善于挖掘物理教学中的逻辑美

杨国清

摘 要：指导学生挖掘物理知识间的逻辑之美，从而提高学生知识层面、能力培养、素质影响等方面的水平和素质。

关键词：知识层面；能力培养；素质影响

高二物理选修3-1第一章第六节：电势差与电场强度的关系。本节内容少，区区十一行文字和一个公式。一般来说，教师在教授这一节的时候，大多采用简单的推理之后，给出公式。然后再辅以例题的讲解和习题的练习。我也曾采用过这种方法，感觉教起来轻松，学生学起来也轻松。但是仔细研究一下教材，特别是过一段时间之后，你再询问部分学生对这节的感知和理解怎样，你会发现大多数学生只知道U=Ed这一个公式，其他便一无所知了。出现这种情况，我想教师在这一节内容的教学设计上显得过于简单和粗糙。并没有带领学生一起去研究、挖掘本节内容的能力培养目标和素质培养目标。经过一段时间的反思和学习，对本节内容的教学方法作出了改进，再经过教学实践，效果明显有所提高。

本节探讨的是电势差与电场强度的关系。我们知道，欲建立起两个事物间或者是某一事物的两个侧面间的关系，首先应该确认其间确实存在着某种关系。电场强度量化了电场的力的特性，电势量化了电场的能的特性。运用朴素的哲学观点就可以判断：作为量化同一事物（电场）的两个不同侧面（力与能）的物理量，电场强度与电势之间必然存在着某种关系。然后采用问答的方式让学生理解电势差与电场强度一定存在某种关系，那么是一种什么样的关系呢？

我同样采用问答的方式引入。

师：既然我们已经确认电场强度与电势间存在着某种关系，那么我们怎样探究其间的联系、建立其间的关系呢？

生：利用电场力移动电荷做功来建立其间的关系。

师：很好！只是我不明白，你怎么想到“功”这个物理量的呢？

生：受教材的启发。

师：你很老实，做学问就需要一种老老实实的态度。不过我还是想不通：教材的编者怎么想到“功”的呢？

生：……

师：“功”这个量是帮助建立描述电场“力”与“能”特性的电场强度与电势间关系的最合适的“人选”吗？

生：是的，因为“功”和“力”与“能”都有联系。

师：原来如此。一方面做功必须有力；另一方面做功必然引起能的变化。借助于“功”来建立电场强度与电势间的关系真是太合适了！

教师然后再做一个总结性的表述：“关系，实质上就是所谓的规律。”从逻辑学的角度看，探究并建立某两个事物或事物的某两个侧面间的关系，通常情况下需要借助于某个媒介来进行，而对于媒介，则要求能与双方都有着某种联系。为了把描述电场力特性的电场强度和描述电场能特性的电势间的关系建立起来，我们选择的媒介是“功”。一方面是因为做功必须有力；另一方面还因为做功必然引起能的变化。

现在我们如何建立电势差与电场强度之间的关系呢？如果说确认关系的存在是运用了朴素的哲学观点、选择探究关系的方法是借助于逻辑的力量的话，那么建立关系的过程就只能是运用物理的知识了。接下来可以让学生自主地推出U=Ed这一关系式，这一点对于同学来说并不困难。

最后对这一关系运用的要点做进一步的探讨，依然采用问答的方式进行。

师：下面我们将运用所建立起来的电势差与电场强度的关系解决两道例题。在这之前请大家思考一下：形如U=Ed关系式，在运用时有什么需要注意的地方？

生：电场必须是匀强电场。

师：对！还有吗？

生：两点的连线必须与电场方向平行。

师：不平行就不可以吗？

生：那就要进行正交分解。

师：很好！不过，如果电场不是匀强电场，你知道该怎么办吗？

生：……

师：这个问题留待课后思考好吗？

（接下来的例题分析过程此处略）

经过上述的方案改进后，得出以下几点：

一、从知识层面来看

首先，强调电场强度和电势分别是描述电场这一事物的不同特性的物理量；然后，把电场强度和电势依附于电场的基础上，借助于电场力移动电荷做功而导致电势能的改变这一动态过程，导出电势差与电场强度间的关系；最后，通过分析、运用等环节，帮助学生深刻的体会所建立起来的关系的物理含义，较好地达成了知识层面的教学目标。

二、从能力培养来看

教学设计在关注所要呈现的内容的同时，格外关注的是相关内容的呈现过程与呈现方式。教学流程的各个环节较好的运用逻辑的力量，不仅帮助学生建立起一个具体的“电势差与电场强度的关系”，更重要的是以此为例给出了建立两个事物或者是一个事物的两个侧面间关系的一般思路，较好地达成了能力培养的教学目标。

三、从素质影响来看

教学过程呈现出的不仅有一个相对完整的知识体系，更重要的是呈现出了一个严密的逻辑结构。以自觉的逻辑推理方式来思考教学或学习过程中所需呈现的内容及所应呈现的方式，充分地发掘出知识内容中以及呈现知识内容的过程中所蕴含的教育因子，并在教学过程中较好地发挥其相应的教育功能，较好地达成了素质影响的教学目标。

当前高中物理教学中机械传授教材的现象比较普遍，从知识线索到教学素材基本上是照搬照抄，缺乏创意。新课程倡导“用教材教”而不是“教教材”，提倡对教材的二次开发。我认为不能为了追求课堂容量，为了追求考试分数，灌输知识，机械训练，忽视知识的形成过程。物理教学演变为物理习题教学，学生学习沉浸在题海中，从而出现高分低能的现象。经历知识的形成过程，可以丰富学生的感性认识，让学生获得科学思想的渗透、逻辑思维的历炼，这是提高学生科学素养的有效途径。

（作者单位 安徽省宣城市第三中学）