霍連利

摘 要：該文探討了如何在大學物理實驗教學中融入潛科學思想，以法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象為例概述了物理學電磁感應(yīng)現(xiàn)象由潛到顯的進化過程；其次，揭示了物理學實驗法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象潛變進化的創(chuàng)造性、待定性、模糊性、高難性、趨顯性等潛科學特征，進而引入到現(xiàn)實教學中，改進教育教學方法，培養(yǎng)學員的潛科學意識，激發(fā)學員潛能，以達到提高學員素質(zhì)，強化學員適應(yīng)能力的目的。

關(guān)鍵詞：潛科學 大學物理實驗 教學 分析 電磁感應(yīng)現(xiàn)象

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0097-02

一般一個實驗的重大發(fā)現(xiàn)，都要有一個由“潛”到“顯”的過程，通常我們把已被世人所認可的科學叫做顯科學，相反，不甚成熟的還尚未被世人所認可的正在研究論證之中的科學就是“潛科學”；與之對應(yīng)的實驗過程就是“潛過程”。潛科學是顯科學的前身。隨著實踐和理論知識的不斷豐富和發(fā)展，傳統(tǒng)的觀念和理論受到現(xiàn)有知識的沖擊和挑戰(zhàn)，新的課題激勵著人們?nèi)ゲ粩嗵剿?、追求。在此種情況下，推動具有潛科學價值的探索，具有特殊意義。然而，現(xiàn)在對潛科學研究還多停留在理論范疇，實踐方面尚十分薄弱。尤其潛科學在教育領(lǐng)域的研究更是相對薄弱，難以讓潛科學思想在教育教學方面有用武之地。

例如大學物理實驗教學，一般的實驗教材都是按照先緒論后實驗形式編寫的。在緒論中說明大學物理實驗的重要性，然后對相關(guān)數(shù)字及其運算做說明，最后講誤差分析和實驗數(shù)據(jù)處理，使緒論變得有些枯燥乏味，缺乏新意。在實驗內(nèi)容的編寫上，先介紹實驗主要目的，說明具體實驗所用到的實驗原理，進一步介紹儀器、所要完成的實驗任務(wù)和所要達到的實驗?zāi)康?。這種編寫方式雖對實驗的基本概念、原理和方法做了著重的闡述，卻忽略了大學物理實驗的形式與發(fā)展過程。當下，存在有些教員在指導學員進行物理實驗時，給學員寫出實驗的具體步驟，使學員為實驗而實驗，疲于應(yīng)付，有損于學員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。長此以往，此種實驗教學方法不利于學員能力的提高和潛能的開發(fā)。

1 潛科學的主要特征

創(chuàng)造性：潛科學是未來科學的先導，而科學的本質(zhì)又是批判的、革命的，因而潛科學思維必然是創(chuàng)造性思維。

待定性：既然我們把孕育中的科學思想稱之為潛科學，那么它就是不夠成熟的東西，就是一個在認識上尚待進一步深化、完善和確定的過程，其結(jié)果可能被肯定，也可能被否定。

隱變性：潛科學作為孕育中的科學思想，常常表現(xiàn)為人們頭腦中的潛意識流，因而具有鮮明的隱變性。

反常性：一個新的潛科學思想，在它剛剛誕生時，未免顯得離奇古怪，不相融于流行的已有理論，使人感到難以理解。

高難性：潛科學與顯科學都有艱難性，但相比之下，潛科學更加艱難，即它具有高難度。

趨顯性：潛科學是相對顯科學而言的，兩者相互依存，共處于同一體中。沒有顯科學就談不上潛科學，沒有潛科學也就談不上顯科學。潛與顯既有區(qū)別又有聯(lián)系，在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化。

2 在緒論中融入潛科學思想

一般物理實驗教材的開篇內(nèi)容是講述實驗課程的實驗?zāi)康暮蛯嶒瀮?nèi)容，具有高度的概括性和綜合性。多數(shù)教員強調(diào)物理實驗是對理論學習的有效驗證，有利于對理論學習的促進；強調(diào)學員要養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W實驗作風等，比較空洞且缺乏說服力。相反，如果教員對緒論課有一定的研究，能將潛科學思想應(yīng)用到物理實驗課的緒論去解說、說明，不但可以激發(fā)學員的學習熱情還可以提高教學效果，何樂而不為。

由于緒論課的功能是以激勵學員努力學習為落腳點的，不以學員獲得具體科學知識為目的。緒論課中加強對實驗體系進行潛科學分析，既可以讓學員理解到課程教學目的，又可激發(fā)學員的潛科學思維，增強學員的創(chuàng)造力。

3 實例-對法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象進行潛科學分析

著名物理學家法拉第在研究電磁學時，為了判定各種學說真?zhèn)?，做了大量實驗。在實驗過程中他發(fā)現(xiàn)了一個不同于以往的現(xiàn)象：若在載流導線附近有且僅有一個極，磁鐵會圍繞導線旋轉(zhuǎn)；相反，若磁極附近有載流導線，導線亦是會繞磁極旋轉(zhuǎn)。法拉第發(fā)現(xiàn)這一電磁感應(yīng)現(xiàn)象并非偶然，這是他一貫追求科學真理的結(jié)果，從1824—1828年的5年間，法拉第進行了大量實驗，仔細分析電流的異常變化，分析考慮電流與磁的相互作用除了電流對磁、電流對電流，還應(yīng)有磁對電流的作用。類比分析：既然電荷可以感應(yīng)周圍的導體使之帶電，類推磁鐵是否可以感應(yīng)鐵物質(zhì)使之磁化。基于此，他做了一系列實驗企圖從中尋找導體中的感應(yīng)電流，經(jīng)過多次實驗，仍未發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流。磁轉(zhuǎn)為電的跡象還未找到，但法拉第相信感應(yīng)電流是存在的信念始終沒有動搖。

1831年8月29日，終于取得實質(zhì)性進展。法拉第在實驗日記中記錄到：“使一個由10對極板，每板面積為4平方英尺的電池充電。用一根銅導線繞一個線圈，讓銅線通過一個距離，恰好經(jīng)過一個磁針的上方，然后把電池聯(lián)結(jié)在線圈的兩端，這時立即觀察到磁針的效應(yīng)”。法拉第繼續(xù)著實驗，觀察到若保持始終通電，磁針沒有反應(yīng)，突然法拉第這才猛醒，這類現(xiàn)象是和瞬間變化相關(guān)聯(lián)的。

在進行科學探索的過程中，我們要學會分析前人成功的經(jīng)驗和總結(jié)前輩失敗的教訓，積極從中汲取養(yǎng)分，為成功創(chuàng)條件。只有這樣的潛科學教育才能使學員深刻認識科學實驗的真正目的。

4 結(jié)語

在物理實驗教學中強化潛科學意識，并以此為指導，理論聯(lián)系實踐。有針對性地在強化潛意識方面改革教學方法、更新教學實驗?zāi)芰Γ攸c對實驗結(jié)論的形成過程進行分析，引導學員在科學探索中去認識、理解、掌握和運用知識，培養(yǎng)學員的探索精神和創(chuàng)新能力。實踐也證明在大學物理實驗教學中融入潛科學理念對學員觀察能力、思維能力、實操能力的培養(yǎng)頗有裨益。

參考文獻

[1] 王明泉，羅紹凱.潛科學在物理教育中的應(yīng)用研究[J].黃淮學刊：自然科學版，1998（S4）：54-63.

[2] 張豐強，余仲秋.漫談物理學中的科學精神[M].鄭州：河南人民出版社，2010.

[3] 程建華.基于潛科學視野下的物理教學思考[J].物理通報，2015（10）：11-14.

[4] 羅紹凱.物理學的潛科學分析[M].北京：科學技術(shù)文獻出版社，1999.

[5] 祁玲敏.高校物理實驗教學中存在的問題及建議[J].大眾科技，2014（6）：223-244.

[6] 李彥敏.潛科學在物理實驗教學中的應(yīng)用研究[J].黃淮學刊：自然科學版，1998（S2）：51-53.