談?wù)勎锢斫滩闹锌梢宰C明問(wèn)題的處理方法

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）09-0178-02

高中物理教材中有一些重要的概念、規(guī)律、公式是直接給出的，教材甚至教輔資料上都未詳細(xì)論證，只在文中注明“可以證明”。在教學(xué)過(guò)程中，這些重要的概念、規(guī)律、公式絕大多數(shù)教師也是直接告知學(xué)生。當(dāng)然這樣做自有道理，有些概念、規(guī)律、公式的推導(dǎo)、證明可能要用到較為高深的理論或較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)，要在課堂上講清楚耗時(shí)較多，學(xué)生不易理解或要求較高。但是重要的概念、規(guī)律、公式若不給出足夠的證據(jù)，學(xué)生將信將疑，不利于體現(xiàn)物理學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，也不利于學(xué)生今后物理的學(xué)習(xí)，所以從多角度詳細(xì)論證這些重要的概念、規(guī)律、公式的正確性非常有必要。下面結(jié)合一些具體的實(shí)例談?wù)劰P者對(duì)可以證明問(wèn)題的處理方法。

1.教師結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)在課堂上具體論證

面積為S，匝數(shù)為n的矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度？棕勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=nBS？棕sin？棕t。此結(jié)論的給出，教材中只說(shuō)明按照法拉第電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出，并未詳細(xì)解釋。

其實(shí)，按照法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=n■，由于△t是一時(shí)間段，所以按這個(gè)式子計(jì)算出來(lái)電動(dòng)勢(shì)是平均值。若要求瞬時(shí)值，則要求△t→0。從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)t時(shí)間，線圈轉(zhuǎn)過(guò)角度？茲=？棕t，再在很短的△t時(shí)間內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)角度△？茲=？棕△t，則在△t時(shí)間里面磁通量的變化量△？覬=BS[cos？茲-cos（？茲+△？茲）]，再代入到e=n■中有

e=■

如果△t→0那么△？茲應(yīng)該是很小的，可以近似認(rèn)為cos△？茲=1，sin△？茲=△？茲，代入到上式就可以得到e=nBS？棕sin？棕t。

上面的推導(dǎo)要用到△？茲→0時(shí)，cos△？茲≈1，sin△？茲≈△？茲的結(jié)論，這是學(xué)生所不熟悉的，所以學(xué)生理解有些難度，教師要在課堂上證明，需耐心細(xì)致的講清楚，要用一定的時(shí)間。但是這樣一是消除了學(xué)生的疑慮，體現(xiàn)物理學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)，二是讓學(xué)生知其然，還知其所以然，加深對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律地理解，所以這個(gè)時(shí)間花的是值得的。

2.組建學(xué)生興趣小組，依托團(tuán)體力量探究證明

例如在選修教材中第12頁(yè)寫(xiě)到：可以證明，一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，球外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也是E=kQ/r2。式中的R是球心到該點(diǎn)的距離（rgt;R），Q為整個(gè)球體所帶的電荷量。

由于上述結(jié)論的證明比較復(fù)雜、要求較高，不宜在課堂上給出詳細(xì)論證。筆者認(rèn)為通過(guò)改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生不做被動(dòng)的“受教育者”而是做一個(gè)主動(dòng)的“探索者”的角度在課后召集班上學(xué)習(xí)積極，基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生組建一個(gè)探究小組，指導(dǎo)學(xué)生查閱資料、主動(dòng)動(dòng)腦、動(dòng)手，發(fā)生疑問(wèn)、進(jìn)行思考、動(dòng)手操作，相互討論。結(jié)果有多位學(xué)生找到了證明的思路，給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)證明，還有一位學(xué)生因此接觸到高斯定律。求證過(guò)程激發(fā)了學(xué)生的學(xué)生興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的探究激情。最后讓部分學(xué)生在晚自習(xí)期間匯報(bào)成果，獲得了成功的喜悅，更加堅(jiān)定學(xué)好物理的決心。其他同學(xué)消除了心中的疑慮，很受鼓舞。

3.借助圖片、儀器將物理規(guī)律可視化

在教材選修3-1中，電容的定義文中只注明“實(shí)驗(yàn)表明”電容器所帶電荷量與兩板間電勢(shì)差的比值為常量，并且不同的電容器比值不同，其比值可以用來(lái)描述儲(chǔ)存電荷的特性。由于實(shí)際上電容器所帶電荷量難以準(zhǔn)確測(cè)量，所以不能從定量的角度直觀地顯示出電容器所帶電荷量與兩板間電勢(shì)差的關(guān)系。為了突破這一教學(xué)難點(diǎn)，筆者經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了一套如圖1所示的多功能電容器性質(zhì)演示儀。

用四個(gè)2200？滋F電容器并聯(lián)后和電壓傳感器相連，使用16V電壓對(duì)C1充電，充滿后斷開(kāi)電源，電容器C1電量為Q，依次合上K2、K3、K4，此過(guò)程中電容器C1的電量依次為■，■，■，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的測(cè)試圖像如圖2所示，可知依次合上K2、K3、K4電容器C1兩端電壓U分別為16.0V，8.0V，5.4V，3.5V，比較發(fā)現(xiàn)，雖然電荷量發(fā)生變化時(shí)，兩端電壓也發(fā)生變化，但是其比值是一個(gè)定值。

目前，各種各樣的傳感器已被越來(lái)越廣泛地運(yùn)用到中學(xué)物理教學(xué)中，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這一科技成果必將在中學(xué)普及，所以本儀器在功能設(shè)計(jì)上首選用傳感器和計(jì)算機(jī)來(lái)演示電壓變化，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀，清晰易懂。對(duì)于還沒(méi)有傳感器的學(xué)校，使用演示用數(shù)字萬(wàn)用表效果也是非常理想的。

將多功能電容器性質(zhì)演示儀用到《電容器的電容》一節(jié)的教學(xué)中，讓學(xué)生清楚地觀察到電容器電量和兩端電壓之間的關(guān)系，對(duì)電容的概念有比較清楚地認(rèn)識(shí)，對(duì)概念的理解也更加深刻，這大大激發(fā)的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效率，起到了良好的教學(xué)效果，深受學(xué)生喜愛(ài)。

結(jié)束語(yǔ)

教師不是教教材，而是要用教材教，這不僅是一個(gè)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變問(wèn)題，而且是一個(gè)教學(xué)實(shí)踐的操作問(wèn)題。物理課也不應(yīng)當(dāng)是聽(tīng)課、記筆記、做實(shí)驗(yàn)、做習(xí)題的結(jié)合，而應(yīng)當(dāng)是在教師的指導(dǎo)和幫助下不斷探究物理現(xiàn)象的本質(zhì)與內(nèi)在聯(lián)系的過(guò)程。作為教材，不可能把所有的問(wèn)題都交代清楚，任何教材都有取舍增補(bǔ)的空間。這就要求在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，教師不能是被動(dòng)的執(zhí)行者，遇到教材中沒(méi)有交代清楚的或者只注明“可以證明”的問(wèn)題，引導(dǎo)和幫助學(xué)生不斷發(fā)展自己的認(rèn)識(shí)和探究能力，形成科學(xué)的思維方式和行為習(xí)慣的過(guò)程。要積極主動(dòng)研究開(kāi)發(fā)、多想辦法、突破難點(diǎn)，教師只有抓住這一要領(lǐng)，才能進(jìn)一步完善教材，才能取得最佳的教育效果。