張青青

摘要：在中學(xué)和大學(xué)的物理課程教學(xué)中，普遍存在著物理知識(shí)難學(xué)、物理課乏味的情況。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素是多方面的，既存在中學(xué)教學(xué)對(duì)應(yīng)試目的的追求，也有大學(xué)對(duì)于物理教學(xué)課時(shí)的減縮。在教學(xué)中適當(dāng)?shù)募尤胍恍┪锢硪?guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)知識(shí)的理解掌握；同時(shí)在培養(yǎng)學(xué)生的物理思想、提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力方面都有很大的幫助作用。

1.物理教學(xué)中采用的普遍方式

從中學(xué)到大學(xué)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中，不管是源于對(duì)應(yīng)試目的的要求或者課時(shí)減縮的限制，教師在講授新的物理知識(shí)時(shí)，大多會(huì)采用直接給出物理規(guī)律的結(jié)果，而不會(huì)去講解這個(gè)規(guī)律的得出所經(jīng)歷的主要過(guò)程。學(xué)生只是硬性的從教師或者教科書中得到這個(gè)物理規(guī)律的描述或者數(shù)學(xué)表示式，然后記憶掌握最后達(dá)到應(yīng)用于解題的目的[1]。這樣的新知識(shí)講授過(guò)程沒(méi)有與學(xué)生已知的物理知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)系，學(xué)生接受的新知識(shí)也不會(huì)與舊的知識(shí)形成完整、系統(tǒng)的一個(gè)體系，學(xué)生掌握的知識(shí)都是分離的、相互孤立的知識(shí)點(diǎn)。這樣的講授對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)完整的物理知識(shí)，具備分析解決問(wèn)題的能力方面存在著很多問(wèn)題。

2.物理教學(xué)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題

在當(dāng)今理工科大學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生們對(duì)于所學(xué)課程中的一些公式、定義和定理等知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握普遍存在一種接受困難和理解記憶不深刻的現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象在基礎(chǔ)學(xué)科專業(yè)特別是物理學(xué)類專業(yè)中顯現(xiàn)的尤為突出[2]。

物理學(xué)專業(yè)的本科生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)，有很大一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)一個(gè)新的物理規(guī)律時(shí)，都是先接受這個(gè)定律的表示形式，然后再去理解和掌握這個(gè)定律的具體物理含義，教師很少去介紹這個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)所經(jīng)歷的歷史階段以及其中的成功與失敗。學(xué)生記憶大多都是被動(dòng)的接受，而很少去思考這些知識(shí)與其它知識(shí)之間的所存在的內(nèi)在聯(lián)系。這樣的講授過(guò)程會(huì)使學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受產(chǎn)生抵觸心理和距離感，而這樣被動(dòng)接受式的知識(shí)都是模塊化的，知識(shí)與知識(shí)之間沒(méi)有形成一個(gè)完整的物理知識(shí)體系，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生具有基本的系統(tǒng)性物理知識(shí)體系和物理思考能力產(chǎn)生了很大的阻礙作用。而且這樣的一個(gè)接受過(guò)程會(huì)使得很多學(xué)生特別是感覺(jué)物理難學(xué)的學(xué)生慢慢失去興趣，從而失去學(xué)習(xí)物理的信心和動(dòng)力，最后放棄物理學(xué)科專業(yè)。

3.在教學(xué)中加入發(fā)現(xiàn)規(guī)律的一點(diǎn)探討

一個(gè)物理定律不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的文字描述或者數(shù)學(xué)公式的表達(dá)，還包括很多方面的內(nèi)容。任何一個(gè)物理定律都有它的內(nèi)涵和外延，其中按照建立的過(guò)程大致可包括以下幾個(gè)階段：

（1）發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象；

（2）提出問(wèn)題；

（3）猜測(cè)結(jié)果；

（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；

（5）發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律；

（6）定義新的物理量；

（7）定律的數(shù)學(xué)公式（定量描述）；

（8）定律的成立條件及適用范圍和精度；

（9）定律的理論地位；

（10）定律在近代發(fā)展情況以及應(yīng)用。

如果教師在講授一個(gè)新的物理規(guī)律的時(shí)候，能夠從這些方方面面稍微多花一點(diǎn)時(shí)間，給學(xué)生講解一下前輩的物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這個(gè)定律所經(jīng)歷的整個(gè)過(guò)程，可能對(duì)于學(xué)生接受新知識(shí)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會(huì)有很大的幫助，而且在培養(yǎng)物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具有的物理思想方面更具有一個(gè)積極的意義。下面以《電磁學(xué)》課程中的一個(gè)重要定律-“庫(kù)侖定律”來(lái)嘗試簡(jiǎn)要的說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

富蘭克林（Benjamin Franklin）在電學(xué)領(lǐng)域一直有著不間斷的研究，他在1755年的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：將一個(gè)帶電的小球懸掛于一個(gè)帶電圓筒的外面附近位置，小球的懸線不再豎直下垂，而是產(chǎn)生了一定的偏移，這說(shuō)明小球受到了圓筒的作用，但是當(dāng)將此小球轉(zhuǎn)移到圓筒內(nèi)部時(shí)，同樣的條件下，小球的懸線卻沒(méi)有產(chǎn)生任何偏移，而是垂直向下。富蘭克林將這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴了自己的朋友Priestley，而自己卻沒(méi)有再對(duì)此作更深入的研究。Priestley知道了這個(gè)結(jié)果后，類比了當(dāng)時(shí)已經(jīng)很成熟的牛頓力學(xué)體系中的情況：在牛頓的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中有這樣的力學(xué)實(shí)例分析：一個(gè)帶有質(zhì)量的均勻大球殼，當(dāng)我們把一個(gè)小球放置在大球殼外面時(shí)，這個(gè)小球會(huì)受到大球殼的萬(wàn)有引力的作用。而當(dāng)我們將這個(gè)小球放入大球殼內(nèi)部時(shí)，小球受合力為零。Priestley就通過(guò)這兩個(gè)實(shí)例的類比，運(yùn)用牛頓萬(wàn)有引力定律的結(jié)論，猜測(cè)了一個(gè)結(jié)果：電的相互作用大概也和距離的平方成反比 。但遺憾的是Priestley也沒(méi)有深入的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想。而真正從實(shí)驗(yàn)上去驗(yàn)證電相互作用平方反比規(guī)律的實(shí)驗(yàn)是由卡文迪許（Henry Cavendish）在1773年做出的，但是由于其性格極其孤僻靦腆，所以他的大部分成果都沒(méi)有發(fā)表，他的科學(xué)研究成果是在一百多年后由麥克斯韋整理材料時(shí)才被后人所發(fā)現(xiàn)?？ㄎ牡显S測(cè)得的電相互作用平方反比規(guī)律（ ）的實(shí)驗(yàn)誤差僅為 ，這個(gè)實(shí)驗(yàn)誤差甚至比十多年以后著名的庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)誤差（ ）還要小。庫(kù)侖能從實(shí)驗(yàn)上得出電相互作用平方反比定律得益于他有非常精巧的實(shí)驗(yàn)儀器--扭秤。庫(kù)侖當(dāng)時(shí)做出的扭秤能夠測(cè)得的力的大小已經(jīng)可以精確到 N。庫(kù)侖在1785年通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間相互作用的規(guī)律，即現(xiàn)在的庫(kù)侖定律 。

4.總結(jié)

授課教師在講授新知識(shí)的時(shí)候，如果適當(dāng)?shù)慕o學(xué)生介紹一下這些規(guī)律建立的主要過(guò)程，在講授時(shí)與學(xué)生已有的知識(shí)架構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，肯定會(huì)使學(xué)生接受新知識(shí)變得順利容易。同時(shí)這在激發(fā)課堂氣氛、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等方面也有一定的積極作用。學(xué)生通過(guò)這樣的方式來(lái)掌握新的物理知識(shí)，印象深刻，掌握牢固，理解也會(huì)非常透徹。學(xué)生所學(xué)的新知識(shí)會(huì)與舊的知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)系和貫通起來(lái)，同時(shí)會(huì)在一定程度上激發(fā)學(xué)生對(duì)這些定律之間的聯(lián)系產(chǎn)生思考，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具有一定的主動(dòng)思考、主動(dòng)探索能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘及龍.物理學(xué)思想及其在中學(xué)物理教學(xué)中的滲透初探[J].物理教學(xué)探討.2004（07）

[2]趙發(fā)瑞.物理教學(xué)中物理思想的滲透[J].內(nèi)江科技.2009（06）