將物理問題發展過程融入大學物理教學中

[摘 要] 將物理問題發展過程融入物理教學中可以幫助學生理解物理問題本質并提高學習興趣。對物理問題發展過程進行了簡介，并從兩方面對物理教學中融入物理問題的發展原則進行了闡述。

[關 鍵 詞] 大學物理；問題引導；聯想拓展

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）15-0115-01

物理學是研究物質結構及其基本運動規律的學科，是自然科學的基礎學科。理工科學生掌握好基本的物理概念和原理有助于其他基礎課和專業課的學習。然而，學生在學習時，往往陷入抽象的概念和公式中，難以理解其代表的物理本質。很多學生都認識不到學習物理的必要性，沒有學習的動力和興趣。事實上，物理學是一門探索性學科，每一個物理問題都經過了理論與實驗辯證發展過程。物理學原理、方法和思想滲透到了其他自然科學的各個領域，是許多工程技術的基礎。因此，如果可以將物理問題發展過程融入教學，使學生感受到實際物理現象演變成抽象物理概念的過程，將有助于學生認識概念所代表的物理本質，激發學生學習的樂趣。在幫助學生掌握基本物理原理的同時，培養他們的理性思維，激發他們嘗試運用數學和物理方法解決實際問題?；诖?，本文首先介紹物理問題發展過程，然后從兩方面對物理教學中融入物理問題發展過程原則進行闡述。

一、物理問題發展過程

與實際科學研究過程類似，物理問題發展過程可大致分為五個階段：首先是觀察到新現象；然后在大量現象的基礎上提出假設并推測其原因，即在實驗之前先猜測結果，這一步往往是物理問題發展中決定性的一步；之后，設計實驗檢驗假設，對假設進行修正或重新假設；形成物理理論；最后用理論來解決實際問題。例如，動量提出過程，動量提出源于對天體運動的長時間觀測，發現宇宙運動并沒有減少跡象。因此，哲學家認為宇宙運動的總量是不會減少的，需找到一個合適的物理量來量度運動。笛卡爾最早將這種運動特性定義為質量與速率的乘積，后來惠更斯在做碰撞實驗發現按照這個定義，兩物體運動總量在碰撞前后不一定守恒，最后牛頓在總結前人工作的基礎上，把笛卡爾的定義做了重要修改，將質量和速率乘積變為質量和速度乘積，這樣就找到了度量運動的物理量，也就是動量。由此可見，任何一個物理問題由提出到形成理論都經過了漫長時間，都是在前人的工作上的總結、思考和進步。

二、物理教學中融入物理問題發展過程的原則

（一）問題引導原則

大學生的抽象和辯證思維日益提高，再加上他們思維活躍，通過在教學中，將物理問題轉化成現實情境，有助于學生主動思考，并理解物理概念所代表的物理本質。例如，為了讓學生明白動量是度量運動的物理量，可以首先采用提問方式設定如下情景：“日常生活中，如果一個足球或籃球以一定速度向我們飛來，我們用雙手一接就可以把球停住了，但如果一個鉛球以同樣的速度飛過來，你們還敢不敢用手將它接??？”當學生思考并回答不敢后，接著問“為什么？是不是因為鉛球太重了，質量太大，以我們的力氣根本無法讓它停住。”然后問“那如果足球或籃球的速度很快呢？還敢接嗎？是不是同樣也需要更大的力氣”。這樣就可以讓學生自發聯想到物體運動狀態改變的難易程度與物體本身的質量和速度有關，學生也就會明白動量是度量運動的物理量。緊接著，將動量這個概念形成的過程也就是笛卡爾、惠更斯和牛頓的故事簡單地講給學生聽，讓學生沿著科學家探索的足跡，理解看似簡單的公式和定理都是在前人的工作基礎上的一步步探索、總結、思考和進步的結果，從而激發學生學習和探索的興趣。

（二）聯想拓展原則

學生明白了公式所代表的物理本質后，在后續過程中將物理公式與學生自己的經歷和體驗聯系起來有助于提高其利用理論知識解決實際問題的能力，并激發其進一步探究的欲望。通過設置學生熟悉的場景，誘導學生利用已有的知識通過自己分析和思考得出解決問題的途徑。例如，打籃球是大學生非常喜愛的一種體育運動，男生會經常打比賽而女生喜歡觀看比賽。當教師介紹完動量定理后，可將籃球場上的情景提出來，特別是運動員接球的動作。運動員在接球時，手接球后總是順勢向后撤。這時可以引導學生思考“為什么運動員在接球后手要向后撤呢？” 進一步引導學生運用動量定理解釋，這樣就加深了學生對動量、沖量、動量定理的理解，并提高了學生思考的積極性，在增加學生學習興趣同時提高他們分析解決實際問題的能力。

三、結束語

在物理教學中，教師應當積極將物理問題的發展過程融入教學，幫助學生認識物理學科的本質。這就需要教師將課本里隱藏的科學認識論和方法論鮮明地呈現給學生，努力做到讓學生學到的不僅僅是課本知識，還要讓他們了解知識的形成過程，從而逐步掌握如何去探索客觀世界的規律。

參考文獻：

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