi)容。

老師根據(jù)學(xué)生的完成情況做好引導(dǎo)和補(bǔ)充，總結(jié)得出相關(guān)結(jié)論：

亞里斯多德認(rèn)為：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就要靜止下來(lái)。

伽利略認(rèn)為：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒省?/p>

笛卡爾認(rèn)為：如果沒有其他原因，運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的方向。

牛頓認(rèn)為：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

3.2 慣性及其應(yīng)用

師：從牛頓第一定律我們知道，物體都有保持原來(lái)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，物理學(xué)中把物體的這種狀態(tài)稱為慣性。慣性是物體的固有屬性，從生活中的經(jīng)驗(yàn)我們知道，要使一輛運(yùn)動(dòng)的大卡車停下來(lái)，比使一輛以相同速度運(yùn)動(dòng)的小汽車停下來(lái)要困難得多，這表明質(zhì)量越大的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，也就是說(shuō)物體的慣性越大。我們生活中的許多有趣想象，就與慣性有很大關(guān)系。

3.2.1 課本的迷你小實(shí)驗(yàn)

在教材中有介紹到這樣一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：如圖1，把一本較厚重的書用細(xì)繩扎一圈，然后將細(xì)繩的一端懸掛起來(lái)，另一端用手牽著。先迅速用力將細(xì)繩一拽，看看是細(xì)繩的哪一段斷開；另外一次為慢慢加大拉力，直到細(xì)繩被拉斷，看看又是細(xì)繩的哪一段斷開。為讓實(shí)驗(yàn)更便于操作，我用連接的磁力棒代替細(xì)繩，重的金屬球代替課本，如圖2所示。

師：從實(shí)驗(yàn)中我們可以發(fā)現(xiàn)，迅速下拉時(shí)下面的磁力棒先分離；慢慢加大拉力時(shí)上面的磁力棒先分離。這是因?yàn)檠杆傧吕瓡r(shí)，中間重的金屬球由于慣性還來(lái)不及改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，下面的棒已經(jīng)先離了；而慢慢加大拉力時(shí)，上面的磁力棒的受力等于下面的拉力加上金屬球的重力，受力比較大，自然先離開了。

3.2.2 胸口碎大石

我們剛上課時(shí)提到的胸口碎大石與上面的小實(shí)驗(yàn)有異曲同工之妙。由于實(shí)際的表演有一定的危險(xiǎn)，器材準(zhǔn)備也比較麻煩，我設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，用保鮮袋裝水來(lái)代替人，為防止袋子被刺破最好上面鋪上一條薄毛巾，整個(gè)裝置如圖3所示。

在實(shí)驗(yàn)中我們可以發(fā)現(xiàn)，如果錘子慢慢用力下壓，下面裝水的保鮮袋先破；而如果迅速往下砸，上面的重石板由于慣性還來(lái)不及改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)就裂開了，下面的水袋還完好無(wú)損。

師：經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)我們可以知道表演胸口碎大石并不需要“功力深厚”，更多的是需要勇氣和技巧，表演要成功有兩個(gè)重要條件：一是石板要有一定的重量，慣性大，比較能保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)；另一個(gè)是砸的時(shí)候要迅速，形象的講就是要夠狠。這兩點(diǎn)又恰好能激起觀眾觀感，因而胸口碎大石表演會(huì)長(zhǎng)盛不衰，流傳至今。

3.2.3 徒手劈磚

師：徒手劈磚是另外一個(gè)觀眾喜歡的表演項(xiàng)目，老師經(jīng)過(guò)一階段的努力，也練成此絕技，大家不要以為徒手劈磚很容易，我們先請(qǐng)班上最強(qiáng)壯的兩位同學(xué)上來(lái)試一下，其他同學(xué)也可以主動(dòng)上來(lái)。

一般人沒有用點(diǎn)技巧想要徒手劈磚是很困難的，沒有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的人要把磚劈斷，需要在下劈前偷偷地將磚的一端微微翹起，如圖4所示。為提高成功率，可在下面墊上一塊石板，筆者多次實(shí)驗(yàn)，成功率接近百分八十。

師：其實(shí)我并沒有比剛才兩位同學(xué)厲害，只是用了點(diǎn)小技巧。前面細(xì)心的同學(xué)就有觀察到，我在下劈前偷偷地將磚的一端微微翹起，這樣，磚在撞桌子前已有一定的速度，在“劈”和“撞”的共同作用下磚才斷的。

4 課堂小結(jié)

師：通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們了解了科學(xué)家們對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的歷史認(rèn)識(shí)過(guò)程：亞里士多德是開拓者；伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)方法；笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的觀點(diǎn)；牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念，知道了慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量是慣性大小的量度。利用慣性可以解釋生活中許多有趣的現(xiàn)象，學(xué)物理可以開闊我們的見識(shí)，物理就在生活中！

縱觀整堂課，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，課堂氣氛輕松愉快，看到學(xué)生充滿期待的眼神，當(dāng)教師的成就感油然而生。這樣的一節(jié)課或許對(duì)提高學(xué)生的解題能力和考試成績(jī)并沒什么直接幫助，但能讓學(xué)生感到物理就在生活中，物理是有趣的、有用的。興趣是最好的老師，相信有了興趣，許多困難都可以迎刃而解。