物理教学用“猜想”激发学生探究欲望

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  从教二十余年,看到教材中物理学未解之谜,心中总萌发一种冲动,这种冲动诱发我和我的学生去探究,去思索,形成各种猜想,从而不断地丰富了我的教育教学方法和经验。
  这种猜想,虽然缺乏坚实的理论基础和实验验证,但他对开启学生智慧之门,却有着非同寻常的意义。
  在教材高级中学物理第二册《地磁场》一节,书中讲到“地磁场”至今仍是个谜,在讲述本节之后,向学生说:如果将来有一天我们在座的同学对此问题有了独到的见解,那他肯定是一个优秀的物理学家。没过多久,有位学生就写了篇猜想拿给我看,我吃惊不小,没想到教师的一句话会在学生中间激起了智慧浪花,我当着全体学生朗读此文,接着我又收到来自学生的第二篇、第三篇……我经过整理、思考,也写成一篇“猜想”:一,地球磁场来源于地球自转;地球内部是处于熔融状态的物质,这就好比一个盛水的瓶子,在瓶子转动时,里面的水滞后异动。由于内摩擦力,会摩擦起电,负电荷集中在内壁,而正电荷聚集在熔融体,由于相对异动,其等效电流和地球自转方向正好相反,从而形成地磁场。二、猜想月球可能没有磁场或月磁极弱,否则会引起地磁按月周期性变化。三、猜想太阳周围存在巨大磁场,地球是置于太阳磁场中的一枚“小磁针”,地磁按年会周期性地变化。四、地磁翻转的原因是太阳磁场翻转或地球自转线速度变化,第一种诱发原因道理很简单,而第二种诱发原因则可能由于地质构造中的地震、火山使地球自转变慢,从而引起正电荷聚集在熔融体,由于相对超前,导致环形电流跟地球自转方向相同,从而引起磁极翻转。经过激烈讨论,学生学习物理的兴趣空前高漲,教师授课也轻松多了。
  在高二物理《电场强度》一节的教学中,由于负源电荷产生场强E=kQ/R2和地球重力强度公式g=GM/R2,在形式上极其相似,方向也都是指向源体。为此,可启发学生进行大胆构思,在热烈的交流中,得出猜想:一、宇宙中存在异类物质。既然同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;既然电荷有正负,那么物质就有异同。把类似地球、太阳、星系等物质看作一样的,而这些同类物质相互吸引,岂不可推出异类物质相互排斥的结论吗?二、宇宙中存在异类物质,人类能否借助现代科技手段捕捉这些异类物质信息呢?三、宇宙中存在异类物质佐证:科学家们说宇宙在膨胀,这种膨胀导致天体之间是远离的,猜想这种“远离的力量”是因为宇宙中心(或深处)存在异类物质作用,只有异类物质才能发出类似正源电荷场线,才能将银河系中的物质向外抛射,如果是这样,我们猜想各种天体远离是加速的。而且这种力量在宇宙物质作用中占主导地位。
  这种猜想极大地激发了学生的求知欲,点燃了学生探索科学的智慧之光,同时也丰富中学物理教学,克服枯燥乏味的说教。
  这种猜想不一定正确,但大胆追求真理的科学精神不正是我们物理学所倡导的吗?
  (责任编辑 易志毅)
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