沈云
摘? ?要:物理是一門比較綜合的學(xué)科,如把物理比做一棟大廈,物理與其他學(xué)科間的關(guān)系好比大廈的組成部分,關(guān)系緊密相聯(lián),要學(xué)好物理,需要學(xué)好其他學(xué)科知識(shí),做到核心素養(yǎng)的養(yǎng)成,物理的這棟大廈需要其他學(xué)科知識(shí)的共同參建。
關(guān)鍵詞:物理;緊密關(guān)聯(lián);核心素養(yǎng)
物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ),在以前稱之為“格致學(xué)”,是從宋明的“格物致知”引申而來的。所以物理學(xué)本意是探究事物原理,從中獲得智慧、真知灼見。從某種程度上來說,可以理解為“事物的道理學(xué)科”,它是當(dāng)今最精密的一門自然科學(xué)學(xué)科。如把物理比做一棟大廈,物理與其他學(xué)科間的關(guān)系好比大廈的組成部分,關(guān)系緊密相聯(lián),今天來淺談它們之間的關(guān)系。
1? 語文是物理的地基
很多人認(rèn)為物理是理科,語文是文科,沒有關(guān)系,其實(shí)是大錯(cuò)特錯(cuò),讀取題意就是語文能力,很多同學(xué)看了物理題目,不知所云無從下手,就是語文基礎(chǔ)不好?!耙晃挥贠xy平面內(nèi)的剛性導(dǎo)體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)(不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))”主語是“導(dǎo)體框沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)”接著再確定“位于Oxy平面內(nèi)的剛性”和“外力作用下以恒定速度”這樣就能把這句話理解透了。只有語文這地基扎實(shí)了,才能讀懂題意,建起物理這座高樓大廈。
2? 數(shù)學(xué)是物理的水泥
常言道“數(shù)理化不分家”確實(shí)如此,數(shù)學(xué)好比是水泥,用攪拌過的水泥把磚頭砌成房子。很多有難度的物理題目,物理思維簡單明了,但最終因?yàn)閿?shù)學(xué)知識(shí)而無法得高分,比如2017年課標(biāo)全國卷Ⅰ的25題,滿分20分,全程均受重力和豎直方向的電場力,過程分別是豎直向上的勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng),豎直向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),物理知識(shí)簡單明了,常規(guī)題,可是數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用卻是難倒一大批學(xué)生,導(dǎo)致個(gè)別省份該題滿分為1人,17分以上共3人。難怪說“一名成功的物理學(xué)家首先是一名成功的數(shù)學(xué)家”,所以物理要得高分,離不開數(shù)學(xué)這些水泥的澆灌。
3? 英語是物理的鋼筋
說到英語和物理的關(guān)系,很多人認(rèn)為是八竿子打不著,其實(shí)物理與英語大有關(guān)聯(lián),英語好比是物理大廈的鋼筋,現(xiàn)以26個(gè)字母為例。A是安培或質(zhì)量數(shù);B是電磁感應(yīng)強(qiáng)度;C是電容或庫侖;D是直徑;E是電場強(qiáng)度或能量;F是力;G是重力或萬有引力常數(shù);H是高度或亨利;I是電流;J是焦耳;K是開爾文;L是長度;M是質(zhì)量;N是彈力或牛頓;O是圓心或重心;P是功率;Q是熱量;R是電阻或半徑;S是位移或面積;T是溫度;U是電壓;V是體積或伏特;W是功或瓦特;X是原子核;Y是原子核;Z是質(zhì)子數(shù);e是電子;f是摩擦力;g是重力加速度;q是電量;t是時(shí)間等等。單詞electricity是電子,所以e是電子,E是電場強(qiáng)度;單詞force是力,所以F、f是力,單詞mass是質(zhì)量,所以M是質(zhì)量,諸如此類的很多很多,基本是英語單詞的第一個(gè)字母就是代表這個(gè)單詞的中文意義,再加上物理公式或定理都是用英文字母簡單明了地表達(dá)出來。用數(shù)學(xué)水泥和英語鋼筋把物理公式定理牢牢澆筑成房子的框架。
4? 化學(xué)是物理的管道
透過化學(xué)這個(gè)管道,可以看到物理的微觀世界,比如阿伏伽德羅常數(shù)、原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜、天然放射現(xiàn)象、同位素、電流的形成、電池、熱學(xué)、電磁場、愛因斯坦相對(duì)論說到的微觀不確定性等等。通過化學(xué)的管道,我們懂得了物理最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律,通過化學(xué)管道,物理大廈的排水系統(tǒng)暢通無阻。
5? 生物是物理的窗臺(tái)
生物雖然與物理交接的內(nèi)容不多,但其作用不可忽視,比如放射性同位素的應(yīng)用,利用射線殺死人體內(nèi)的癌細(xì)胞,作為示蹤原子對(duì)輸油管線漏油情況的檢查及對(duì)植物生長的檢測方面,起著尤為重要的作用。利用任何物體都能發(fā)射紅外線,可以準(zhǔn)確、簡單、明了地檢查出病變的器官,第一個(gè)寫出《生命是什么》不是生物學(xué)家,而是物理學(xué)家薛定諤。物理的窗臺(tái)種滿了繁花似錦的生物。
6? 地理是物理的大門
地球是個(gè)大磁鐵,利用物體的重力加速度的異??梢蕴綔y礦石的分布,根據(jù)地球的形狀選擇適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行火箭、飛船的發(fā)射并回收,根據(jù)地球的磁感線可以準(zhǔn)確地觀察到極光及對(duì)外來射線的防范。根據(jù)紅外線外移或多普勒效應(yīng),可以驗(yàn)證宇宙是在不斷膨脹的,總之,通過地理的這個(gè)大門,物體研究至宇宙的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律,比如開普勒定律、萬有引力定律,人們看到了肉眼看不到的宏觀世界。物理大門一打開,地理撲面而來。
7? 政治是物理的證書
一個(gè)國家在世界上的地位是通過各方面來評(píng)價(jià)的,但利用物理知識(shí)發(fā)展的軍事、航天、科技是一個(gè)國家強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)之一,中國已經(jīng)成為世界上第三個(gè)航天大國,掌握多項(xiàng)航天技術(shù)。2020年6月,當(dāng)全世界都在為抗擊疫情絞盡腦汁時(shí),中國成功發(fā)射第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,完成全球星座部署,中國北斗導(dǎo)航覆蓋全球,完美趕超美國的GPS,精確度達(dá)到驚人的10 cm,遠(yuǎn)超之前的最精確度30 cm。身臨其境、有感而發(fā),一曲《問天》既是對(duì)我國航天事業(yè)更加輝煌的期待,也是對(duì)航天人默默奉獻(xiàn)的致敬,更是對(duì)物理知識(shí)深深的鞠躬。居里夫人把發(fā)現(xiàn)的元素命名為釙,就是為了紀(jì)念她的祖國波蘭。中國戰(zhàn)勝這次新型冠狀肺炎,不管是科普知識(shí)還是治理方法,都離不開物理知識(shí)。國際上給予高度評(píng)價(jià):“這是中國政府高效治理能力的具體體現(xiàn)”,其實(shí)也是科技知識(shí)的應(yīng)用。
8? 歷史是物理的使用年限
物理學(xué)的發(fā)展如果從古希臘的哲學(xué)算起,已經(jīng)有兩千六百多年的歷史;物理的歷史長河是源源不斷的,物理學(xué)的發(fā)展也是漫長曲折的,為之獻(xiàn)身的科學(xué)家也不計(jì)其數(shù),如哥白尼被活活燒死,開普勒被活活餓死。曾獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的溫伯格在《引力論和宇宙論》的開篇緒論中就說到:“一本物理書籍的作者可以采用下列兩種方法之一來組織材料:一種是摘引物理學(xué)史;另一種是遵循他自己對(duì)物理學(xué)定律的最終邏輯結(jié)構(gòu)的最佳推測,這兩種方法都是有價(jià)值的;要緊的是不要把物理學(xué)誤為歷史,也不要把歷史誤為物理學(xué)?!?[ 1 ]歷史長河流到哪里,物理將會(huì)跟隨到哪里,甚至?xí)絹碓胶茫?/p>
9? 人文教育是物理的燈飾
人文教育從來都是教育的重中之重,我認(rèn)為每一節(jié)物理課都應(yīng)該進(jìn)行人文的教育,可以利用課本的插圖,知識(shí)窗,物理學(xué)史,也可以老師自己借題發(fā)揮。比如講到高二的磁場時(shí),可以和學(xué)生這么說“每個(gè)同學(xué)都是小磁體,希望利用你的磁性,其實(shí)就是發(fā)揮你的氣質(zhì)、為人,吸引更多的良師益友”;學(xué)到共振時(shí),可以告訴學(xué)生“當(dāng)你學(xué)習(xí)的熱情頻率和老師的教學(xué)頻率相同時(shí),進(jìn)步的空間是最大的”,物理的高樓大廈通過燈飾變得金碧輝煌!
10? 美術(shù)是物理的設(shè)計(jì)圖
在物理高考題中,圖象處理能力是五大能力之一,每一份物理試卷肯定離不開圖象。物理圖象很多,比如s-t、v-t、a-t、F-t、P-t、I-t、B-t、E-t、U-I、U-R、I-R、Q-U、F-s、EK-s、EP-h等等,多不勝舉,不管什么圖象,注意圖象的斜率、截距、面積、交點(diǎn)、形狀,以不變應(yīng)萬變。不但要求學(xué)生會(huì)看圖做題,更需要學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)圖,比如電路圖、光路圖、受力分析圖等等。物理的每一個(gè)圖好比是設(shè)計(jì)圖,依照?qǐng)D逐步來建造物理的大廈。
11? 研究性學(xué)習(xí)、實(shí)踐是物理的居住實(shí)況
房子建完就要投入使用,物理學(xué)完就要學(xué)以致用。學(xué)生通過研究性學(xué)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)、實(shí)地考察等等方式對(duì)物理知識(shí)深入了解、應(yīng)用。比如“自行車的物理知識(shí)”“成語中的物理知識(shí)”“運(yùn)動(dòng)里的物理知識(shí)”等等,不是學(xué)生只在課堂上做物理題,而是物理知識(shí)帶學(xué)生走進(jìn)生活,做到真正的格物致知,讓物理的高樓大廈真正地投入使用,物有所值!
物理是一門比較綜合的學(xué)科,物理的這棟房子需要其他學(xué)科知識(shí)的共同參建。要學(xué)好物理,就要學(xué)好其他學(xué)科的知識(shí),做到核心素養(yǎng)的養(yǎng)成,要當(dāng)好一個(gè)物理老師,就要孜孜不倦,活到老學(xué)到老。愿物理的這棟高樓大廈堅(jiān)固永久!
參考文獻(xiàn):
[1] S. 溫伯格框架引力論和宇宙論[M].鄒振隆譯.北京:科學(xué)出版社,1980.