煮饺子的学问

来源 :初中生世界·初二物理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:davidchen19
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  常言道:好吃不如饺子,不过,要想煮熟饺子,也不是件容易的事,有经验的“美食家”都是等到水沸腾后,才把一定数量的饺子下到锅里,并且边让饺子下锅,边用勺子轻轻在锅底推动沉下的饺子,此时水不再沸腾:等到水重新沸腾后,看到饺子个个饱满,而且浮到水面(也有部分饺子悬浮在水中),再加点儿凉水,再煮一会儿,捞出来,就可以享用了,看来,煮饺子的学问还真不少呢!
  你知道饺子是如何从沉在水底到浮上水面的吗?我们可以猜想:
  ①包饺子的面从生到熟,密度由大变小,于是,饺子就浮出水面了;
  ②沸水上下翻滚,带起饺子浮到水而上:
  ③水沸腾后,饺子表面吸附了一些气泡,托起饺子浮出水面;
  ④饺子煮熟后,由于温度升高而体积变大,所受浮力也变大,且大于重力,因此浮了起来;
  ⑤饺子内空气受热膨胀,使饺子体积变大,所受浮力变大,并使浮力大于重力(尽管饺子因吸水而重力变大,但浮力增加的幅度更大),因此浮上水面;
  ⑥随着饺子内的温度升高,水蒸气增加,导致饺子体积变大,所受浮力增大,并使浮力大于重力,因此浮上水面,
  哪种猜想符合实际呢?看似都有可能,要想得出正确的结论,我们需要对饺子沉浮的情景过程进行探究,结论显而易见,正确的是⑤和⑥,其余的猜想并不是没有正确的成分,只是考虑不全面或不是主要原因,不能确切解释其物理本质,由此,我们可以得到如下几点启示:
  
  1 要准确建构物理情景
  
  所谓物理情景,就是指与某一物理事件相关的整个背景、环境,从心理学的角度看,“是物理世界中的对象,作用于我们的感官时,我们的直接反映;或是我们对曾经有过的知觉形象的回忆和重现”,物理情景可分为不同类型,按情景的来源可分为生活情景、问题情景、实验情景等,就饺子的沉浮而言,即是我们曾经有过的知觉形象的回忆和重现,它直接来源于我们所熟悉的生活情景,对这一物理情景可依靠我们的经验和已有的知识来准确构建,然后提出许多有一定依据的猜想,并通过正确运用科学知识、方法和推理对猜想进行探究和验证。
  
  2 要准确描述物理问题
  
  对物理问题的描述要反映出物理学知识上的特点和本质特征,反映出基本事实、基本概念、原理和基本方法之间的相互关系。
  我们知道,饺子皮从生到熟,密度由大变小;沸水上下翻滚,带动饺子上浮;水沸腾后,饺子表面吸附了一些气泡,对饺子有一个托力作用;煮熟了的饺子,体积变大,整体密度变小等等,但这些只是饺子煮熟过程中发生的一些现象,是一些次要因素,并不能反映出饺子上浮的物理过程的本质特征,也没有反映出主要的物理事实与物理原理的相互关系,饺子能浮上来的本质、原理是饺子里有气体(空气和水蒸气),气体受热膨胀,使饺子体积变大,所受浮力增大,大于重力,于是就浮了起来,实际上,我们做一个简单的实验就能验证这个结论,如饺子煮熟上浮后停火一段时间,当水温降低到一定程度,饺子内气体体积会缩小,浮力减小,饺子就会下沉;此时若重新加热,水温又升高,饺子内气体体积变大,浮力增大,饺子可再次上浮(或者盛上桌的饺子变冷后,会瘪下去),这就证明是饺子内的气体热胀冷缩的缘故,利用已有知识针对猜想设计判定性实验和对实验结果进行解释,可以训练我们的思维能力和语青表达能力,从而抓住问题的实质,准确地描述出物理问题的本质。
  
  3 要紧密联系实际
  
  物理学和自然现象以及生产、生活是紧密相连的,伽利略从挂在天花板上吊灯的摆动研究出了单摆周期公式,牛顿从苹果落地现象研究出了万有引力定律,物理学史上许多重大的发现都是从观察和实验出发的,人类的认识来源于实践,从实践到理论,再到实践,这是人类认识客观事物的规律,生活中的物理情景是探究学习过程的起点,它能使我们从复杂的情景中获取信息,对获得的这些信息进行有效的加工、处理,把得到的信息进行归纳总结,可以探求得事物的物理学规律,同时,生活中的物理情景具有相当的开放性,允许我们根据自己的兴趣和特长对情景中的问题作出不同形式的解答,“煮饺子”的情景就是通过对生活实际问题的探究,通过自己的独立思考,提出各种可能的猜想,并对获得的信息进行加工、简化,从而归纳、总结出符合物理情景的规律,这样,情景探究能让我们置身于一个物理环境,能够给我们营造一种研究的氛围,促进物理回归生活,服务于生活实际。
  
  4 要善于打破思维定势
  
  现代心理学认为,认知的发展和成长产生于“平衡化”过程或“自我调节”,当遇到的新事物与已有的认知不一致时,人们利用自我调节来消除与给定信息中的不一致,来达到认知与客体的平衡,而原来的认知就得到发展,对饺子沉浮的情景探究,能让我们认识到与已有的认知不一致的问题,同时又引导我们能成功地消除与已有认知的不一致,破除思维定势,促使我们的思维技巧得到发展;使我们能周到、精细、全面地考察研究对象,能从多种多样的联系与关系中去认识物理问题;使我们善于透过表面现象发现问题的本质,即善于用概念、规律去揭示问题的本质特征,预计事物的发展进程;使我们能把物理中待解决或难解决的问题,不断地将它变形,直至归结为某个(或某些)已经解决或能够解决的问题(如通过建立“物理饺子”模型),而最终求得原问题的解,
  总之,对物理问题,特别是我们熟悉的生活情景的探究,让我们领略到物理的本质和严密的物理思维,使物理情景的解析更缜密、更科学,使我们也不会“茶壶里煮饺子——有货倒不出”!
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