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关键词: 物理知识 生活生产 应用
物理知识在人类生产和生活中应用非常广泛。有些物理知识都是人们在生产生活中发现积累出来的经验,而这些经验反过来又丰富了物理学科的知识内容。日常生产和生活中的一些活动就是实实在在的物理实验,在物理教学中,物理知识与生产实践、与现实生活联系极为密切。因此要在物理教学中结合生产实际和生活实际更有现实意义。下面我就物理知识在农村生产与生活的运用谈几点体会。
一、力学知识在日常生产生活中的广泛应用
重力的应用随处可见,如农村盖房砌墙壁时,测试墙壁是否垂直,经常要用到重锤线;做踢毽子活动用的毽子时,往往栓几枚铜钱之类的金属器件,是为了加快毽子下落的速度,控制下落的方向;农村盖房子前,夯实地基需要重力。如果没有重力,无法想象这个世界是个什么样子。喝水时,水倒不进嘴里;飞起的垃圾不能回落到地面,将永远飘浮在空气中;树叶和果实也不会落到地上,而是像失重一样飘在空中。教学时,让学生结合生活中这些常见的实例进行讨论,再举出类似的实例,体验重力的应用。
摩擦力的应用更是随处可见。皮带运输机运输传送物品利用的是物品和皮带之间的静摩擦力。摩擦力既有有利于我们的一面,又有有害的一面。如人步行靠的是鞋与地面的摩擦力,光滑的表面上行走是非常困难的,如在泥泞的路上行走容易摔跤,就是因为接触面摩擦力太小的原因;汽车在雪地上行进时容易打滑,也是因为雪地光滑,摩擦力小的缘故;轮胎表面和鞋底常常制作成各种各样的花纹图案,是为了增加接触地面的粗糙程度加大摩擦力而顺利地通行;机械零件运转都要加一定的油是为了降低组件间的摩擦,有利于机器良好地工作;生产生活中要充分利用有利的一面,对不利于我们的摩擦力,应尽量想方设法减少。
杠杆的应用也是非常普遍的,如杆秤、撬杠、铡刀、跷跷板等都是杠杆原理的应用。在日常生活中的用到的剪刀、钳子、筷子、镊子等也是杠杆原理的简单利用。在利用这些工具工作时,结合杠杆的工作原理可以选择不同的方式,实现省力和提高工作效率两个目标。
压强的应用极其广泛。如履带式拖拉机靠着它宽宽的履带,可以很容易地在松软的田地里耕作;滑雪板做的又宽又长是减小对雪地的压强等。抽水灌溉是利用大气压强的原理;涵洞和虹吸现象是利用大气压强和液体压强的原理应用,等等。
二、热学知识在日常生产生活中的广泛应用
热学知识与人们的生产生活息息相关:人们的吃喝拉撒睡都离不开大量的热学物理知识。如我们的一日三餐,美味佳肴,饭菜的加热与烹饪都离不开热学物理知识;冬季取暖更离不开热学物理知识;家家户户用的太阳能和热水袋也包含着许多热学知识和原理;柴油发动机工作时,水箱严禁缺水;家用电器的外壳都有散热孔等都是热学知识在生产生活中的广泛应用的例子。在农业生产中,冬季温室大棚要用草甸子进行保暖;冬季许多花草都要移入室内或避风向阳的地方养殖;有的还要给小树穿上“棉衣”系上草绳或绑上稻草,日常生活用品中,如暖水瓶的保温技术原理,暖水袋的使用,土暖气的热传导,保温桶的使用等都是常见的热学原理的应用。随着人们热学知识的普及和人们对生活质量的提高,最近盖房子都要对房体和房子的房顶用泡沫板材进行保温处理,大大增强了隔热和保暖的效果。所有这些都是学生耳闻目睹的,经常见到的,其中蕴含的物理知识是学生随时都能体验到的。
三、光、声现象在日常生产生活中的广泛应用
光与人类息息相关。白天需要阳光,夜晚需要灯光。电影电视、照相录像都是光学原理;穿衣镜、望远镜、眼镜的配戴内含着光学原理;红蓝白等各种颜色的光谱不同形成了雨后彩虹;海上光的折射和反射形成独特的海市蜃楼奇观;日月食现象的出现是因为光在同一均匀介质中沿直线传播形成自然现象;另外,根据生活、工作和学习的不同要求,可选择白炽灯、日光灯、节能灯、彩灯、霓虹灯;车辆根据不同需求也设计了远光灯、近光灯、示宽灯、雾灯、报警灯等各种灯光,并根据光学原理对各种灯光的使用和注意事项作了相关规定。手电筒聚光原理是光的直线传播,灯泡发出的光照在反光环上,并反射至前方,按照入射角等于反射角的原理,通过调节入射角大小来完成聚光。
四、电学知识日常生产生活中的广泛应用
【关键词】物理;教学艺术;精心设计;情感转移
教学不仅是一门科学,而且是一种艺术。成功的教学,本身就是一种艺术的创造。掌握了这种艺术,就可以使物理课满堂生辉,给学生以激情和美的享受,从而激起他们高涨的学习情绪。课堂教学是教学过程的重要环节,它要求辩证地处理知识与能力,教学与教育,教学与发展的关系,使学生在智力、能力、思想等方面都得到发展。教师是课堂教学的设计者、组织者、实施者,教学效果的好坏很大程度上取决于教师的教学手段和教学艺术。
即使是刚学物理的学生,头脑中对物理知识的了解总有些“前科学概念”其中包含了理解和误解。如在教“光的折射”现象时,做这样一个情景实验;实验装置是一个玻璃槽中装水,水底放一块较厚的塑料泡沫片,在塑料泡沫片上粘贴一条用塑料纸剪成的鱼,让几个学生各自用一根钢针猛刺水中的鱼。由于学生总认为眼睛所看到的鱼的位置就是它的真实位置,在这样错误的前科学概念的影响下,自然出现在日常生活实践中对一些自然现象凭自己的经验或直觉形成错误的判断。把泡沫片从水中提起来,就发现所刺的几根钢针都落在鱼的上方!这时引出问题:要知道这个道理,就得学习“光的折射”现象。这样的引入,将光学原理融入日常生活中来,可操作性强,创设的简易实验把学生带入到渔民叉鱼的情景中去,符合初中学生对新鲜事物好奇好动的特点,因而能很快地集中学生的注意力,这就为接下来用实验研究光的折射创造了良好的认知起点。
只要教师精心设计学习情景,才能使教学内容变美、变活,深入到学生的心灵之中,实现物理教学的情感转移,学生将对物理学和物理教师的情感转化为学习的动力,这样才能产生出艺术的效果。
【关键词】光;色散;折射率;虹
1 古人对虹的认识
雨过天晴,有时天空会出现美丽的彩虹。彩虹升起的地方在中国神话中,女娲炼五色石补天,终止了一场从天的缺口降下来的大洪水。在《圣经・创世记》里,上帝在大洪水过后,以彩虹跟诺亚及其子孙立约,再也不降如此大的洪水来毁灭世界了。在希腊神话中,彩虹是由信使Iris所铺设连接天地的道路。在爱尔兰神话中,彩虹升起的地方是藏有黄金等宝藏的地方。我们知道这些想法都没有科学根据,只是古代人们心中想象的对美好事物的向往。
那么虹是怎样形成的呢?为什么天空时常下雨而虹却很少出现?一般什么时候会出现彩虹呢?原来虹是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴引起的比较复杂的折射和反射造成的一种色散现象。唐初孔颖达(574―648)在《礼记注疏》中粗略地揭示出虹的光学成因:“若云薄漏日,日照雨滴则生虹”说明虹是太阳光照射雨滴所产生的一种自然现象,表明了对虹的光学成因的粗略解释。
2 虹的成因
虹就是太阳光照射到雨滴上发生色散形成的。雨刚过后,天空中悬浮着很多小水滴,当太阳光进入水滴就像进入三棱镜那样发生色散。虹就是太阳光通过水滴进行两次折射和一次反射反射形成的。
当太阳光以一定的角度进入水滴时,七种单色光有相同的入射角,水滴对不同单色光的折射率不同。七种单色光离开水滴时有了不同的折射角。对于观察者,只能看到由一个水滴折射而来的单色光,其它色光不是在眼睛之上就是在眼睛只下,不能进入眼睛的则不能看到。虹是太阳光在多层水滴折射形成的,
红光的折射率最小,折射程度最小,所以最上层水滴折射的光线能到达眼睛中的是红光,其次是橙光,一直顺次到紫光。当上下各层相连的折射而来的光线齐进入我们的眼睛时,我们就看到按颜色红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫依次排列的虹。
费马指出:光在指定的两点间传播,实际的光程总是一个极值,也就是说,光沿光程为最小值,最大值或恒定值的路程传播。这是几何光学中一个最普遍的原理,称为费马原理,其数学表达式如下:
∫nds= =极值(极小值,极大值或恒定)
在一般情况下,实际光程大多取极小值,如光在平面分界上的反射和折射,在其他情况下也大多如此,费马本人最初提出也是最短光程。但若反射面是旋转曲面,实际的光程可能是极大值或恒定值。根据两点间直线最短这一几何公里,从费马原理可以直接推出光在均匀介质(或真空)中沿直线传播。
虹是通过雨滴反射和折射形成的,雨滴是不断下落的,而我们看到的虹的位置是固定不变的。原来,雨滴是在不断下落的一个雨滴下落后,又有新的雨滴落到原来的位置,产生同样的色彩。由于人眼的视觉暂留,当前一个雨滴色彩印象还没有消失时,补充到这个位置上新的雨滴色彩又进入了人的眼睛,于是人就看到了连续不断的虹。
入射到雨滴上的太阳光会在许多方向上射出,如果七种颜色的光线转过的最大夹角都相同,那么它们的强度都一样,则混合在一起恢复为白光。如果一种颜色的光在不同的角度射出的光强都一样,七种颜色的光混合在一起恢复为白光。只有在最大夹角附近的出射的光线相对最明亮,不同颜色的光的最大夹角不同,当它们同时进入人的眼睛,人们才能看到美丽的彩虹。因为光线转过的最大角度是钝角,所以观察者必须位于太阳和雨滴之间才能看到彩虹。
虹的色彩和宽度与雨滴大小有关。雨滴愈大,虹带愈狭窄,色彩愈鲜明;反之,雨滴愈小,虹带愈宽,色彩愈暗淡。雨滴过小,则不可能出现虹。又因为虹是“日照雨”时形成,它总是出现在太阳的对面,所以朝虹见于西方,暮虹见于东方。
3 双重彩虹
苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。
这个副虹就是我们有时看见虹的旁边还会出现的另外一种色彩的圆弧,它的颜色排列与虹相反,色彩要比虹淡一些,叫作霓。霓是太阳光进入小水滴里,经过两次折射和两次反射形成的,如图所示:
人们在日常生活中都知道光线只能以直线前进,如果一个光源发生的光线,在它传播的路途中遇上障碍物,那光线就会被挡住,因为光线不能绕道而行,要使光线改变前进的方向,通常要借助于反射镜之类的光学元件。有什么简单的办法能使光线自由地弯曲前进呢?人们很自然会设想到光线能否象水管输送水、气体管道输送气体那样,也沿着一根导管进行传播呢?关键在于有没有可能制造出导光的管子。如果采用普通的玻璃管来传输光线时,光线很快就从玻璃管壁泄漏出去,这显然是不能达到传输光线的目的。后来,人们通过不断实践摸索,终于找到了一种特殊结构的光学纤维,当光线从它的一端射入时,它能把入射的大部分光线传送至它的另一端。这种能传输光线的纤维就叫做光导纤维,在光学技术上又叫做光波导。
光导纤维是怎样传播光线的呢?那就要先从光导纤维的结构谈起。光导纤维的直径比人的头发还要细,取一种光导纤维,把它切断,放在显微镜下观察,就可以发现它的断面很象胡萝卜。中央有一个芯,芯的直径只有几十微米(一微米等于百万分之一米),芯的四周是一圈包皮。整个纤维的外径约为一百至二百微米。芯是用高折射率的透明光学玻璃材料做成的,包皮是用低折射率的玻璃或塑料做成的。具有这种结构的光导纤维叫做芯皮型结构光纤。还有一种液芯的芯皮结构光纤,那是先用包皮材料做成空心毛细管,中间的孔很小,然后再用高压将折射率高的液体压人管子中制成的。
我们知道,折射率大的物质在光学中叫做光密介质,折射率小的物质叫做光疏介质。当光线从光密介质射人光疏介质时,它的传播方向要发生改变,一部分光线通过交界面进入光疏介质,这种现象叫做光的折射;还有一部分光则从交界面返回原来的介质,这就是反射现象。如果光线的入射角增大到一定角度时,光线就会从两介质的分界面上全部返回原来的介质,而没有光线进入光疏介质,这就是光的全反射现象,这时的人射角叫做产生全反射的临界角。根据同样的道理,由于光导纤维的芯材料和皮材料折射率不同,芯的折射率大,皮的折射率小,光线以各种不同的角度从折射率大的芯射至与折射率小的皮的交界面时,在一般情况下,光线就在该处一部分透射一部分反射。但是,在界面上光线的入射角大于临界角时,光线就不会透过界面,而全部被反射,也就是说光被全反射。根据这种现象,使得向光导纤维中人射的光与光轴之间的夹角小于一定值时,光线就跑不出去,而只能在界面上经过无数次反射,呈锯齿状路线在芯内向前传播,最后传送至纤维的另一端。这就是光导纤维传光的基本原理。
光导纤维的结构大体上有两类,一类就是上面提到的芯皮型结构。芯皮型结构光导纤维又可分为阶跃型光导纤维和梯度型光导纤维。
另一类光导纤维叫做自聚焦纤维,它的传光原理和芯皮型结构的纤维是不同的。我们知道,当光线垂直地通过平行玻璃薄板后,它的传播方向不变,但是当一束平行光通过双凸透镜时,光线就会向中部会聚。自聚焦光导纤维就好象是由许多这样的微型透镜组合成的。它能迫使入射的光线逐渐自动地向纤维的中心轴线方向靠拢,进行聚焦,因此光线就不会从光导纤维中泄漏出去。由于这种光导纤维能使光线自动聚焦,所以人们称它为自聚焦光导纤维。在自聚焦纤维中,纤维中央的折射率最高,向四周折射率连续均匀地减小,纤维边缘折射率最低。
1 材料准备
激光笔一只(功率为50mW或100mW左右较好),一些装羽毛球的直筒,口径合适的一次性纸杯若干个,普通放大镜两个,平面镜两小块,盖玻片一片,一些胶带。
2 实验演示仪结构及制作
实验演示仪的整体结构可分为光源、光学元件和观测头三部分。
2.1光源制作
如图1所示,将羽毛球直筒截取一段,长度大约为普通钢笔长的两倍,取两个直筒盖,分别在其中间挖个圆孔,将其中一个筒盖裁边后放入筒内中间位置固定,另一个盖在筒口,再将激光笔(可以买到类似于钢笔的激光笔)穿过两圆孔固定。
由于泊松亮斑实验需要对光束进行扩散后演示效果较好,所以需要制作扩散光源,如图2所示,先裁制一个合适长度的直筒(简称扩散筒),将一透镜用胶带固定在筒盖上,将筒盖裁边后放入筒内合适位置并固定(在距底端约2/3激光笔长度的位置)。
2.2光学元件制作
①单缝、双缝的制作:如图3所示,将一次性纸杯底部开个适当大小的口子,再将一平面镜截取合适大小,中间划一道狭缝(双缝划两道合适间隔的狭缝),并用双面胶将其粘贴在口子上方,注意平面镜要将口子覆盖,镜面朝上,划缝时要求平整光滑。
②小孔的制作:如图4所示,将一次性纸杯底部用缝纫针钻个小孔,钻孔时应从光线来的这一侧钻入,小孔大小要合适,大致在针尖穿过0.5mm左右即可,小孔边越光滑越好。
③泊松亮斑实验的圆屏制作:如图5所示,将一次性纸杯底部开个适当大小的口子,用双面胶将一盖玻片粘贴到口子上方,再用钢笔或墨水笔在盖玻片中间位置滴一小墨滴,注意小墨滴的大小大概是大头针尾部的1/2左右(用红光实验时),小墨滴越圆越好。
2.3观测头的制作
将两个羽毛球直筒用胶带接在一起,在筒的一侧用白纸覆盖并用胶带固定(作为展示屏,如图6所示),注意白纸要盖的平整,再将一个纸杯底部镂空,将合适大小的放大镜用胶带固定在杯底,如图7所示。
3 实验操作
单缝衍射、双缝干涉、小孔衍射的实验操作类似,如图8所示,将自制光源树立在平地上,打开激光笔,将制作好的光学元件套在光源上,调节纸杯使得光穿过单缝、双缝或小孔,然后在纸杯上方套上制作好的直筒,调节直筒使实验图像显示在白纸的中间,再套上装好放大镜的纸杯即可观察到清晰的实验现象。
泊松亮斑实验的操作如图9所示,在光源和直筒之间加一个制作好的扩散筒,其余与上面三个实验操作类似。
4 实验仪的特点
4.1调节方便
利用纸杯口径由大到小的特点,可以卡住直筒口达到相对稳定;实验并不对纸杯进行固定,是因为固定后在光源发生偏移时不易调节,而不固定的纸杯调节较灵活,纸杯上的直筒利用纸杯的这一特点也可以有一定角度的调节,当光线不能沿简直达上端中间位置时,可以通过调节直筒使光线达到所需要的位置,实验中可以通过更换光学元件方便的实现多功能实验的效果。
4.2实验现象展示效果明显
传统的光学实验现象展示:①通过目镜进行观察:实验需要将眼睛凑近目镜,观察较费力;②将光线投射到屏幕上(如墙壁),通过屏幕的漫反射进行观察:由于实验环境(如外界光线)影响,现象展现往往不够明显。
本实验仪现象展示:利用白纸的半透光性进行现象展示,当光线从一侧照射过来时,我们可以在纸的另一侧看到纸上所展示的实验现象,结合目镜观察的特点,利用直筒在纸屏的下方形成暗室,同时在纸屏上方用一个纸杯形成暗室,再利用放大镜可将实验现象更清晰的展示,同时可将实验仪拿下讲台,横放在手上,走到学生跟前演示。
4.3制作简单,取材方便,利于推广
本实验所用器材都是我们日常生活中常见的:激光笔可以从网上购得;装羽毛球的直筒可从学校体育器材室要一些(他们一般作为废品处理);口径合适的一次性纸杯可到超市购得;普通放大镜、胶带、平面镜可从小商品店里购得;盖玻片可以从生物试验室获取,由于制作简单,取材方便,本实验仪不光老师可以制作演示,也可以让学生去制作,去实验,可以广泛推广。
4.4体现了物理之美,科学之美
提要旅游真实性问题日益为许多旅游学者所关注。本文认为可借助物与像的光学原理,从旅游者视角出发来研究旅游真实性问题。因此,本文通过构建物与像的真实性模型框架,对其相对性及转换进行了探索性的讨论和分析。
一、引言
光学中,人们经常面对物与像这两个基本物理概念。物和像可以看成是由许多的物点和像点构成的集合,对于一定的光学器件,物点和像点是一一对应的。由物体发出的入射光束射到光学器件上(如平面镜或透镜),经过反射或折射形成出射光束,出射光束形成像点。真实性是旅游者渴望得到、并积极追求的一种经历,这种经历被认为是反映真实的、不掺假的目的地的日常生活,或者能够让旅游者接触这种生活。随着旅游业的发展,出于对市场需求的适应以及某些因素的影响,使得旅游者总在努力寻找真实性却经常失败,原因归根于旅游并不总是能够让旅游者找到旅游客体的真实性,形成真实的旅游主体认知。为此,本文借助了物与像的光学原理,从旅游者视角构建了物与像的真实性模型框架,并对其进行了探索性的讨论。文中分析了旅游者在寻找真实的旅游经历时,如何将真实作为一种感觉,借助于旅游活动形成真实的旅游主体认知,使旅游主体凝视的客体具有更强的真实感,进而实现旅游者真实的自我。
二、物与像的概念界定
物与像是光学成像过程中的基本概念,也是讨论物与像的真实性模型的基础,其概念界定应首先通过光线和光束来进行。光线是表示光传播途径的有向几何线,它是光传播的方向,也是光能量的传播方向。光束是具有一定关系的光线的集合,即光波波阵面的法线的集合。
成像过程是由物发出的光束,射向成像系统,经成像系统出射,相交而形成像,即通过光束在成像系统前后形态的转变而实现的。物是入射光束的交汇点。其中,发散的入射光束的顶点,称实物;汇聚的入射光束的顶点,称虚物。光学成像过程中的物可以是一个实际存在的物,也可以是前一个系统出射光束的交汇点,即光束的交汇点,可以是实物,也可以是虚物。
光学成像过程中的物与旅游活动中的物(这里主要指旅游客体)存在着某种相似性。旅游活动中的成像过程也既可以是实物,此时该物发出的是发散光束;又可以是虚物,如舞台真实情形,真实的旅游客体(实物)以虚构的摹本而被复制到舞台上表演。在这种情况下,对旅游客体的模仿或模拟变得如此真实,即使舞台表演完全是假的(虚物),旅游者可能还是在追求一种真实性,即一种替换的、由旅游活动激发的真实性。
像是出射光束的交汇点。其中,实像是自物点发出的光线经透镜折射后,实际汇聚于一点的像;虚像是自物点发出的光线经透镜折射后,光线发散,而其光线的反向延长线汇聚一点的像。也就是说,实像是物体发出的光汇聚在一起而成的像,而虚像不是实际光线汇聚在一起而成像的。虚像是虚的,但人视网膜上的像是实在的。当人眼去看实像时,需要在汇聚光束汇聚成一点,又发散之后去看,这样人眼是将这个汇聚点当成物点在视网膜上成像的。所以,人眼的观察不是区分实像和虚像的方法。
正如人眼可直接看到实像和虚像一样,旅游中真实的旅游客体本身(实物)不仅会产生真实的旅游主体认知(实像),还会引起旅游认知主体的猜疑(虚像)。当产生虚像时,旅游者感受不到旅游客体的真实性,会对原本真实的旅游客体产生怀疑,从而把真实视为非真实。
三、旅游中物与像的真实性模型分析
(一)旅游真实性的理论研究。真实一词最早用在博物馆,用来说明博物馆里的一切展品是否真实,其价值是否与某个价格相符合。后来这一词被引用到旅游业中,认为旅游的产生就是由于寻求真实性的某种欲望促使人们去经历旅游目的地的真实。
在旅游真实性的理论研究中,学者们主要从客观主义、建构主义、后现代主义等角度讨论了旅游真实性。在这几种真实性概念中,客观主义者与建构主义者坚持客体的真实性,后现代主义者则完全否定了传统的客体真实性的概念,认为仿真比原物更加真实,已达到了一种完美的超真实境界。
1、客观主义的真实性。客观主义认为真实存在于其他地方,存在于其他文化中。因此,人们总是幻想他者的生活才是真实的,要摆脱日常生活世界中的不真实,就只有到别的地方、别的时段去寻找真实性。Boorstin认为:今天的旅游已丢失了往日的艺术,旅游者与当地居民处于隔离状态,轻信地欣赏着假事件而不管周围的真实世界。旅游者既没有获得真实性的能力,也没有追求真实性的愿望。MacCannell也认为旅游者出游的目的就是因为厌倦了日常生活中一成不变的非真实感受,需要到其他地方去寻求真实。ErvingGoffman提出舞台真实这一说法,认为旅游行为就是演员间的表演,为了保证前台表演的真实性和可信度,就必须保证后台的封闭性和神秘感。舞台表演具有一定象征性的真实性价值,旅游经历大多数属于旅游场合中的舞台真实经历。
2、建构主义的真实性。建构主义认为真实性不再是旅游客体的内在特性,而是客体所表达的一系列社会建构的符号或象征。旅游客体被旅游者体验为真实时,并不是因为它们内在上就那样,而是因为它们被当作了真实性的符号或象征。因此,真实性不是旅游活动与生俱来、一成不变的内在禀性,而是不断发展变化、不断被时代和外界赋予新的内容,真实性只能是相对而言,是一个社会建构的概念。
3、后现代主义的超真实。baudrillard认为后现代抹杀了真与假的界线,模拟变得如此真实,是一种超真实的真,已达到一种超真实境界。仿真和虚像是其思想中的两个主要概念。仿真不是一种实在的真,而是一种虚真,是对真实的模仿或模拟。虚像是非真实的景象,是以复制品、虚构的摹本而成的像。仿真和虚像比真实本身更为真实。Cohen认为在后现代主义理论中,旅游者已不是很关心真实性,追求的是享受、娱乐、表层美,是不真实。
(二)基于旅游者视角下的旅游真实性。马坎耐认为,大多数旅游者渴望一种对生活的真实感,通过旅游就能满足这种需求,还能摆脱现代工业社会给他们带来的“疏离感”。然而,由于旅游者个体差异的不同,旅游中的真实性不可避免的带有主观色彩。众所周知,不同文化层次、不同职业经历以及不同审美能力的旅游者对旅游过程中所领略的民族或地方文化的真实性内涵是因人而异的。根据旅游动机、旅游心理、价值取向、审美观念、受教育程度及年龄、性别等社会人口统计学特征和其他个人因素,旅游者可以被分为不同的类型。如美国著名人类学家史密斯将旅游者分为五类:民族型旅游者、文化型旅游者、历史型旅游者、环境型旅游者、娱乐型旅游者;科恩也将旅游者分为五类:现实型旅游者、实践型旅游者、经验型旅游者、娱乐型旅游者、转移型旅游者。
由于不同类型的旅游者的文化水平和认识能力不同,对真实性自然也会有不同的理解,产生不同的看法和认识。他们的认知水平与认知结构等综合因素决定的对旅游真实性的认知,往往会引起旅游主体对客观存在的认知客体的成像过程的差异。如对于同一个旅游客体,不同的旅游者往往会产生不同的认知。因此,旅游者视角下的真实性应更加关注:客体的真实性会怎样影响旅游主体认知,怎样才能通过彼此转换促成真实旅游主体认知的形成,使旅游主体凝视的客体具有更强的真实感。
(三)物与像的真实性模型分析
1、构建真实性模型框架。在从旅游者视角构建的物与像真实性模型框架中,以横轴表示旅游主体认知(像),纵轴表示旅游客体(物)。两轴正方向表示实像和实物,负方向表示虚像和虚物。(图1)从图中可看出,第一象限是旅游者对真实旅游客体(实物)所形成的真实主体认知(实像),满足了旅游者寻求真实性的心理欲望,是大多数旅游者所追寻的。第二象限指旅游客体本身(实物)是真实的,然而,由于舞台化特点的普遍和舞台化趋势的加剧,使得旅游者感受不到旅游客体的真实性,对原本真实的客体产生怀疑,从而把真实视为非真实(虚像)。第三象限则表现为旅游客体本身(虚物)是假的,是将人造景观或虚拟的旅游客体提供给旅游者,是诱导旅游者的情形,因此引起了旅游主体的猜疑(虚像)。第四象限是舞台真实情形,即真实的旅游客体被复制到舞台上表演,通过表演使得旅游者无法分辨出旅游客体的舞台化本质,把客观存在的表演内容(虚物)认知为真实的(实像),将其视为真实的情形加以接受。
由模型可以看出:处于横轴上方的第一、二象限均是真实的旅游客体(实物),但分别产生了真实的旅游主体认知(实像)和旅游主体认知猜疑(虚像);第二、三象限中,无论是真实的旅游客体(实物)还是虚拟的旅游客体(虚物),均产生了旅游主体认知猜疑(虚像);第三、四象限是不真实的旅游客体(虚物)分别呈现出主体认知猜疑(虚像)和真实主体认知(实像)的情形;第一、四象限中,无论是真实旅游客体(实物)还是舞台真实情形(虚物)均产生了真实主体认知(实像)。
2、真实性模型的相对性及其转换。根据科恩的观点,真实性并不等于原始,而是可以转变的、创造的。因此,真实性是相对的、商榷的、由环境决定的,即真实性具有相对性。首先,从时间上看,对于真实性的认知是建立在当代人的解释和理解的基础上,随着时间的推移,往往会产生继发的真实性。其次,从空间上看,由于各个国家在社会、经济、文化等方面的差异,不同国家对于真实性也会有着不同的理解。最后,从旅游者看,真实性程度还取决于旅游者对真实性的认知水平及其对真实性的要求和态度。因此,在研究旅游真实性时,真实性的相对性决定了不仅要关注于旅游主体认知上的真实与否,而且更应该了解哪些相对性因素能够促使旅游者把旅游客体认知为真实的。
在旅游主体认知和旅游客体的二维动态空间里,可以借助舞台真实来实现象限间的彼此转换。舞台真实是来源于现实生活中的真实,但并不等于是真实本身。它通过真实的旅游客体以虚构的摹本(如艺术加工、提炼)被复制到舞台上表演,使旅游客体显得更加真实。在舞台中,仿真性包装和表演对旅游客体的模仿或模拟变得如此真实,进而能够让旅游主体将旅游客体认知为真实的(实像),将其视为真实的情形加以接受;相反,如果表演失败,真实的旅游主认知同样也会转化为旅游主体的认知猜疑(虚像)。同理,如果旅游客体本身(实物)是真实的,却不能让旅游者感受到旅游客体的真实性,就会使旅游主体对原本真实的客体产生怀疑,将真实的旅游主体认知(实像)转换为非真实的旅游主体认知(虚像)。从而形成模型中的第一、二象限和第三、四象限的彼此转换。(如图中的粗箭头所示)
初中生学习物理,由于许多主观和客观的原因,在学习新知时,不可避免地遇到教材中的各种难点,概括起来。难点的存在主要有以下几种原因:
1、由于学生受思维活动的影响,一些概念和规律很抽象,很难使学生接受,因而成为教学中的难点。如学习物体的运动和静止是相对的知识时,由于许多知识涉及到哲学的原理,很深奥,学生感到很头痛;又如光学中遇到的虚像概念,牛顿第一运运定律;分子动理论等理论知识。
2、由于感性认识的影响,一些错误理念先入为主,使学生对一些错误的知识认识已根深蒂固。如学生日常生活中认为:“男高音”“在“引吭高歌”中的高都是指声音的大小,从而对“音调”“与响度”不易区分;生活中见到的“露水”和“霜“是一回事,都是由空气中的水蒸气变来的等,特别是像平时遇到的“推车车就运动,不推车车就不运动等现象,使学生在头脑中形成了力是维持物体运动的原因这一错误念。
3、由于教学条件的限制,有些教学手段和教学设施的滞后,致使一些以实验为基础的概念和理论,有的效果不理想,影响了学生对概念,原理规律的认识和理解。
例如:光的折射实验,托里拆利实验,固体扩散实验以及飞机机翼的升力等,由于受条件限制,无法进行实验或模拟,因此成为教学中的难点。
二、化解难点的几种方法:
1、比较难点:
比较难点就是把两个容易混淆的概念或知识点放在一起进行比较,从而使学生在比较中真正理解。例如:“作用力与反作用力”和“二力平衡"学生总是分辨不清。我通过举例把它们放在一起进行比较:相同点:都有大小相等,方向相反,且作用在同一直线上;不同点,大前提不同,二力平衡必须是两个力作用在同一个物体上,而作用力和反作用力则是分别作用在两个物体上,通过多次比较分析、学生终于突破这一难点。比较难点还广泛用于对许多概念规律进行比较,是初中物理化解难点的一个重要方法:
2、滞后难点:
滞后难点就是把学生现在不易理解或较难的知识转滞到后面一个合适的章节来处理。例如八年级上期学生刚接触物理,对物理学是一门什么样的学科,怎样学好物理都不了解的情况下,应先学最简单的知识,学生易懂且与他们的生活有紧密联系的知识学起,所以我就把第一章:机械运动这章较难的力学知识滞后在声学,热学后面,先从第二章简单的声现象学起。由于此章知识即简单又有趣,与学生的生活也紧密联系,学生学起来感到易懂易学且有趣,从而初学就对它产生了浓厚的学习兴趣,为后面学好物理打下良好的基础。
3、图解难点:
中学生的物理思维大多以具体形象思维为主,思维过程还要依靠物体,实物和能观察到的事物来进行,然后结合头脑中的想象,假设为现实生活中某一真实情景,所以把教材中的难点用画图,列表,模拟等手段表现出来,化抽象为形象,也不失为解决难点的一种好办法。
例如:平面镜成虚像,虚像这一概念对学生来说是难点,我就在画图讲解成像原理时,折一三角形纸条来模拟锥形光束,从而使学生理解虚像是一种视觉现象。在讲熔化和凝固时,结合熔化图象,可以清楚地看到晶体在熔化和凝固过程中温度不变的特点。
4、转移分散难点:
转移分散难点指的是把难点转移一个合适的章节来处理或把较难的问题分散开来,逐个或逐次解决。如在浮力产生的根本原因是重力的作用时,学生当堂理解有点困难。因此,我就把这一难点放在本章复结时来讲,这样处理难点似乎不难了,把难点转移,并不是逃避难点,只是把难点放在一个更加合适的时间章节,在逻辑思维知识层次更清淅的时候来解决这一难点,似乎要容易多了。又如在讲凸透镜成像实验时,在前一节就简单地描述了凸透镜成像原理,虽然不好,理解,但是在下一节再次通过实验来验证成像原理,还可以在另外的时间里用光学作图的方法来巩固加深理解成像原理,最终达到完全理解成像原理这一难点。
5、验证验点:
鼓励学生自己动脑,动手做实验来解决难点,不但有助于帮助解决问题,同时也培养了学生们的实验能力和动手技能,培养他们的探索精神创新意识。符合时展的要求。例如在讲大气压强时,鼓励他们自己动手做纸片托水的实验,使学生在新奇中学得知识,另外,鼓励学生们要多观察生活中的物理现象,联系课堂上讲到的知识,解决学习中遇到的问题。
一、生活中存在的物理知识和现象
1.生活中存在的力学知识和现象
通过对高中物理理论的学习可知,力是维持和改变物体状态的原因。也即是说,生活中的一切运动着的和相对静止的物体都离不开力的作用。例如人们日常出行乘坐的各类汽车,就是利用轮胎与地面间的摩擦力实现前进、后退等,同时当汽车行驶在泥泞的道路上时,也常常出现打滑的现象,归根到底就是轮胎与路面间的摩擦力不足导致的。类似的现象还有人们在冰面上行走时与在正常路面行走时的不同状态等。此外,工人师傅在维修汽车时,常常会使用千斤顶将汽车顶起,以便对汽车底部的状况进行检查。这其中的千斤顶就是运用了压强与压力的相关理论。再者,随着科技的进步和经济的发展,乘坐飞机出行的人也越来越多。众所周知,飞机的动力系统一般位于机翼下方,借助于强大的推力将飞机推向前,当达到一定速度,机翼利用上下面气流流速的差别,使得其上下面受到的大气压力有所不同,从而实现飞机的起飞和降落。再有各类施工现场常见的起重机以及其他一些相关设备,都是利用了滑轮组和杠杆省力的原理,实现用较小的力提升较大的重物等。各类球类运动,也是通过力的作用直接改变其状态。由此可见,生活中力学随处可见。
2.生活中存在的电学知识和现象
在炎热的夏季,常常出现电闪雷鸣的气象现象,闪电就是大自然放电的一种现象,也是最为常见的电学现象之一。在物理学中,最为著名的便是美国科学家富兰克林用风筝引雷电,从而改变了人们对电的认识。随着技术的发展,先如今,人们已经能够利用太阳能、风能、水能、潮汐能甚至核能进行发电,各类电器设备已经融入了人们生活的方方面面。在寒冷的冬天,人们在脱衣服时常常听见噼里啪啦的声音,并伴随着“火花”的出现,这一现象就是物理放电的过程。冬天由于气温低、空气干燥,棉质衣服由于摩擦出现上述现象,此外打桌球时遇到的静电球也是一种物理放电现象。
3.生活中存在的各类光学、声学现象
在人们的日常说话中,光与声音是人们接触最多也是最重要的信息,人们能够看见物体,就是由于物体反射光线进入人们的眼睛,并被大脑感知的结果。此外雨后的彩虹,则是由于空气中的水汽折射太阳光造成的,而在高中物理中,三棱镜分光实验也很好的证明了这一点。此外,还有绚烂的极光现象等,这是都与物理有着密切的关系。至于生活中的声学现象,则比比皆是:人们每天的交流、各类机械发出的声音、以及声音随距离的变化等都是物理学研究的范畴。此外还有人们听不见的超声波、次声波等,这些都是声学研究的对象,且在人们的生活中有着广泛的运用。
二、用生活?验提升高中物理学习
与初中物理相比,高中物理更为深奥,其不仅表现在理论的深度上,还表现在知识的广度以及物理现象和过程更为复杂的基础上。既然物理来源于生活,那么在学习物理的过程中,学生自然应当将物理知识与生活实际相联系,实现理论知识与具体情境的对应,从而加深对理论知识点的理解和记忆。
例如,在学习滑动摩擦力和滚动摩擦力时,学生可联想穿轮滑和普通鞋子行走时的情景,从而可轻易的分变出这两种摩擦力的大小。在学习串、并电路时,可观察教室的开关与灯管间的联系,从而明白实际生活中这两种电路运用的优缺点。在学习单摆时,可想象一下自己荡秋千的情景,从而形象地理解单摆的运动过程。在学习加速度时,通过回忆自己坐车时汽车启动和刹车时的感受,从而将抽象的加速度概念与实际体验想结合,进而对正加速度和负加速度建立更为直接的联系。在学习引力时,可联想到自己跳高的过程,从而直观地感受到引力的大小。此外,在人们的生活中,还有许多的现象都与物理密不可分,例如汽车急刹车时,人向前倾,体现出了高中物理的惯性知识,两个球相互碰撞运动轨迹发生变化,则体现出了高中物理中的动量和能量守恒……因此,在学习物理知识的同时,间给生活经验和日常现象进行联系,不仅可以提升学生对理论知识的理解,还能激发学生学习物理的清楚,从而实现对学生学习效率的提升。
作为一名中学物理教师,纵观物理学的发展史,人类的物理知识来源于生产实践和对周围自然环境的观察,特别是通过物理实验进行的科学观察,观察是学习物理的重要方法之一。因此,在物理教学中应十分强调观察能力的培养,在教学过程要有意识地为学生创造观察的条件,培养他们的观察举和良好的观察习惯,不断提高他们观察的敏锐性;深刻性和精确性,逐步形成较强的观察能力,在物理实验课上,据班杜拉观察理论中关于学习过程的理论,要教给学生的观察方法,并学会在观察中进行思考,以下结合自己教学实践,谈谈在新课程理念下物理观察能力在实验教学中培养的几点看法:
一、培养良好的观察习惯
在物理教学中可以结合课堂所学知识,介绍一些生活中常见的物理现象,让学生课后去观察、思考。如“摩擦力”一节学过后,让学生注意自己的鞋底及自行车车胎,看看为什么它们外面都有凸凹不平的花纹。学了光学知识后,要求学生注意观察毛玻璃黑板与穿衣镜的玻璃有何不同?要使学生意识到,物理现象在我们日常生活中随处可见。只有善于观察、思考,才会有新发现。同时,有意识地介绍一些科学家(如牛顿、法拉弟、伽利略、奥斯特等人)从不经意的日常生活现象中发现真理的故事。以激发学生对物理现象产生浓厚的观察兴趣,教师还要引导学生持之以恒地保持良好的观察习惯。
二、教给学生正确的观察方法
初中学生观察能力比较弱,老师做演示实验时,注意力往往会被各式各样的仪器设备所吸引,不知道观察什么,因此必须教给学生正确的观察方法,使学生掌握观察要领,有目的、有主次、有步骤、有层次的观察,可从以下几方面进行引导:
1.仪器观察
应首先从整体来观察,以便获得一个大体轮廓印象,对于常用的仪器仪表,如刻度尺、电流表、电压表等,应从该仪器测量什么量、用什么单位、刻度的最小分度、量程、零刻线以及精度等几个方面进行综合观察,以便准确掌握该仪器仪表在实验中的使用。
2.按程序观察
许多物理实验,不仅使用的仪器仪表多,操作步骤也多。因此,教师必须注意交代清楚实验的步骤和方法,引导学生有目的地严格按照程序进行观察。例如,用液体压强计测量液体内部压强时,在金属还未浸入液体前,先用手指轻轻压金属盒的橡皮膜,让学生观察压强计上液柱的变化,然后把金属浸入液体内不同深度,让学生观察金属在不同尝试时和金属浸入液体内不同深度,让学生观察金属在不同深度时和金属盒有同一深度但处于不同方向时压强计液柱的变化情况。在实验中经常性地这样引导学生按程序进行细致而周密的观察,将会使他们的观察能力逐步得到提高。