善于挖掘物理教學(xué)中的邏輯美

楊國清

摘 要：指導(dǎo)學(xué)生挖掘物理知識間的邏輯之美，從而提高學(xué)生知識層面、能力培養(yǎng)、素質(zhì)影響等方面的水平和素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：知識層面；能力培養(yǎng)；素質(zhì)影響

高二物理選修3-1第一章第六節(jié)：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容少，區(qū)區(qū)十一行文字和一個公式。一般來說，教師在教授這一節(jié)的時候，大多采用簡單的推理之后，給出公式。然后再輔以例題的講解和習(xí)題的練習(xí)。我也曾采用過這種方法，感覺教起來輕松，學(xué)生學(xué)起來也輕松。但是仔細(xì)研究一下教材，特別是過一段時間之后，你再詢問部分學(xué)生對這節(jié)的感知和理解怎樣，你會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生只知道U=Ed這一個公式，其他便一無所知了。出現(xiàn)這種情況，我想教師在這一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)上顯得過于簡單和粗糙。并沒有帶領(lǐng)學(xué)生一起去研究、挖掘本節(jié)內(nèi)容的能力培養(yǎng)目標(biāo)和素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。經(jīng)過一段時間的反思和學(xué)習(xí)，對本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)方法作出了改進(jìn)，再經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，效果明顯有所提高。

本節(jié)探討的是電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系。我們知道，欲建立起兩個事物間或者是某一事物的兩個側(cè)面間的關(guān)系，首先應(yīng)該確認(rèn)其間確實(shí)存在著某種關(guān)系。電場強(qiáng)度量化了電場的力的特性，電勢量化了電場的能的特性。運(yùn)用樸素的哲學(xué)觀點(diǎn)就可以判斷：作為量化同一事物（電場）的兩個不同側(cè)面（力與能）的物理量，電場強(qiáng)度與電勢之間必然存在著某種關(guān)系。然后采用問答的方式讓學(xué)生理解電勢差與電場強(qiáng)度一定存在某種關(guān)系，那么是一種什么樣的關(guān)系呢？

我同樣采用問答的方式引入。

師：既然我們已經(jīng)確認(rèn)電場強(qiáng)度與電勢間存在著某種關(guān)系，那么我們怎樣探究其間的聯(lián)系、建立其間的關(guān)系呢？

生：利用電場力移動電荷做功來建立其間的關(guān)系。

師：很好！只是我不明白，你怎么想到“功”這個物理量的呢？

生：受教材的啟發(fā)。

師：你很老實(shí)，做學(xué)問就需要一種老老實(shí)實(shí)的態(tài)度。不過我還是想不通：教材的編者怎么想到“功”的呢？

生：……

師：“功”這個量是幫助建立描述電場“力”與“能”特性的電場強(qiáng)度與電勢間關(guān)系的最合適的“人選”嗎？

生：是的，因?yàn)椤肮Α焙汀傲Α迸c“能”都有聯(lián)系。

師：原來如此。一方面做功必須有力；另一方面做功必然引起能的變化。借助于“功”來建立電場強(qiáng)度與電勢間的關(guān)系真是太合適了！

教師然后再做一個總結(jié)性的表述：“關(guān)系，實(shí)質(zhì)上就是所謂的規(guī)律?！睆倪壿媽W(xué)的角度看，探究并建立某兩個事物或事物的某兩個側(cè)面間的關(guān)系，通常情況下需要借助于某個媒介來進(jìn)行，而對于媒介，則要求能與雙方都有著某種聯(lián)系。為了把描述電場力特性的電場強(qiáng)度和描述電場能特性的電勢間的關(guān)系建立起來，我們選擇的媒介是“功”。一方面是因?yàn)樽龉Ρ仨氂辛?；另一方面還因?yàn)樽龉Ρ厝灰鹉艿淖兓?/p>

現(xiàn)在我們?nèi)绾谓㈦妱莶钆c電場強(qiáng)度之間的關(guān)系呢？如果說確認(rèn)關(guān)系的存在是運(yùn)用了樸素的哲學(xué)觀點(diǎn)、選擇探究關(guān)系的方法是借助于邏輯的力量的話，那么建立關(guān)系的過程就只能是運(yùn)用物理的知識了。接下來可以讓學(xué)生自主地推出U=Ed這一關(guān)系式，這一點(diǎn)對于同學(xué)來說并不困難。

最后對這一關(guān)系運(yùn)用的要點(diǎn)做進(jìn)一步的探討，依然采用問答的方式進(jìn)行。

師：下面我們將運(yùn)用所建立起來的電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系解決兩道例題。在這之前請大家思考一下：形如U=Ed關(guān)系式，在運(yùn)用時有什么需要注意的地方？

生：電場必須是勻強(qiáng)電場。

師：對！還有嗎？

生：兩點(diǎn)的連線必須與電場方向平行。

師：不平行就不可以嗎？

生：那就要進(jìn)行正交分解。

師：很好！不過，如果電場不是勻強(qiáng)電場，你知道該怎么辦嗎？

生：……

師：這個問題留待課后思考好嗎？

（接下來的例題分析過程此處略）

經(jīng)過上述的方案改進(jìn)后，得出以下幾點(diǎn)：

一、從知識層面來看

首先，強(qiáng)調(diào)電場強(qiáng)度和電勢分別是描述電場這一事物的不同特性的物理量；然后，把電場強(qiáng)度和電勢依附于電場的基礎(chǔ)上，借助于電場力移動電荷做功而導(dǎo)致電勢能的改變這一動態(tài)過程，導(dǎo)出電勢差與電場強(qiáng)度間的關(guān)系；最后，通過分析、運(yùn)用等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生深刻的體會所建立起來的關(guān)系的物理含義，較好地達(dá)成了知識層面的教學(xué)目標(biāo)。

二、從能力培養(yǎng)來看

教學(xué)設(shè)計(jì)在關(guān)注所要呈現(xiàn)的內(nèi)容的同時，格外關(guān)注的是相關(guān)內(nèi)容的呈現(xiàn)過程與呈現(xiàn)方式。教學(xué)流程的各個環(huán)節(jié)較好的運(yùn)用邏輯的力量，不僅幫助學(xué)生建立起一個具體的“電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系”，更重要的是以此為例給出了建立兩個事物或者是一個事物的兩個側(cè)面間關(guān)系的一般思路，較好地達(dá)成了能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

三、從素質(zhì)影響來看

教學(xué)過程呈現(xiàn)出的不僅有一個相對完整的知識體系，更重要的是呈現(xiàn)出了一個嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)。以自覺的邏輯推理方式來思考教學(xué)或?qū)W習(xí)過程中所需呈現(xiàn)的內(nèi)容及所應(yīng)呈現(xiàn)的方式，充分地發(fā)掘出知識內(nèi)容中以及呈現(xiàn)知識內(nèi)容的過程中所蘊(yùn)含的教育因子，并在教學(xué)過程中較好地發(fā)揮其相應(yīng)的教育功能，較好地達(dá)成了素質(zhì)影響的教學(xué)目標(biāo)。

當(dāng)前高中物理教學(xué)中機(jī)械傳授教材的現(xiàn)象比較普遍，從知識線索到教學(xué)素材基本上是照搬照抄，缺乏創(chuàng)意。新課程倡導(dǎo)“用教材教”而不是“教教材”，提倡對教材的二次開發(fā)。我認(rèn)為不能為了追求課堂容量，為了追求考試分?jǐn)?shù)，灌輸知識，機(jī)械訓(xùn)練，忽視知識的形成過程。物理教學(xué)演變?yōu)槲锢砹?xí)題教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)沉浸在題海中，從而出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。經(jīng)歷知識的形成過程，可以豐富學(xué)生的感性認(rèn)識，讓學(xué)生獲得科學(xué)思想的滲透、邏輯思維的歷煉，這是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。

（作者單位 安徽省宣城市第三中學(xué)）