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上周不是推荐了妙懂物理的APP吗,后台有好多读者问我关于如何学好物理的问题。
憨憨之前中学开始学物理时就遇到了不少的问题,物理是个全新的学科,对他来说有些不习惯。
而妹妹后来也遇到了同样的问题。
女儿今年二年级,她们前段时间开始学习物理里面的“力学”。
下面这个就是她们学的内容:
当我看了她们的考试试卷后,我才发现,原来老师最最最强调的,就是学生们对物理概念的理解。
你看下面这是考试的第一部分,考的是力学概念,比如:“force(力)”、“balanced force(平衡力)”、“gravity(重力)”……
不仅仅是靠概念,还会要求孩子做实验,解释实验中的物理现象。
比如下面这个“推书”的实验,让孩子解释为什么书能够移动。
孩子需要回答:是因为书受到力的缘故,而且力还不平衡才会让书产生移动。
因此,想要物理学的好,这个概念理解一定要做好才行!
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那怎么训练孩子的物理概念呢?
我上周推荐的秒懂物理APP,那个是通过AR的方式,让孩子理解物理概念。
比如学习物理里的“内燃机”这个概念,就给孩子3D展示汽车里的内燃机。
然后展示内燃机的活塞运动的原理。
其实在我们孩子学物理的时候,还有一个资源我会给她们用。
这个网站叫做PhET,全称是“Physics Education Technology”(物理教育技术),里面囊括了很多物理学科的内容,憨憨学校很多同学都在用。
为什么我很推荐这个工具呢?它有4个优点:
  • 第一,这个网站是完全公益免费的。
  • 第二,这个网站的开发者、运营方都是学术界权威的。
  • 第三,它把复杂的物理知识可视化,更通俗易懂,而且覆盖小初高乃至大学。
  • 第四,网站支持中文,国内也能流畅访问。
PhET的创立者是斯坦福大学物理学教授卡尔·威曼(Carl E.Wieman)。
卡尔·威曼是2001年诺贝尔物理学奖的获得者之一,获奖的第二年他就创办了PhET这个网站。目的呢,就是为了让更多热爱物理的孩子能更直观、更深入地学习物理。
网站目前是由科罗拉多大学的团队负责运营,仅仅在美国就有超过1200所高中和近300个高校的学生在使用PhET,其中还包括斯坦福物理系的学生!
你看,这个是它们官网的数据,里面显示,每年这个网站被访问的次数竟然高达25亿次,甚至还有2万多个教师在使用
说了这么多,那这个网站到底有多牛呢?我来给你们举个例子:
就拿物理必学的弹力来说,
我记得我上学那会儿,老师都是在黑板上画上一个弹簧,或者手上拿个弹簧,然后巴拉巴拉讲一大堆,结果就是很抽象,听不懂的那是真不懂
但是现在用PhET学就很直观,它可以调整参数,能轻易看出不同参数变量对弹簧形变的影响
比如在砝码质量一样的情况下,弹簧的强度越大,弹簧被拉伸的长度越短。
左边的弹簧比较细,强度小,所以就被拉的长;右边的弹簧强度大就被拉的短。
而且你还可以实时调整强度,能看到弹簧的长度变化。
如果弹簧强度一致,那么物体的质量又会对弹簧长度有什么影响呢?
只要在弹簧下面放上不同重量的砝码,就能很直观地看到结果,效果堪比亲自做实验
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PhET给我最大的震撼,是它非常“体系化”
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按照知识块划分类目
它会按照知识块来划分类目,有力学、声学、光学、电学、热学。孩子学到哪块知识,只需要对应的去在这个分类里面检索就行。
另外,PhET还很贴合孩子们的物理课标,它里面有近百个物理学相关的仿真演示,对应的是孩子物理书上会学到的大部分实验以及知识点
我找来了最新的初中物理课标,专门把大纲里面的知识点和网站的内容做了对比:
你看,这个是课标里面对“机械运动和力”这部分的知识要求:
  • 要能够描述物体的运动、计算物体的速度;
  • 了解重力、弹力和摩擦力以及二力平衡;
  • 了解杠杆的平衡条件等等.....
接着,我就在PhET里面进行检索,它给出的结果不仅有课标上对应的实验
甚至还包含了钟摆实验、斜抛运动这类相关的知识延伸
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可视化计算机模拟技术展示知识点
每个知识点都采用可视化的计算机模拟技术进行展示。
比如给孩子讲杠杆的平衡条件,这个网站就会用情境探究的方式来解释这个抽象概念。
就像下面这个案例:左边是10㎏,右边是5㎏,怎么移动杠杆上砝码的位置,才能让杠杆保持水平呢?
我们可以把右边5㎏的砝码往右移动,移到刻度2的位置上杠杆就慢慢平衡了:
还有种方法,可以把左边10㎏的砝码往右移,移到刻度0.25的位置上杠杆也能平衡:
或者把左边10㎏砝码移到0.75刻度上,右边5㎏砝码移到1.5刻度上:
慢慢就会发现,无论是哪种平衡状态,始终有这么一个规律:
左边重量×左边标尺刻度=右边重量×右边标尺刻度
10×1=5×2
10×0.25=5×0.5
10×0.75=5×15
而这个其实就是杠杆的平衡公式:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
相比于对着课本死记硬背,这种可视化的方式更容易让孩子在大脑中形成形象化的理解和认知!
再举个例子,初中物理热学中,有关于物质的三态变化的知识:
那么固-液-汽三种状态之间具体是怎么转换的呢?用这个网站就可以直观的演示:
打开模拟物质状态转化的实验,首先会看到,它是以微观的分子形态进行展示的。
固体状态的水分子有一定的结构性,而液体状态的水分子排列最紧密,气体状态的分子间隙最大
这里就直观的解释了:为什么“水结冰体积会变大”因为水从液态变成固态,分子之间的空隙变大了,所以体积才会变大。
接着我们继续操作,对固体的水进行加热,观察其中分子的变化:
最开始容器内的温度是-197℃,水是结冰状态,水分子的运动速率还比较慢:
随着温度不断升高,冰吸收热量融化成水,这时候水分子明显比之前活跃:
当液态的水继续吸收热量时,就会变成气态,这个时候,气态水分子之间空隙变得更大,运动也更活跃:
短短的一个实验,就包含了两个物理知识:
一个是,冰融化成水是吸热的,水变成水蒸气也是吸热的;
第二个是,温度越高,分子运动速率越快。
通过这种有图有真相的实验演示来学知识,孩子看得懂,也更容易记得牢。
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物理实验仿真
除了把这些抽象的物理知识转变为生动的图像辅助理解,PhET还有一个功能——物理实验仿真
就好比光学,其中有一个很经典的“凸透镜成像规律”实验,知识点比较多,而且比较抽象,很容易记混
而在这个网站中,完全可以通过模拟实验,来直观地观察凸透镜的成像规律:
一开始,当我把物体放在2倍焦距之外,能看到在另一侧得到的是一个倒立、缩小的实像,并且像的距离在2倍焦距以内:
接着我又把物体放在了2倍焦距上,这次在另一侧对称的位置得到的了一个倒立、等大的实像:
而当我把物体放在2倍焦距以内时,则会在另一侧得到一个倒立、放大的实像,并且像的距离2倍焦距之外:
像这样不断拉动物体,就能观察像在物体移动过程中的变化,有了无数次像这样的仿真实验,等到真正做实验的时候,会更加得心应手。
再比如电学,最抽象的内容莫过于欧姆定律,电流、电阻、电压怎么变化的呀,怎么互相影响的啦......
我们可以在网站里面模拟一个简单的电路:
增加电压的数值,你会看到代表电压的“V”字在变大,同时电路中负责供电的电池变多了,而对应的,代表电流的橙色“I”字也会变大。
这就是欧姆定律:电流=电压÷电阻
也就是电压越大,电流也越大。
与此对应的,我们还可以调整电阻的数值。
当我们增加电阻的大小时,能看到代表电阻的“R”字在变大,而代表电阻的红色圆柱体里面黑点变多了,也就是“消耗”电流的家伙变多了,所以电流相应的变小了,橙色的“I”字也在变小。
你看,无论是简单但抽象的物理概念,还是复杂晦涩的物理实验,在PhET中都可以找到对应的仿真实验。
孩子通过书本和课堂无法理清、吃透的部分,都可以在课下通过这个网站进一步加深巩固,真的是太香了。
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最开始接触这个网站,是为了憨憨和妹妹学物理,加上我本身也很喜欢研究这些理科类的东西,不自觉地就入了迷。
后来憨憨和妹妹用上了之后,发现确实很有帮助,再加上公众号后台经常有朋友留言问我,有没好的物理学习资源推荐,所以趁着最近有时间,我把这个网站拿出来分享给你们。
而且考虑到大家给孩子使用的便捷性,我花了几天时间,研究了物理课标,并且按照孩子的年龄,把网站里面的实验做了细致的梳理,整理了两份清单。
小学阶段
一份是针对于小学阶段的孩子,可以用PhET来培养孩子对于科学、实验的兴趣,埋下科学的种子。
因此,我把一些操作简单,内容有趣,而且便于理解的实验链接,放在了这里:
这里面的实验主要是以尝试科学为主,比如为什么用气球摩擦毛衣,毛衣就会有静电?
为什么我们的眼睛能看到不同的色彩?
通过这些基础的物理知识,让孩子更好的、更科学地认识世界。
小升初及初中
另外一份是针对于小升初阶段以及初中的孩子,这个阶段孩子可以把PhET做为学习的辅助工具。
有两种用法,一是课前预习,二是课后知识点巩固复习,查漏补缺,帮助他们把物理基础打得更扎实。
在脑海时时有实验画面,这才是学好物理的重中之重!
因此,我结合初中物理的课标,把知识点做了汇总,并把每一部分对应的实验链接放在了后面:
这里面的内容,主要是以对应课标的知识为主,能量转换、钟摆实验等等。
这部分实验主要贴合课本知识,内容丰富又不会太难,无论孩子物理成绩咋样,都适合去看!
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上面我整理的两份表格,都会免费分享给大家~
你们点个赞和在看,在公众号后台回复“物理”,就能获取网站链接,还能看到我整理的这两份清单文档啦!
另外,我还邀请到了妙懂的教研总监徐志伟老师来我们直播间。
妙懂的物理、地理、历史做的很有意思,三次被央视报道,它是通过AR 3D教学的方式,同步教材,学习更轻松了,小学初中阶段的孩子都很适合。
尤其是物理的部分,可以和我推荐的物理仿真实验网站结合起来使用,妙懂物理主要讲解原理,PhET可以用来做实验验证。
届时徐志伟老师会和大家详细讲一讲如何高效地学习小四门,我还争取到了超级福利(满屏抽半价),千万别错过!
没时间看直播的,可以扫码入群,群内会同步直播信息。
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