善于挖掘物理教學(xué)中的邏輯美

楊國(guó)清

摘 要：指導(dǎo)學(xué)生挖掘物理知識(shí)間的邏輯之美，從而提高學(xué)生知識(shí)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(shí)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(shì)差與電場(chǎng)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(gè)公式。一般來(lái)說(shuō)，教師在教授這一節(jié)的時(shí)候，大多采用簡(jiǎn)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(guò)這種方法，感覺(jué)教起來(lái)輕松，學(xué)生學(xué)起來(lái)也輕松。但是仔細(xì)研究一下教材，特別是過(guò)一段時(shí)間之后，你再詢問(wèn)部分學(xué)生對(duì)這節(jié)的感知和理解怎樣，你會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生只知道U=Ed這一個(gè)公式，其他便一無(wú)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(guò)于簡(jiǎn)單和粗糙。并沒(méi)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(guò)一段時(shí)間的反思和學(xué)習(xí)，對(duì)本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)方法作出了改進(jìn)，再經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，效果明顯有所提高。

本節(jié)探討的是電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。我們知道，欲建立起兩個(gè)事物間或者是某一事物的兩個(gè)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(chǎng)強(qiáng)度量化了電場(chǎng)的力的特性，電勢(shì)量化了電場(chǎng)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(chǎng)）的兩個(gè)不同側(cè)面（力與能）的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)之間必然存在著某種關(guān)系。然后采用問(wèn)答的方式讓學(xué)生理解電勢(shì)差與電場(chǎng)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(wèn)答的方式引入。

師：既然我們已經(jīng)確認(rèn)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)間存在著某種關(guān)系，那么我們?cè)鯓犹骄科溟g的聯(lián)系、建立其間的關(guān)系呢？

生：利用電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功來(lái)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(gè)物理量的呢？

生：受教材的啟發(fā)。

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

生：……

師：“功”這個(gè)量是幫助建立描述電場(chǎng)“力”與“能”特性的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)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(lái)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(lái)建立電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)間的關(guān)系真是太合適了！

教師然后再做一個(gè)總結(jié)性的表述：“關(guān)系，實(shí)質(zhì)上就是所謂的規(guī)律。”從邏輯學(xué)的角度看，探究并建立某兩個(gè)事物或事物的某兩個(gè)側(cè)面間的關(guān)系，通常情況下需要借助于某個(gè)媒介來(lái)進(jìn)行，而對(duì)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(chǎng)力特性的電場(chǎng)強(qiáng)度和描述電場(chǎng)能特性的電勢(shì)間的關(guān)系建立起來(lái)，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?shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系呢？如果說(shuō)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(guò)程就只能是運(yùn)用物理的知識(shí)了。接下來(lái)可以讓學(xué)生自主地推出U=Ed這一關(guān)系式，這一點(diǎn)對(duì)于同學(xué)來(lái)說(shuō)并不困難。

最后對(duì)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(wèn)答的方式進(jìn)行。

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

生：電場(chǎng)必須是勻強(qiáng)電場(chǎng)。

師：對(duì)！還有嗎？

生：兩點(diǎn)的連線必須與電場(chǎng)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(guò)，如果電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，你知道該怎么辦嗎？

生：……

師：這個(gè)問(wèn)題留待課后思考好嗎？

（接下來(lái)的例題分析過(guò)程此處略）

經(jīng)過(guò)上述的方案改進(jìn)后，得出以下幾點(diǎn)：

一、從知識(shí)層面來(lái)看

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

二、從能力培養(yǎng)來(lái)看

教學(xué)設(shè)計(jì)在關(guān)注所要呈現(xiàn)的內(nèi)容的同時(shí)，格外關(guān)注的是相關(guān)內(nèi)容的呈現(xiàn)過(guò)程與呈現(xiàn)方式。教學(xué)流程的各個(gè)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(gè)具體的“電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系”，更重要的是以此為例給出了建立兩個(gè)事物或者是一個(gè)事物的兩個(gè)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(lái)看

教學(xué)過(guò)程呈現(xiàn)出的不僅有一個(gè)相對(duì)完整的知識(shí)體系，更重要的是呈現(xiàn)出了一個(gè)嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)。以自覺(jué)的邏輯推理方式來(lái)思考教學(xué)或?qū)W習(xí)過(guò)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(shí)內(nèi)容中以及呈現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容的過(guò)程中所蘊(yùn)含的教育因子，并在教學(xué)過(guò)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(shí)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(duì)教材的二次開(kāi)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(shí)，機(jī)械訓(xùn)練，忽視知識(shí)的形成過(guò)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(shí)的形成過(guò)程，可以豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，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)）