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淺談物理教學(xué)中的興趣培養(yǎng)
學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生對學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)對象的一種力求趨近或認(rèn)識的傾向，是推動學(xué)習(xí)的最有效的內(nèi)部動力。在物理教學(xué)過程中，教師注意采用各種方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這對提高教學(xué)質(zhì)量，減負(fù)及調(diào)動學(xué)生的非智力因素?zé)o疑是十分有效的。本文就下面幾個方面談?wù)勗谖锢斫虒W(xué)中應(yīng)怎樣來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。并就教于行家里手。
聯(lián)系生活和生產(chǎn)實際。
在物理教學(xué)中，如果注意結(jié)合學(xué)生熟悉的生活、生產(chǎn)實際，提出與教學(xué)有關(guān)的問題讓學(xué)生去思考。往往能激發(fā)起學(xué)生的興趣。例如講授《光的折射》時，可先提出以下一些問題：透過老花鏡看緊靠鏡子的物體，顯得比原來怎么樣？透過老花鏡看遠(yuǎn)處物體物體又會怎樣呢？透過圓形金魚缸看缸里的魚發(fā)現(xiàn)魚會變大，透過裝滿水的杯子看插插入的筷子發(fā)現(xiàn)筷子會在分界處折彎，這又是為什么呢？帶著這些問題來學(xué)習(xí)，學(xué)生必然會產(chǎn)生興趣，從而達到提高課堂效率的作用，而課后又是課堂的延伸。結(jié)合物理教學(xué)的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的年齡特點與心理特征，開展豐富的課外活動、小實驗、小制作也是發(fā)展物理興趣的好形式。對初中生來說，可讓他們自己動手制作簡易測力計、桿秤、潛望鏡等，這樣做，不僅能夠加深他們對物理知識的理解，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維能力和獨立操作能力，很好地實現(xiàn)了知識的遷移。
制造學(xué)習(xí)上的懸念
在物理教學(xué)中，如果我們能夠不斷地制造懸念，使學(xué)生對新知識產(chǎn)生一種急于 探求的心情，那么就會引起學(xué)生對新知識的興趣。例如在《滑輪組》一節(jié)的教學(xué)中，我們可以把滑輪組放在一黑匣中，演示時上端提線，下端線進入盒中，結(jié)果出線比進線長得多。此時，一般學(xué)生會感到好奇，基礎(chǔ)扎實的學(xué)生會想到是省力杠桿并急于想得到證實，因此產(chǎn)生強烈興趣，當(dāng)盒子打開后，學(xué)生又會驚訝，心想這是杠桿嗎？同時渴望得到明確的答復(fù)，在這樣的渴求中老師稍加分析會收到明顯效果，起到化冗長的講授為積極的探索的作用，老師講得輕松，學(xué)生學(xué)得愉快。
認(rèn)知沖突是指一個人的已有知識和經(jīng)驗與當(dāng)前面臨的情境之間存在的差別。這種沖突常常會引起人們的好奇心，并導(dǎo)致其關(guān)心、注意和探索行為。心理學(xué)的研究表明，如果學(xué)習(xí)者已有的知識經(jīng)驗與新的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間具有中等程度的差距時，就會引起他們的認(rèn)識需要，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。物理學(xué)中許多規(guī)律、定律是前后相連的，而中學(xué)生的思維缺乏連貫性，往往停留在表層認(rèn)識上，如果教師能設(shè)法讓他們發(fā)現(xiàn)原有認(rèn)識的片面性，或再多問一個“為什么”學(xué)生就無法解決，則會使他們產(chǎn)生認(rèn)識需要，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，例如《電壓》一課新課導(dǎo)入可作如下提問1、導(dǎo)體中要有持續(xù)電流須幾個條件？學(xué)生預(yù)料回答：“a電源、b電路要接通”。接著追問：“電流怎樣形成的？”學(xué)生答：“電荷的定向移動形成的”。繼續(xù)追問：“是什么使電荷發(fā)生了定向移動？”學(xué)生答：“是電源”。老師接著演示小燈亮的電路驗證學(xué)生回答的正確性，再接著用一廢電池?fù)Q原來新電池重做實驗發(fā)現(xiàn)燈不亮了，老師問：“為什么不亮呢？”學(xué)生會說：“那是廢電池�！崩蠋焼枺骸盀槭裁葱码姵貢闺姾砂l(fā)生定向移動呢？電源究竟是靠什么使電荷發(fā)生定向移動呢？”到這時學(xué)生回答不上，必定疑惑，從而產(chǎn)
保持刺激的新穎和變化
中學(xué)生對新鮮事物總是充滿好奇心，教學(xué)內(nèi)容是否有興趣，興趣的大小，對教學(xué)效果都有直接的影響，在物理教學(xué)中若能經(jīng)常保持刺激的新穎和變化，就能不斷引起學(xué)生的好奇心和新鮮感，從而激發(fā)起他們的學(xué)習(xí)興趣，使他們樂于學(xué)習(xí)想要學(xué)習(xí)，例如在講《磨擦起電 兩種電荷》這一節(jié)時，為了把這一節(jié)抽象知識形象化，讓學(xué)生激發(fā)起探求的需要，可這樣引入新課，帶四根一端膨松的塑料捆扎繩（做此實驗要求當(dāng)時天氣要干燥）問哪個同學(xué)能把膨脹的一端捻聚在一起，根據(jù)生活經(jīng)驗學(xué)生們會爭先恐后舉手要求做這一件認(rèn)為簡單的事，然后每組叫一位學(xué)生到講臺前操作，結(jié)果會發(fā)現(xiàn)每位同學(xué)都事與愿違，他們發(fā)現(xiàn)繩子不僅沒有被聚攏在一起，反比剛才更膨松了，且越用力捻膨松得越厲害，這一新穎現(xiàn)象使學(xué)生感到非常驚奇，怎么會是這樣呢？他們迫切地想知道其中的原因，基于這種迫切感，學(xué)生對這一節(jié)課的興趣會很快激發(fā)起來。
及時給予成功的滿足
興趣是帶有情緒色彩的認(rèn)識傾向，在物理學(xué)習(xí)中，如果學(xué)生獲得成功，就會產(chǎn)生愉快的情緒，若反復(fù)多次，學(xué)習(xí)和愉快的情緒則會建立固定的聯(lián)系，也就會形成越學(xué)越有興趣，越有興趣就越想學(xué)的良性循環(huán)，在物理教學(xué)中，教師如能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，設(shè)計出一些學(xué)生經(jīng)過一定的努力便能解決的問題讓學(xué)生自己去解決，遇到困難時，教師再給予適當(dāng)?shù)膸椭�，�?dāng)學(xué)生解決了面臨的問題后，便獲得成功的滿足：在實際教學(xué)當(dāng)中要時時刻刻抓住學(xué)生的成功處給予適時鼓勵，如巧妙地運用語言激勵，對一般學(xué)生可用：“書寫認(rèn)真”“解法巧妙”“見解獨解”。對已獲成功的基礎(chǔ)較好的學(xué)生可進一步用言語刺激：“你還有其他方法嗎？”“你還有更巧的方法嗎？”這樣會使全班興趣高昂，切忌給學(xué)生以反復(fù)失敗的刺激，這樣才可使興趣持久。
1、電子的發(fā)現(xiàn)
1897年，英國物理學(xué)家湯姆生在陰極射線的實驗中發(fā)現(xiàn)電子（一種帶負(fù)電的粒子）。〖在封閉的玻璃管內(nèi)有兩個電極(陰極和陽極），抽出管內(nèi)空氣(壓強在10－2mmHg以下)，這就是陰極射線管。當(dāng)兩極間加高電壓時，從陰極發(fā)出一種射線叫陰極射線，它能使對著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光。〗并確定電子的電荷與質(zhì)量的比值。發(fā)現(xiàn)不同物質(zhì)做成的陰極發(fā)出的射線都有相同的e/m值。表明這種帶電粒子是一切不同元素的原子的共同組成部分。稱它約電子。后來，在X射線使氣體電離和光電效應(yīng)等實驗現(xiàn)象中，都從原子中擊出了電子，表明電子是原子的組成部分，是比原子更小的微粒，電子的發(fā)現(xiàn)打破了原子不可分的信念。
電子的發(fā)現(xiàn)，認(rèn)識到原子是可分的，是人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識上的一次飛躍，開創(chuàng)了探索原子內(nèi)部構(gòu)造和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的新時代。
既然電子是原子的組成部分，而原子又是中性的，那么原子里還存在帶何種電的物質(zhì)？既然電子的質(zhì)量很小，那么原子的質(zhì)量絕大部分集中在哪里？
師：湯姆生原子模型的內(nèi)容是什么?
生：原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球內(nèi)，電子則鑲嵌在原子里。原子的幾乎全部質(zhì)量都集中在正電荷，電子的質(zhì)量很小。
當(dāng)時湯姆生認(rèn)為原子是中性的，由質(zhì)量很小的電子（如棗子）鑲嵌在集中了原子的幾乎全部質(zhì)量的正電荷（如糕）中構(gòu)成，電子是不動的。
原子受到激發(fā)以后，電子開始振動發(fā)光，就形成了原子光譜湯姆生原子模型，能解釋一些實驗事實。但是不久，就被新的實驗事實否定了。1909至1911年，湯姆生的學(xué)生盧瑟福和同事們做了一個著名的a 粒子散射實驗，這個實驗的現(xiàn)象卻無法用湯姆生原子模型來正確解釋。
二.動量守恒定律是物理學(xué)的重要內(nèi)容之一，動量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體，而且適用于接近光速運動的微觀粒子。在自然界中，大到天體的相互作用，小到基本粒子間的作用，都遵守動量守恒定律，它是宏觀世界和微觀世界都遵守的共同規(guī)律，應(yīng)用非常廣泛．因而是物理教學(xué)的重點內(nèi)容。在現(xiàn)行的高中物理教材中，《驗證動量守恒定律》是學(xué)生實驗的內(nèi)容，但是這個實驗的傳統(tǒng)做法由于儀器、動量守恒條件的要求等方面的問題，實驗效果很不理想，因此，實際教學(xué)中對這一實驗的處理多是“以講代做”。這個問題也是目前學(xué)生實驗中存在的普遍問題。
我校在本學(xué)期購置了新課程中所要求的氣墊導(dǎo)軌、力學(xué)傳感器及計算機實時采集和處理實驗數(shù)據(jù)等器材，這套實驗儀器的數(shù)量及精密程度在北京市名列前茅。利用這些儀器可以很好的實現(xiàn)動量守恒條件、并可采用多種方法較準(zhǔn)確的采集實驗數(shù)據(jù)，從而分析實驗結(jié)果得出物理規(guī)律。為了解決傳統(tǒng)實驗操作困難、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、實驗結(jié)論與物理規(guī)律相去甚遠(yuǎn)等問題，更為了使學(xué)生通過學(xué)習(xí)并使用傳感器等現(xiàn)代測量工具進行自主、合作的研究行學(xué)習(xí)，我想對《驗證動量守恒定律》這一學(xué)生實驗進行新的教學(xué)設(shè)計。
受傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)目的、內(nèi)容、時間和教學(xué)方式的影響，特別是在教師處于繁重的工作壓力和教學(xué)資源相對短缺的現(xiàn)實條件下，在教學(xué)中普遍實施多元智能教學(xué)是有困難的。因此，以研究性學(xué)習(xí)為切入點實施多元智能教學(xué)，可以改變傳統(tǒng)的單一的、灌輸式、填鴨式的教學(xué)，開發(fā)學(xué)生的多種智能，給予每一個學(xué)生主體性發(fā)揮的廣闊空間，并可幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)其智能的特點和業(yè)余愛好，促進其發(fā)展。動量守恒定律這部分內(nèi)容屬于選修內(nèi)容，但我校高一實驗班的學(xué)生目前已學(xué)習(xí)了這部分內(nèi)容，據(jù)此，高一實驗班《驗證動量守恒定律》的教學(xué)設(shè)計如下：
第一階段：布置課題---《利用實驗驗證動量守恒定律》，使學(xué)生明確，驗證性實驗是科學(xué)研究中的重要步驟，一個理論的建立常常是經(jīng)過“現(xiàn)象→假想→驗證→理論”。在明確研究目標(biāo)后，學(xué)生可根據(jù)自身特點，自愿結(jié)合形成研究小組；
第二階段：向?qū)W生介紹現(xiàn)有實驗器材，學(xué)生自主、合作學(xué)習(xí)未使用過的儀器的原理及使用方法（教師下發(fā)有關(guān)儀器的文字材料，學(xué)生也可查閱有關(guān)資料），而后，研究小組的學(xué)生共同研討實驗方案；
第三階段：教師與學(xué)生一起實施實驗方案，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)、總結(jié)問題，改進實驗，最終得出實驗結(jié)論；
第四階段：各組完成實驗報告（包括：實驗原理、方法、步驟、結(jié)論及問題分析）；
第五階段：各組匯報并進行實驗演示，學(xué)生、教師評議，共同思考還有哪些應(yīng)深入研究的問題。
編制評價表----學(xué)生自評與互評.
總之，《驗證動量守恒定律》的實驗研究不僅能使學(xué)生掌握動量守恒定律的內(nèi)容，更為重要的是通過學(xué)生的自主、合作學(xué)習(xí)開發(fā)學(xué)生的語言、邏輯－數(shù)學(xué)、視覺空間、肢體－動作智能以及人際、內(nèi)省和自然智能。
三.機械能守恒定律可以認(rèn)為是力學(xué)方面的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。它的條件是系統(tǒng)只有重力、彈力做功。在這樣的系統(tǒng)中，盡管動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能恒定。這里談機械能守恒定律的應(yīng)用。
首先，機械能守恒是對系統(tǒng)而言的，而不是對單個物體。如：地球和物體、物體和彈簧等。對于系統(tǒng)機械能守恒，要適當(dāng)選取參照系，因為一個力學(xué)系統(tǒng)的機械能是否守恒與參照系的選取是有關(guān)的。
其次，適當(dāng)選取零勢能面(參考平面)，盡管零勢能面的選取是任意的，但研究同一問題，必須相對同一零勢能面。零勢能面的選取必須以方便解題為前提。如研究單擺振動中的機構(gòu)能守恒問題，一般選取豎直面上軌跡的最低點作為零勢能面較為恰當(dāng)。
再次，適當(dāng)選取所研究過程的初末狀態(tài)，且注意動能、勢能的統(tǒng)—性。
用機械能守恒定律解題有兩種表達式，可根據(jù)具體題目靈活應(yīng)用：
①位置1的機械能E1＝位置2的E2，
即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
②位置1的Ep1(Ek1)轉(zhuǎn)化為位置2的Ek2(Ep2)
即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2
下面提供二個例子：
[例1]如圖1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面頂端有一物體由靜止開始沿斜面下滑；在物體下滑過程中，下列說法正確的有：
[1] [2] 下一頁
�。ˋ）物體的重力勢能減少，動能增加。（B）斜面的機械能不變。
�。–）物體的機械能減少。（D）物體及斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒。
[分析]物體在下滑過程中對斜面有垂直于該斜面的壓力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必將向右產(chǎn)生加速度；其動能及其機械能增加。所以（B）項錯誤。物件一方面克服斜面對它的壓力做功：機械能減少；另一方面由于它的重力做功，重力勢能減少，動能增加，因此選項(A)(C)正確。對于物體與斜面組成的物體系；只有物體重力做功，沒有與系統(tǒng)外物體發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，機械能守恒，故（D）項正確。
答案為：（A、C、D）
例2]如圖2，長為l的細(xì)繩系于0點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，0點正下方距0點1／2處有一小釘，將細(xì)繩拉至與豎宣方向成q＝30o角位置由靜止釋放，由于釘子作用；細(xì)繩所能張開的最大角度為a；則角a為多大？（不計空氣阻力和繩與釘碰撞引起的機械能損失，a用三角函數(shù)表示）
[解法]∵小球在運動過程中只有重力做功
∴根據(jù)機械能守恒定律，取小球運動軌跡的最地點為參考平面：
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
四.美國科學(xué)家質(zhì)疑"萬有引力定律"，中國科學(xué)家的反映是"基本定律"不容質(zhì)疑。問題是"引力定律"是否是基本定律？基本定律又是什么涵義？基本定律就一
定精確嗎？
北京青年報2001年5月18日有一篇名為《萬有引力失靈了嗎？》的報道（見網(wǎng)站《當(dāng)代物理--物理論文集》的"國外新聞"欄目），我看了此報道之后，有感而發(fā)此篇議論。我認(rèn)為從表面意義上的角度，美國的科學(xué)家與中國的科學(xué)家的提法都對。實際上美國與中國的科學(xué)家都把引力定律當(dāng)作了"基本定律"，如果不把它當(dāng)作"基本定律"，美國科學(xué)家也就不質(zhì)疑它了；既然是確定的"基本定律"，中國科學(xué)家當(dāng)然認(rèn)為不容質(zhì)疑了，而要尋找其他的解釋。[人的思維有一個缺點，一旦在現(xiàn)象事實方面有與原來理論有沖突（反常）的地方，為了保護原來的理論--也就是被科學(xué)哲學(xué)稱為"范式或科學(xué)研究綱領(lǐng)"，就必然要尋找其它的理由來解釋。]問題在于引力定律是不是基本定律，如果不是，那我們?yōu)槭裁窗阉?dāng)作基本定律來運用。基本定律就是理論體系的"公理"定律，是思考的出發(fā)點，是邏輯的原始出發(fā)點--原始大前提，不是由其他定律推導(dǎo)出來的定律。而我認(rèn)為引力定律不是基本定律，理由有二：
其二，僅從引力定律公式產(chǎn)生的過程角度來看，在牛頓時代以前及同時代，其他許多人已經(jīng)得出了"太陽系"（僅僅在此范圍）行星公轉(zhuǎn)的向心加速度依距離太陽平方反比分布規(guī)律（真正的經(jīng)驗公式，不是基本定律）。由于牛頓發(fā)現(xiàn)了地面上的重力（重力加速度）與"太陽系"中的衛(wèi)星及行星公轉(zhuǎn)的"向心力"（還是牛頓三定律的"范式"）是同一性質(zhì)（是偉大的發(fā)現(xiàn)），（然而把此同一性質(zhì)當(dāng)作同一種"力"--錯誤的轉(zhuǎn)化開始了。）再下一步，又依重力大小還與表現(xiàn)重力的物體（地面上的）的質(zhì)量有關(guān)系，同時又把"平方反比律"人為"加"上了質(zhì)量（中心質(zhì)量，實際上是太陽的質(zhì)量。），引力定律產(chǎn)生了。然后，問題又轉(zhuǎn)化了，拋開了"中心質(zhì)量"與地面上的"質(zhì)量"的區(qū)別后，引力開始"萬有"了。于是，在我吃飯的時候，我飯桌上的"燒雞"與我也就有了"引力"（可不是因為我餓了，燒雞對我有吸引力的"力"）。引力定律中的"平方反比律"本來是"宇宙"（太陽系）中的現(xiàn)象范圍，就無形地被人為地擴大到了"一切"的范圍，這是人的思維的錯誤。僅從此角度，就說明了"引力定律"仍是經(jīng)驗公式，不是基本定律。把一定范圍的經(jīng)驗規(guī)律人為地?zé)o限擴大，有時可以產(chǎn)生"偉大"的發(fā)現(xiàn)，但是，同時又同時又是風(fēng)險極大的"發(fā)現(xiàn)"，非常容易造成極大的認(rèn)識錯誤。這也就是科學(xué)哲學(xué)家波普爾"證偽主義"能夠可以成立且有"用武"的地方。因為，我們?nèi)说乃季S的歸納（經(jīng)驗）語言（不僅僅是語言，也是認(rèn)識。）一般都用"所有格"。
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