对优生开展“溯源”教学的研究
摘要：对高中学段中资质较优的学生开展“溯源”教学是必要且可行的。以对“电荷及库仑定律”的“溯源”补充教学为例，通过融入物理学史的方式，将电荷守恒定律及库仑定律的建立过程呈现于课堂，增强教学的趣味性，引起学生的深度思考，实现更有效的教学。
关键词：“溯源”教学；电荷守恒定律；库仑定律；物理学史；趣味性；科学思想
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2024）11-0010-3
古代汉语词典，对“溯”的解释是：逆流而上，意喻向上推求；对“源”的解释是：水流始出的地方，意喻来源、根源，也有探求之意。在高中物理课堂进行“溯源”这一环节的教学，实际是要引导学生在学习物理概念或物理定律的过程中，“追溯”其发展之“源”，了解相关的发展历程，在时空上更立体地形成正确的物理观念。
１对优生开展“溯源”教学
对优生开展“溯源”教学是必要的。高中学段中资质较优的学生，在常规课堂中往往会面临着“吃不饱”的情况。有时教师在讲课时，部分优生干脆自已看资料，不是他们不想听讲，而是因为教师讲的内容，他们在课前已经自习过了。若此时教师还是按部就班地照本宣科，学生会感到索然无趣。因此，教师必须思索将什么样的“素材”融入教学设计，展现于课堂，才能让这群优生“解渴”，让他们有一种获得感。
对优生开展“溯源”教学是可行的。对优生开展概念或定律的“溯源”教学，是一种较好的能提高优生听课兴趣的教学模式。首先，任何一个物理概念或物理定律的建立，都会经过一个漫长而艰辛的历程。现在我们能读到的许多经得住考验且表述简洁的定律，其中必定包含着许多科学的研究方法、理性的思维方式及伟大的科学家精神，而这些毫无疑问是物理学中最宝贵的东西，也是教师在物理教学中的宝贵教学资源。
２高中物理“溯源”教学案例研究
下面以对“电荷及库仑定律”的“溯源”教学为例，在立足于课本内容的基础上，通过融入物理学史的方式，将电荷守恒定律及库仑定律的建立过程补充呈现于课堂，增强教学的趣味性，同时引起学生的深度思考。
２．１拓展电荷守恒定律
２．１．１高中课本的表述
在高中物理必修第三册（人教版）对“电荷守恒定律”（ｌａｗｏｆｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｃｈａｒｇｅ）是这样表述的：“电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变”，这个结论叫作电荷守恒定律。
在这条定律提出之前，课本先呈现出“摩擦起电”和“感应起电”，并举了相应的例子，再总结性地提到：“无论是摩擦起电，还是感应起电，都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化而已”，最后提出了“电荷守恒定律”。
２．１．２“溯源”教学
拓展一：电荷既不会创生，也不会消灭。
课本是基于“摩擦起电”和“感应起电”都没有创造电荷，从而提出：电荷既不会创生，也不会消灭。但事实是否如此呢？
从１７４６年起，富兰克林（美）利用当时的菜顿瓶做了一系列的实验，菜顿瓶在加电之后，其所有的电火要素总量不比在加电之前多，而放电之后所具有的电火要素总量也不比放电之前少［１］，这就是后世人所称的“电荷守恒定律”。
而在现代物理学研究中，科学家发现，粒子在相互作用过程中，电荷可以产生，也可以消失。例如，一个高能量的光子碰撞一个重原子核时，该光子可以转化为一个带正电的正电子和一个带负电的负电子，这也称为电子对的“产生”；而当两个正、负电子在一定条件下相遇时，又会同时消失而产生光子，这也称为电子对的“湮灭”。
１９２９年，中国核物理的开拓者赵忠尧先生在美国加州理工学院做研究工作时，在实验中观察到硬γ射线在铅中引起的一种不同寻常的辐射，这正是由正负电子湮没产生的γ射线，这是人类在历史上首个能直接观测到直接由反物质产生和湮没所造成的现象的物理实验［２］。
１９３０年５月间，赵忠尧、英国的塔兰特和德国的霍普费尔特，在他们彼此独立的论文中提出了各自的发现，即发现了钍Ｃ的能量有百万电子伏特的射线被重元素的“反常吸收”。这是对电子对产生过程最早的观测［３］。
所以，随着科学研究的深入，逐渐发现电荷会以另一种方式创生或湮没。
拓展二：两金属小球接触后的电量分配。
课本提到：如果使一个带电的金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，电量“分给后者一半”，这里的“完全相同的金属小球”指大小和材料均要相同。小球大小相同，即半径相同。由于两金属球相碰后形成一组等势体，半径为Ｒ且带电量为ｑ的小球电势为U=，即q=4πεRU，q∝R，所以当两个孤立金属球等势体Ｒ相同时，=，才有可能出现电荷相等；另外，若是两种不同的金属接触瞬间，两者之间会产生电位差，这就是所谓的“接触电位差”［４］，此时内部的平稳会被破坏，会迫使电荷发生移动，从而影响到