九 深化物理概念和规律的学习

由于质疑是在充分分析的基础上提出的疑问，特别是以相悖的不同结论表现质疑时，其各结论必然都有自己鲜明的逻辑基础。因此，在物理学习中，学生能自觉运用质疑的方法，会在分析中有效地加深对物理概念规律的理解，并使所学的有关知识融会贯通。而且，根据心理学研究，由个体独立进行深入思维而产生的问题，其个性化与思维投入的程度越强，释

疑愿望也越强。亦就是说，它将转化为直接的学习动机。进而，一方面， 释疑行为中的主体成分和科学成分会有效地影响着人格的发展——越在独立基础上合作地寻求科学释疑，人格中的依赖性，教条主义与盲目崇拜权威的因素就越少；另一方面，释疑行为中的方法论成分，又将进一步在运用中深化对物理概念和规律的理解，并提供产生联想的机会，从而形成质疑、释疑的良性循环。以上这一切，实际都是活生生地运用物理方法、培养物理能力的过程。因此，物理思维能力的这一层次是涉及培养学生思维素质的一个重要层次。当然，由于本层次需综合使用各种逻辑方法去发现问题和解决问题，它又是难度较大的一个层次，所以本节将它放在最后讨论。

学习过程的客观规律和广大教师的教学经验都表明，不发现问题，学习难以深入，学生在学习中提不出问题，并不等于学生没有问题。教学中学生之所以提不出问题，主要是因为习惯于让思维顺着教师讲解的逻辑系统运行。在听讲的过程中如此，在做巩固性练习和习题中，由于针对性（单一运用新知识）较强，亦如此。这就要求教师要注重创造条件并敦促、鼓励学生思索。注意到质疑与释疑两过程中的细致层次难有相应性，又考虑到释疑的实际过程是一个综合过程而不是单纯的思维过程，根据寻找相关因素的层次中相类似的理由，本书认为释疑能力宜归属于解决实际问题的能力。故本节讨论将侧重于质疑方面。

  1. 弄清疑点，清楚地提出质疑。

这一层次主要指通过具体细致到一定程度的分析，弄清问题到底出在何处。这是因为学生在学习物理的过程中所提出的一些问题，往往只是觉得不懂或不清楚，而不是出于认真细致的思考。其最典型的表现是向教师提问题，却连问题本身都说不清楚，或所提的问题其实只须稍加细致地考虑一下，自己就能解决。

在这一层次，质疑概念中的充分分析，集中体现在弄清“问题所在” 的过程之中。清楚的表达在于清晰的思维。弄清疑点，是清楚地提出问题的基础。当然，有了清楚的思维，并不等于一定能形成清楚的表达，但此状态下的困难则属于物理语言能力的范畴。

  1. 在充分分析所遇问题的基础上，提出相悖的质疑。这一层次主要指对遇到的问题，善于从不同角度思考并充分利用已学知识进行分析，从不同理论或不同角度审视对同一问题所作的解释，看它们彼此之间是否相互矛盾，从而形成质疑。例如，在物体加速度与其相关量

    F 及 m 进行定量研究的实验结论中，对 a∝F 与 a∝m-1 可有数学推理：

∵a = k1F

a = k m-1

∴a2 = k k Fm-1

∴a = k Fm−1

（令k =

k1 k2 ）

显然，从数学角度做出的这一推理与物理学对该实验结论的推理是相悖的。

又如，教师在讲课中强调蒸发和沸腾的区别时指出：蒸发是在任何温度下都可进行的；又在解有关冰熔解的许多问题中强调冰块化成水后的质量不变。那么从这两个角度可提出：先化成的水在整个熔解过程中有没有蒸发？有，则质量不能不变；没有，则蒸发不是在任何温度下都可进行的。

再如，当温度升高时，水的体积膨胀，密度值应下降，但教材中为什么讲水的密度是一个常数呢？

  1. 根据生活实际或实验，提出与所学物理知识相悖的质疑。

对同一个（类）对象，在一定条件下的物理因果关系应该是确定的。然而，由于物理学本身理想化处理的研究方法，由于中学物理知识内容限制了研究广度与深度，由于实际问题的复杂与综合性等诸多原因，学生在生活中的实际经验或自做的实验结论，与所学物理知识（概念、规律、实验等）完全可能有所不同。当然，亦有可能由于学生个人的水平，只是貌似不同其实还是相同的。无论哪种情况，都属于本层次质疑的范围。

例如，漂浮在开水中的一小盆水，由于热平衡导致无法获得汽化热而不能沸腾；但实际生活中有学生透过玻璃锅盖发现，盆中的鸡蛋羹却可以沸腾。又如，玻璃是透明的，平面镜才能成像；但有学生却从眼镜中看见了身后物体的像，其像甚至叠在眼前看到的物体上。这两者都属于根据生活实际中观察到的现象，提出和所学物理知识表面相悖的质疑。而在下例当中，提出的则是和所学物理知识结论实质相悖的问题（客观上不属于或不完全属于物理学或所学物理知识的范畴）：既然作用力和反作用力相等， 为什么挨打的人觉得疼，而打人的人却不觉得那么疼？

下面是一个根据实验提出质疑的实际例子。一个高一学生让家长从 22 层楼的居室给他投下钥匙和揉成一团的纸团，发现钥匙比纸团先落到地 面。于是他用灌入沙土的乒乓球和正常的乒乓球“重复”了“比萨斜塔” 实验，结果仍然是重球先落地，而不是同时落地。然后他对教师关于比萨斜塔实验的分析——只要用形状、体积相同的物体，例如等大的球自由下落，由于空气阻力对它们的影响一样而可以不予考虑——提出了质疑。

在教学过程中还经常出现，实验情况和理论分析似乎相悖的情况。例如，理论上认为双缝干涉现象中条纹的宽度应相等，而激光双缝干涉实验中亮纹宽度却明显大于暗纹，甚至人民教育出版社出版的高中统编教材中给出的彩图亦是如此。又如，理论上认为用丝绸摩擦玻璃棒时，越用力， 摩擦的次数越多，做的机械功越多，玻璃棒上带的电就应越多，静电计张角亦应越大，而实际操作时未必如此，等等。

在实验教学中，要求启发、鼓励学生发现问题、试作分析、提出质疑、尽力释疑，只要教师重视，应该是不难做到的。