时间：2023-07-10 17:35:02
关键词：故事；欧姆定律；探究课堂；学习兴趣
亚里士多德说：“古往今来人们开始探索，都应起源于对自然万物的惊异。”对学生而言，这种惊异无疑会带动兴趣的产生，从而引发认知活动的展开。故事对学生而言，有着不可抵挡的吸引力，若将故事与物理相结合，引入课堂当中，不但能激发学生的学习兴趣，也能让学生在阅读故事、解决故事所包含的物理情境问题中，培养学生的分析、归纳能力与解决问题的能力等等。
新课程强调的探究学习要求学生在主动参与的前提下，根据自己的猜想或假设，在科学理论指导下，运用科学的方法对问题进行研究，在研究过程中获得创新实践能力、获得思维发展，自主构建知识体系。如何将探究过程渗透到课堂教学中，是众多教师亟待考虑的问题。笔者就将一则《如果你是柯南》的破案故事，引入初二下学期“欧姆定律及其应用”的学习中，以激发学生的学习兴趣，将物理问题插入故事情节中，经由学生的独立思考与分组讨论，体会物理问题的探究过程，促进学生对欧姆定律的理解与掌握，培养学生的问题解决能力，并借此开展了一节探究课堂。
一、抛出故事，引发学生的学习兴趣
欧姆定律，是学生在学习了电流、电压和电阻的概念之后所接触的第一条物理规律，也是初中阶段学生第一次应用物理公式通过计算来解决问题。欧姆定律是电学的基础，很多学生因为不能掌握欧姆定律的物理意义、灵活运用公式进行计算，而导致在后期的学习当中越来越困难。理解与灵活应用欧姆定律，是本节课的一个教学重点。
笔者所引入的故事情节中有四个人同时入住旅馆的晚上，店主的钻石不见了，警察介入此事并展开调查，四个人分别提供了不在场的证明，依次是在用电烙铁修收音机、用电热水炉烧水、电炉取暖和电饭锅煮饭，问：如果你是柯南，你能找出谁是小偷吗？
柯南作为一个卡通角色，学生对他追崇源自于柯南通过自己的智慧成功破获了众多案件，让学生为之着迷。本则故事则可以轻而易举打开学生的兴趣大门，吸引学生迫不及待地阅读故事情节，以柯南的角色投入破案，并思考如何解决故事结尾所提出的问题。
二、针对故事情节，提出问题，引发学生的思考
对柯南的故事，学生展现出了极大的兴趣，个别学生会在没读完之前，便迫不及待地说出自己所认为的那个凶手。
学生甲：熊仔是小偷，因为没有人会在旅馆里用电烙铁修收音机。
教师：这只是你自己的感觉而已，如果熊仔是一个修电器的师傅，就可以用电烙铁修收音机。
学生乙：小美是小偷。
教师：为什么？
学生乙：不知道，感觉像是小偷。
对初中生来说，他们的思维已经发展得较为完善，但是对于客观事实的判断，依靠的还是主观判断。对于学生众多的讨论结果，也有细心的学生会发现故事中还存在隐含的条件。此时，引导全体学生再次阅读故事，并告知他们：在故事或者是物理题当中，题目往往会包含隐含的条件，要通过细心的阅读才能发现。适当地引导学生可以让学生体会物理解题的过程及培养学生严谨的科学态度，鼓励学生针对自己的想法与周边的同学进行讨论。
讨论的过程可以更好地发挥学生的主动性、积极性，有利于培养学生的独立思维能力、口头表达能力，促进学生灵活地运用知识。
三、根据欧姆定律，解决问题、验证猜想，归纳并得出结论
学生经过再次阅读之后，在警察观察现场时发现了一个问
题：“家庭旅馆使用220 V的家庭电压，每个房间的电闸都标示房间规定最大电流是5 A。”
教师：房间的最大规定电流是5 A，这是什么意思呢？
不断地给学生提出问题，引发学生的思考。找到5 A所代表的物理意义，那学生就逐渐明白，如果四个人的房间中，谁的电流超过5 A，那么他就是小偷。接下来的问题就是如何计算房间的电流。学生会轻而易举地想到通过欧姆定律可以计算得出房间的电流值。经过一番讨论之后，将全班同学就近分组，引导学生在前面所学过的知识中找到不同电器的电阻值，给予小组适当的时间进行分组讨论与计算，带动小组间的交流与沟通，培养学生合作学习的能力。在讨论完毕后，让每个小组派代表来公布结论与理由，间接锻炼学生的总结归纳能力与语言表达能力。
在整个探究过程中，学生不仅找出了故事中的小偷，并且进一步巩固、应用了欧姆定律，更将其与生活实际紧密结合起来。此时，学生依然保持高涨的学习热情，表现出意犹未尽的感觉，更有学生认为如果多些类似的故事，物理就会变得更有趣，觉得学习物理并不是一件很难的事情。这个时候把握机会，引入关于欧姆定律应用的具体实例，以进一步强化对欧姆定律的运用。
在物理教学中，恰当地引入情景故事，不仅可以激发与提高学生的学习兴趣，还能够在故事中渗透科学的教育思想，引导学生探究并解决问题，锻炼学生的思维能力与自主建构知识的能力，进行有意义的学习。创设教学情境，引入包含物理知识的趣味故事，让学生从物理走向生活，并在生活中学习物理，加深对物理知识的理解与掌握，这也是新课标对物理教学的要求。
参考文献：
[1]褚国庆.在故事中学习物理：基于情境认知与学习理论的初中物理选修课的实践[D].南京师范大学，2007.
[2]林龙源.物理教学中故事式演绎[J].中学物理，2012（4）：31-32.
[3]张凤英.利用物理故事进行物理教学的探讨[J].中学教学参考，2009（4）：78-79.
1.地位和作用
《欧姆定律及其应用》这一节在学生学习了电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法及电流与电压、电阻的关系之后才编排的。通过这一节的学习，要求学生初步掌握和运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法，了解运用“控制变量法”研究物理问题的实验方法，为进一步学习电学内容打下一定的基础。
2.教学目标
（1）知识目标
理解掌握欧姆定律及其表达式，能用欧姆定律进行简单计算；根据欧姆定律得出串并联电路中电阻的关系；通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力。
（2）技能目标
学习用“控制变量法”研究问题的方法，培养学生运用欧姆定律解决问题的能力。
（3）情感目标
通过介绍欧姆的生平，培养学生严谨细致的科学态度和探索精神，学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神。通过欧姆定律的运用，帮助学生树立物理知识普遍联系的观点以及科学知识在实际中的价值意识。
3.重点和难点
重点：理解欧姆定律的内容及其表达式和变换式的意义，并且能运用欧姆定律进行简单的电学计算。
难点：运用欧姆定律探究串、并联电路中电阻的关系。
二、说学生
1.学生学情分析
在学习这节之前学生已经了解了电流、电压、电阻的概念，并且还初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器的使用，具备了学习欧姆定律基础知识的基本技能。但对电流与电压、电阻之间的联系的认识是肤浅的、不完整的，没有上升到理性认识，需要具体的形象来支持。所以在本节学习中应结合实验法和定量、定性分析法。
2.知识基础
要想学好本节，需要学生应具备的知识有：电流、电压、电阻的概念，电流表、电压表、滑动变阻器使用方法，电流与电压、电阻的关系。
三、说教法
结合学生情况和本节特点本人采取以下几个教法：采用归纳总结法、采用控制变量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、说教学过程
1.课题导入（采用复习设置疑问的方式，时间3分钟）
复习：电流是如何形成的？导体的电阻对电流有什么作用？
设疑思考：电压、电阻和电流这三个量之间有什么样的关系呢？通过简单的回顾、分析，使学生很快回忆起这三个量的有关概念，通过猜想使学生对这三个量的关系研究产生了兴趣，达到引入新课的目的。
2.展开探究活动，自主总结结论（时间37分钟）
根据上节探究数据的基础，让学生自主总结出两个结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
为了进一步得出欧姆定律的内容，可采用以下几点做法：各小组在教师指导下，对实验数据进行数学处理，理解数学上“成正比关系”“成反比关系”的意思，从而引入欧姆定律的内容；让学生思考用一个什么样的式子可以将这两个结论所包含的意思表示出来，从而引入欧姆定律的表达式。
3.说明事项
在欧姆定律中有两处用到“这段导体”，其意思是电流、电压、电阻应就同一导体而言，即同一性和同时性。
向学生介绍欧姆的生平，以达成教学目标中的情感目标。学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神，激发学生的学习积极性。
欧姆定律应用之一：通过课本第26页例题和第29页习题2和习题3，让学生自己先试做，然后教师再加以点评和补充，使学生理解掌握欧姆定律表达式及变形式的应用，达成教学目标的知识目标，充分体现了课堂上学生的自主地位。
应用欧姆定律解题时应注意以下几点问题：
（1）同一性
即公式中的U、I，必须针对同一段导体而言，不许张冠李戴。
（2）统一性
即公式中的U、I、R的单位要求统一（都用国际主单位）。
（3）同时性
即公式中的U、I，必须是同一时刻的数值。
（4）规范性
解题时一定要注意解题的规范性（即按照已知、求、解、答四个步骤解题）。
欧姆定律应用之二：探究串并联电路中电阻的关系。
（1）实验分析
在演示实验之前，要鼓励学生进行各种大胆的猜想，当学生的猜想与实验结果相同时，他会在实验中体验到快乐与兴奋，有利于激发学生的学习兴趣。
①演示实验
将两个电阻串联起来，让学生观察灯泡的亮度情况（变暗了），并说出原因（电路中的电流变小了，说明总电阻变大了）。
得出结论：串联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大。
②演示实验
将两个电阻并联起来，同样让学生观察灯泡的亮度情况（变亮了），并说出原因（路中的电流变大了，说明总电阻变小了）。
得出结论：并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。
（2）定性分析
（提出问题）为什么串联后总电阻会变大？并联后总电阻会变小？
得出结论：电阻串联相当于导体的长度变长了，所以串联电阻的个数越多总电阻就越大；电阻并联相当于导体的横截面积变粗了，所以并联电阻的个数越多总电阻就越小。
（3）定量分析
利用欧姆定律公式以及前面学过的串并联电路中电流和电压的特点推导串并联电路中总电阻的关系得出结论：（1）电阻串联后的总电阻R串=R1+R2+…+Rn；（2）电阻并联后的总电阻=+…+。
4.小结（4分钟）
（1）理解掌握欧姆定律的内容及其表达式
（2）运用欧姆定律解决有关电学的计算题以及探究串、并联电路中电阻的关系
5.布置作业（1分钟）
本节作业的布置主要是针对欧姆定律表达式及其变形公式的运用，并结合前面学习过的串并联电路中电流、电压的特点的一些常见题型加以知识的巩固。
作业：《课堂点睛》17页至18页的习题。
五、说板书设计
欧姆定律的内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
欧姆定律的表达式：I
电阻的串联：R串=R1+R2+…+Rn
物理是一门以观察和实验为基础的自然学科，物理的概念、定律、定理、结论都是实验结果的体现，也需要经过实验来验证。实验是物理教学中实施探究教学的良好载体。让学生在实验中去解决问题，从而获得科学规律尤为重要，它有着文字教学不可替代的作用，但在现实的教学中，由于初中学生年龄小、自制力不强，又没有实验基础，有时实验教学只是流于形式，有些学生在实验中只是依葫芦画瓢，有些甚至认为实验只是玩玩而已，根本不能领会实验的原理和思想。不利于学生创新思维的培养和对知识的理解。那么如何才能使实验在教学过程中发挥其独有的作用，更有效的帮助学生自主学习呢，我个人认为：“指导学生实验预习，让其明确实验目的、理解实验原理和思想尤为重要。
任何一个实验都应该有它的主要目的。没有目的，实验就没有指向性，实验就毫无意义，更谈不上实验的有效性。只有明确了实验主要目的，教学设计和实施才有据可依，才可能发挥实验的最大效益。
实验预习又是保证学生进行正确操作并获得正确结果的前提，通过实验前的预习，学生对实验的目的、原理、方法、步骤以及仪器的使用有了正确的认识，在实验过程中心中有数，目的明确，从而提高实验的质量和效率。
例如在进行欧姆定律复习时，我发现部分学生只知道欧姆定律的表达式，并会根据欧姆定律公式进行一些简单的计算。但是对实验的理解和表达式的含义却是含含糊糊。不知道是电阻一定时，“电流与电压成正比”还是“电压与电流成正比”。究其原因，就是，开始教学过程中，学生预习不到位，部分学生不明确实验目的，没有领会实验的原理和思想，做实验只是依葫芦画瓢。为了使学生在实验能获取更多的知识，此后，在上这节课前。我都会让学生做充分预习，并留有预习作业，让学生注意分析这节课的课题“探究‘电流跟电压和电阻的关系’”，题目中有几个任务，每个任务分别是什么？明确实验目的。在学生明确两个任务分别是探究“电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”之后，继续提问，既然电流与电压、电阻都有关系，那么我么在研究电流与电压关系时候应该怎么做，是研究电流变化时如何影响电压还是电压变化时候如何影响电流……。通过这样的指导，学生明确了实验目的和思路，做起实验不再盲目，使实验结论的得出、记忆和理解更加容易。
所以教师在让学生进行实验前，必须让学生对该实验的目的认真分析研究，找出实验的主要目的所在，并且对实验原理做到真正的理解。只有这样，学生知道了要做什么，怎么做，学生做实验实验才能做到真正的避免依葫芦画瓢；也只有这样，学生才能在实验中有效的进行探究学习，通过自我分析、合作交流、教师引导等手段获得新的知识；也只有这样才能让实验在自主学习过程中发挥其独有的作用。
【关键词】康德哲学/非欧几何/狭义相对论/批判精神
【正文】
20世纪早期可谓科学史上罕有的黄金时代。其间，现代物理学的两大支柱——相对论和量子力学相继创立，由此不仅为物理学提供了新的范式，而且为人类的整个自然观带来了重大变革。赞叹之余，我们更应细察这些科学思想的源流，从而发现通向未来的重要启迪。这就必然把我们带到19世纪后半叶这一令德国人为之骄傲的时代，尤其是在被誉为“德国科学的帝国首相”的亥姆霍兹身上，我们将会发现导向20世纪物理学革命的一系列重要思想。
一 追踪“先天”空间形式的世俗血统
在人类文明史上，数学因其在我们的整个知识体系中的特殊地位而与哲学有着非同寻常的关系。对数学基本问题的思考不仅是推动数学发展的重要动力，而且也使数学的内容不断深化和发展。从柏拉图到康德的哲学唯理论流派就把数学当作自己重要的理论基石，欧氏几何学曾被康德看作是存在先天综合判断的根本依据之一。“经验论哲学家们则反对这一论证，结果都失败了；唯理论者有数学家站在他的一边，要反对他的逻辑，似乎是没有希望的。非欧几何发现之后，情况为之逆转。”[1]经验主义思潮随开始盛行。对于认识论的这次重大革命，亥姆霍兹功不可没。
从其科学生涯的早期，亥姆霍兹就致力于对数学、物理学基本概念的哲学分析和批判考察。在他看来，自然科学与逻辑学在思维方式上是根本不同的。因为在作为“哲学的一部分的逻辑学中，关于大前提及小前提的起源问题一般是没有说明的，……传统逻辑把自己限于那种方式、方法，由这种方式、方法你就能从已知的和给定的命题推出新命题，即一个人如何从三段论中推出命题。它并没有给出我们如何达到最初命题的大前提和小前提的任何信息。一般说来，这正是由一位未知的权威所给的命题。”[2]而自然科学的程序则恰恰相反，它的目的在于获得先前未知的知识，这些知识是不能由任何权威给出的。正是那些先前不知道的命题，形成了自然科学的主要部分及最重要的部分。按照这种精神，对于一个理论来说，亥姆霍兹最为关注的必然是对其前提及基本原理的批判性审查，并进而揭示出它们的“世俗血统”，这正是他科学与哲学研究的突出特色，也是一切富有创造性的杰出科学家及哲学家所共有的优秀品格。因此，从其对生理光学的研究到对一般空间知觉的起源和本性的沉思，再到对几何学及算术公理之基础的批判性考察就成了亥姆霍兹科学与哲学探索的必然发展趋势。
早在1857年给其父亲的信中，亥姆霍兹就明确谈到：“我正感到某些问题急需特别处理的必要性。就我所知，还没有任何一位现代哲学家着手处理这些问题，它们全部属于康德所探讨的先验概念的范围。例如几何学原理和力学原理的起源问题，以及我们必须逻辑地把实在归诸于物质和力这两个抽象概念的理由。其次是来自类比的无意识推理的规律，由此规律我们才从感觉进到知觉。我清楚地认识到这些只有通过哲学探讨才能被解决，也才是可能解决的，以致我感到对更深奥的哲学知识的迫切需要。”[3]但另一方面，他也深知解决这些重大问题决不能像前人那样单靠纯思辨的方法，否则就会重蹈覆辙。随之，亥姆霍兹对感官生理学、特别是生理光学及知觉的起源与本性进行了长期的深入研究，直到1866年才真正转向几何学公理及算术公理之基础的研究。
在亥姆霍兹看来，像几何学这样的科学可以存在，而且按它的方式被建构起来这一事实，已经必然地引起每个对认识论问题感兴趣的人的关注。我们的知识中没有别的学科像几何学那样似乎是现成地出现的。在这方面，它完全避开了其它的自然科学学科必须做的那种收集经验材料的繁琐任务，以致它的程序的形式是唯一地演绎的，结论来自结论，并且谁都不最终地怀疑这些几何定理对现实世界的有效性，从而使得几何学总是被当作令人叹服的例子去证明，不必借助经验我们也能获得关于实在内容的命题的知识，特别是被康德当成了存在先天综合判断的根据，这是不符合批判精神的。亥姆霍兹要进一步对这些所谓的“自明公理”进行批判考察，其目标在于“给出有关几何公理，它们与经验的关系以及用其他公理代替原有公理的逻辑可能性的最新研究成果的一种解释。”[4]
那么，欧氏几何所隐含的基本事实是什么呢？亥姆霍兹的分析表明，欧氏几何的所有证明的基础都在于确立相关的线、角、平面图形及立体图形的叠合。只有当两个图形完全重合时，它们才是相等的。对之作进一步的分析将会发现，为了使两个图形相等，必须把一个图形移向另一个图形。但是如何移动呢？答案无疑是要保证移动过程中图形保持不变，这相当于移动一个不变的刚体。显然，这里隐含的公设是不变刚体的存在，而这个概念是来自对自然物体所显现的物理的或化学的特性的抽象。如果刚体或质点系统不能形状不变地相互移动，如果几何图形的叠合不是一个独立于一切运动的事实，我们就不能谈论全等，也不会有空间测量的可能性。因而，对欧氏几何来说，首要的是全等概念，而不是两点间的最短线，这就是亥姆霍兹基于事实的分析而非解析的准则所得到的一个重要结论。正如他在谈到这一点时所说：“我的出发点是一切最初的空间测量都是基于对全等的观察。显然，光作为直线的性质是一个物理事实，它受到其它领域的特定实验的支持，对于可以获得对几何公理的精确性充分确信的盲人来说，光的这一特性是绝对不重要的。”[5]因为盲人不借助光的直线性也能理解欧氏几何学，但盲人并非通过触觉没有领悟全等。
亥姆霍兹认为，riemann的解析方法的不足之处在于它没有反映出我们的空间概念所必须的经验部分。而他自己的目标则在于以确立重合为起点，去假定空间测量的可能性并进而探求多维空间的一般解析表达式，这就意味着经验地得到了几何公理。在谈到与riemann的研究思路的重大区别时，亥姆霍兹指出：“我自己达到同样的考虑部分地来自对于颜色的空间描述的研究，部分地通过对以视野中的测量为目的的视觉估计之起源的研究。riemann从描述空间中无限接近的两点间距离的一般解析表达式开始，由此导出了关于不变的空间结构的自由运动定理，而我则从观察事实出发，这一事实即不变的空间构形在我们空间中运动的自由性是可能的，并且我由这一事实导出了较riemann当作公理的解析表达式的必然性。以下就是我的计算所基于的假定：(a)关于空间的连续性和维数；(b)可动刚体的存在，它是通过叠合而进行空间测量的比较时所必需的；(c)这种刚体的可自由运动特性，由(b)(c)两点可保证两个空间图形的叠合与其所在的空间位置无关；(d)刚体的旋转不变性。”[6]亥姆霍兹认为，这四个假定都是普通几何所具有的，“尽管以上假定没有关于直线和平面的存在的公理及平行线公理，它也是完备的和自足的，并且从理论上看，它具有完备性和易于检验的优点。”[7]
从以上四个假设出发，亥姆霍兹达到了riemann的研究起点，即n维空间中扩展了的毕达哥拉斯定理。如令维数为三，并假定空间是无限扩展的，就只有欧氏空间是可能的。也就是说，欧氏空间只是满足叠合条件的不同类型的空间中的一种。这些空间包括球面空间和伪球面空间，它们也是可设想的无矛盾的几何学。
那么，为什么我们接受了欧氏几何，而没有接受其它可能形式的非欧几何呢？为此，亥姆霍兹认为必须首先研究可想象的和可知觉的东西之间的关系，并进一步从中发现新的准则，以便用于有关几何学的特殊考虑，从而区别出空间知觉中的先天因素和后天因素。他先后研究了假想的二维生物在平面、球面及椭球面上所产生的几何学。从而得出结论：欧氏几何学之所以是我们周围实在世界的几何学，这没有什么可奇怪的，因为我们的视觉观念已经变得与这一环境相适应，因而也服从欧氏几何定律。如果生活在另一种几何结构不同的环境中，我们就会与新的环境相适应，学会看非欧几里德式的三角形，会觉得三角形的内角和不等于180度是正常的，我们也将学会用被那个世界的刚体所定义的一致性来测量距离。也就是说，欧氏几何的优先权是古老习惯的产物，它的基础在于我们的物质环境的欧几里德特性，我们由之认识几何关系的物理实体——刚体和光线在结构上是与欧氏几何定律相一致的，这种经验事实正是这类习惯的源泉。因而，康德意义上的终极范畴是不存在的，它所被赋予的确定性和固有的必然性也是虚幻的。由此，空间直观的“世俗血统”显然无疑其基础受到了根本性的动摇。一场新的认识论革命即将到来，它的目标正是对那些被赋予先天性的基本概念进行彻底地批判和清洗。马赫及赫兹的力学批判正是这一革命的重要组成部分，相对论的创立则是这一认识论革命的重大成果。在爱因斯坦看来，如果没有亥姆霍兹的非欧几何思想，就不可能通向相对论。
二 爱因斯坦：“时间是可疑的”
众所周知，爱因斯坦是完成人类时空观根本变革的伟大哲人——科学家。他的青年时期正值追寻科学原理之基础的英雄时代，而善于从思想起源对基本概念进行批判性考察恰是爱因斯坦成功的关键，这与亥姆霍兹不无重大关系。
正如爱因斯坦多次谈到的那样：还在苏黎世联邦工业大学学习时，他就利用课余时间认真研读了亥姆霍兹、玻耳兹曼、赫兹等人的论著，特别是亥姆霍兹的五卷本《理论物理学讲义》使他受益匪浅。其中的第一卷有一半讲的都是哲学和认识论，具体实验却很少提及，甚至连那个在他的赞同下首次完成的迈克尔逊实验都未提及。正是这套讲义加强了爱因斯坦的批判意识及研究认识论的自觉性。当谈及这段经历时，爱因斯坦不无感慨地说：“在那里我有几位卓越的老师（比如胡尔维兹(a.hurwitz)、明可夫斯基(h.minkowski)），所以照理说，我应在数学方面得到深造。可是我大部分时间却是在物理实验室里工作，迷恋于同经验直接接触。其余时间，则主要用于在家里阅读基尔霍夫(g.r.kirchhoff)、亥姆霍兹(h.l.f.von helmholtz)、赫兹(h.r.hertz)等人的著作。”[8]大学毕业后，在伯尔尼专利局做试用检验员的爱因斯坦与c·哈比希特、m·索洛文三人组成了奥林比亚科学院，其中研读和讨论包括亥姆霍兹在内的大师们的著作是科学院的主要活动之一。因而，亥姆霍兹对于几何学、数学及力学基本概念的批判对爱因斯坦的认识论及其对康德哲学的看法有着直接影响。
在爱因斯坦看来，康德哲学中最重要的东西是他所说的构成科学的先验概念，而承认先验综合判断的存在则是他设下的圈套。[9]事实上，康德在那些作为任何思维的必要前提的基本概念与来自经验的概念间所作的根本性区分是不正确的，其原因在于康德只强调了那些基本概念的有效性而忘记了它们的世俗来源，从而它们就会被看作是一成不变的既定的东西，并打上“思维的必然性”、“先验地给予”等等烙印。康德正是这样去看欧氏几何的。正如爱因斯坦在“物理学与实在”一文中所指出的那样：“欧几里德几何的纯逻辑的（公理学的）表示，固然有较大的简单性和明确性这个优点，可是它为此所付出的代价是放弃概念构造同感觉经验之间的联系，而几何学对于物理学的意义仅仅是建筑在这种联系之上的。致命的错误在于：认为先于一切经验的逻辑必然性是欧几里德几何的基础，而空间概念是从属于它的。这个致命错误是由这样的事实所引起的：欧几里德几何的公理构造所依据的经验基础已被遗忘了。”[10]既然“先天”空间形式已不可能，“先天的”时间形式还成立吗？这便是相对论的诞生必须突破的一道难关。在放弃了许多无效的尝试之后，爱因斯坦终于醒悟到：“时间是可疑的。”谈到这一点时，爱因斯坦特别强调了休谟和马赫的影响，在他看来：“只要时间的绝对性或同时性的绝对性这条公理不知不觉地留在潜意识里。那么任何想令人满意地澄清这个悖论的尝试，都是注定要失败的。清楚地认识这条公理以及它的任意性，实际上就意味着问题的解决。对于发现这个中心点所需要的思想，就我的情况来说，特别是由于阅读了戴维·休谟和恩斯特·马赫的哲学著作而得到决定性的进展。”[11]这里并未提到亥姆霍兹的作用。的确，亥姆霍兹由于认识到“时间”观念的复杂性而更关注于空间观念的批判性考察。但这种批判对相对论的创立同样有着至关重要的作用。其影响并不亚于马赫那“坚不可摧的怀疑论”。[12]在谈到非欧几何与物理学时爱因斯坦也指出：“物理世界的几何究竟是怎样的？它究竟是欧几里德式的还是任何别种的？许多人都争论过这个问题有没有意义。为了说明这种争论，必须在下面两种观点中彻底坚持一种。第一种观点，同意几何‘体’实际上体现着物理固体，当然，这只要固体遵守那些关于温度、机械应力等等已知的规定就行了。这是从事实际工作的实验物理学家的观点。如果几何的‘截段’，同自然界的一定客体相对应，那么几何的一切命题也都具有说明现实物体的性质。这种观点亥姆霍兹说得最明白，可以补充一句：要是没有这种观点，实际上就不可能通向相对论”。[13]对此应怎样理解呢？如果我们深入考察亥姆霍兹的非欧几何思想，我们将发现，其中不仅仅有对先天空间形式的批判，而且包含着关于“空间”相等的一种操作定义，从而为建立新的时空观指明了方向。
在有关空间知觉的早期研究中，亥姆霍兹就指出，我们对各种空间形状、距离及空间关系的知识的获得都是通过我们的身体或简单仪器的操作及实验而达到的。他关于非欧几何的探讨是通过空间中刚体的运动而进行的，而其中的相等关系正是由刚体向它的比较对象发生的真实运动来作出操作定义的。关于空间间隔的测量，必须首先对作为测量标准的刚体的某些特性给出明确规定，此后测量的意义就由这个作为标准的刚体的重复操作而确定。也就是说，康德意义上的那种绝对普遍而必然的几何学并不存在，只有与关于等同性的操作定义相关的几何学。按着这一观点，爱因斯坦在长时间的沉思之后，对时间概念提出了类似思考：同时性也没有任何绝对意义，它只能在一个确定的操作定义之上讨论，即同时性的爱因斯坦定义。
在“论动体的电动力学”这一划时代论文中，爱因斯坦基于对电动力学所导致的不对称现象的深刻分析和长达十年之久的追光悖论的沉思，首先提出了相对性原理和光速不变原理这两个公设。在随后的运动学部分，爱因斯坦首先给出了同时性的操作定义，从而使得“同时性”概念不仅摆脱先验色彩和直觉性，而且使它与经验建立了密不可分的联系，其结论是同时性的相对性。这个突破之后，先前的极大困难就迎刃而解了，时间的相对性和空间的相对性以及新的时空变换都不过是同时性的相对性的必然结果。这便是该文的运动学部分所提供的狭义相对论的完整的基本原理。
三 从亥姆霍兹到爱因斯坦：富有批判精神的优良传统
科学哲学家赖欣巴哈在谈到相对论的哲学意义时曾指出：“我们把几何学问题的哲学说明归功于亥姆霍兹。他看出物理几何依赖于刚体全等的定义，并因此推得，物理几何本质的清楚说明在逻辑上比几十年之后发展起来的彭加勒的约定论更优越。又是亥姆霍兹，借助于形象化是有关固体和光线的经验结果这一发现，澄清了非欧几何的直观说明。……亥姆霍兹不能成功地劝服他的同代人脱离康德的时空先验论并不是他的错误。只有很少的专家知道他的哲学观点。当由于爱因斯坦的理论使公众的兴趣转向这些问题时，哲学家便开始让步并脱离了康德的先验论”。[14]我们认为，其中的“哲学说明”是指亥姆霍兹的思维和方法在本质上是哲学的，即对基本概念和理论前提进行彻底的批判考察，这正是康德哲学所富有的批判精神。正如海涅谈到康德的《纯粹理性批判》在德国引起的哲学热潮时所说：“康德引起这次巨大的精神运动，与其说是通过他的著作的内容，倒不如说是通过在他著作中的那种批判精神，那种现在已经渗入于一切科学之中的批判精神。所有学科都受到了它的侵袭。……德国被康德引入了哲学的道路，因此哲学变成了一件民族的事业。一群出色的大思想家突然出现在德国的国土上，就像用魔法呼唤出来的一样。”[15]的确，在康德之后，出现了费希特、谢林和黑格尔，他们沿着唯心主义道路进一步发展了康德哲学。与之不同的是，稍后的一大批德国杰出的科学家走的是另外一条以实证科学去解释和发展康德哲学的道路，其结果是康德哲学的许多结论得到了改造，但就其精神本质而论，则是对康德哲学的精神——批判精神的真正继承与发扬，这也正是德国科学的优秀传统的突出特点。这后一条道路的开拓者正是亥姆霍兹，他也因而被看作新康德主义的领导者和科学哲学的先驱者。赫兹、普朗克、爱因斯坦则是他的直接传人。他们的思维在本质上是哲学的思维，他们既是科学家，也是哲学家。在此，富有批判精神的文化传统发挥着重要的助长剂和催化剂的作用。爱因斯坦对此深有感触，他认为：“使青年人发展批判的独立思考，对于有价值的教育也是生命攸关的。”[16]
以上探讨不免使我们联想到中国教育的现状。我们的课堂、教材灌入给青少年的都是无血无肉的死的东西，知识技能化的倾向愈演愈烈，科学精神、科学思想丧失殆尽。由此，怎么能培育出世界级的科学大师呢？这或许可算作我们从本文得到的一个重要启示吧！
【参考文献】
[1]赖欣巴哈．科学哲学的兴起[m]．北京：商务印书馆，1983.112．
[2]helmholtz: vorlesungen uber theorerische phydsik, bd.i, leipzig,1897.s.5-6．
[3]l.koenigsberger:hermann von helmholtz, oxford,1906.p.160．
[4][5]helmholtz: epistemological writings,boston,1997,p.2;p.39．
[6][7]helmholtz: wissenschaftliche abhandlungen,leigzig,1868,s.621.s.616．
[8][9][10][11][13]爱因斯坦文集（第一卷）[m]．北京：商务印书馆，1983.7、104、349、24、207．
[12]a·i·米勒．科学思维中的意象[m]．武汉：湖北教育出版社，1991.104．
[14]albert einstein: philosopher--scientist,edited by p. a. schilpp, new york,1949,p.304．
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关键词：欧姆定律；教学设计；传感器；DIS 线性元件；非线性元件；伏安特性；屏幕广播
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0073-6
1 教学内容分析
（1）教材分析：“人教版”高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》中的第3节《欧姆定律》，教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律，然后重点阐述了导体的伏安特性，并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线，对比了它们的导电性能。
（2）《课程标准》要求：①观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；②分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
2 教学对象分析
（1）学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识，为本节实验方案设计打下了基础；
（2）初中已经学习过的欧姆定律基础知识，为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用；
（3）学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力和归纳演绎能力。
3 教学目标
3.1 知识与技能
（1）了解线性元件及其特点；
（2）理解欧姆定律及其适用条件；
（3）了解非线性元件及其特点。
3.2 过程与方法
（1）通过亲历“导体伏安特性曲线”描绘的全过程，进一步熟知科学探究的各环节；
（2）通过描绘导体伏安特性曲线，体会图线法在物理学中的作用；
（3）初步掌握传感器、DIS（数字化信息系统）的操作和使用方法。
3.3 情感态度与价值观
（1）通过使用传感器和DIS（数字化信息系统），增强数字化、信息化科学意识；
（2）通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；
（3）通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识。
4 教学重点
（1）线性元件与欧姆定律
（2）线性伏安特性曲线的理解与应用
5 教学难点
（1）实验方案的设计与电路连接、DIS（数字化信息系统）的使用；
（2）非线性伏安特性曲线的理解与应用。
6 教学策略设计
6.1 《课程标准》要求
（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；
（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
这是采用传统的教学手段一课时不可能实现的教学目标！而采用传感器和DIS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，利用现代化信息技术，不仅大大提高了课堂教学效率，而且增强了学生数字化、信息化科学意识。
6.2 本节课设计了四个探究环节
（1）探究环节一：描绘金属导体（合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻）伏安特性曲线
该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理，得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论。其中，包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节，使学生进一步熟知科学探究的各环节。
（2）探究环节二：线性元件与欧姆定律
（3）探究环节三：描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线
（4）探究环节四：非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用
其中，环节一、三均采用两组差异化的实验器材――合金丝绕成的5 Ω与10 Ω电阻，小灯泡与二极管。这样设计，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同曲线的异同，又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点。
6.3 本节课采用小组合作形式
使学生通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦，提高学生合作共享意识。
7 教学设备
25组描绘导体伏安特性曲线器材、“友高”数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流、滤波线路板。
8 教学过程
引入新课
【教师】
实物投影：整流、滤波线路板，介绍元件、功能。
引入课题：该线路板为何能实现如此神奇的功能呢？那就要求设计者对各元件的性能非常了解，而导体的伏安特性就是其中一项重要的性能。
【学生】
观察、思索、好奇、兴奋。
【设计说明】
激发学生研究导体伏安特性的兴趣。
新课教学
探究环节一：描绘金属导体伏安特性曲线
（一）提出问题
【教师】
（1）今天我们就首先探究金属导体（合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻）的伏安特性。
（2）划分四个研究小组，每组六台电脑。
【学生】
熟悉小组成员，选出小组长。
【设计说明】
小组合作。
（二）设计实验
（1）方案设计
【教师】
导体的伏安特性曲线――用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线。
注意解决三个问题：
①如何测量导体的电流、电压？
②如何改变导体的电流、电压？
③怎样描绘导体的伏安特性曲线？
【学生】
分组讨论：
①达到实验目的所需的实验器材；
②画出实验电路图、概述实验方案。
【设计说明】
①提高学生的实验设计能力；
②利用学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识。
（2）方案论证
【学生】
小组长说明实验器材。
【教师】
展示实验器材实物图（图1）。
【学生】
小组长投影实验电路、简述实验方案。
【教师】
展示实验电路（图2）。
（3）方案改进
【教师】
在数字化时代，我们利用电压传感器、电流传感器替代电压表、电流表，利用“友高”数字化实验系统替代手工记录和坐标纸来完成此实验探究（图3）。
【学生】
阅读《描绘导体伏安特性曲线》操作指南。
【设计说明】
采用传感器和DIS，提高效率，完成传统实验器材不可能完成的任务。
（三）数据收集
（1）分组实验
【学生】
分组实验：1、2组10 Ω电阻；3、4组5 Ω电阻，同组成员相互协作。
【教师】
①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据（图4）。
②巡回指导。
④利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。
（2）成果分享
【教师】
通过广播系统向全体同学展示4个小组的实验结果。
【学生】
观察、对比。
【设计说明】
采用两组差异化的实验器材，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出线性元件的概念。
（四）结论评估
【教师】
请分析两图线的异同。
【学生】
（1）两图线均为过原点的直线――线性元件。
（2）两图线的斜率不同――电阻值不相等。
探究环节二：线性元件与欧姆定律
（一）线性元件
【教师】
（1）金属导体的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的元件称为线性元件。
那么，线性元件有什么特点呢？
【学生】
观察、思考后回答。
（2）通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。
【教师】
展示两个电阻的伏安特性曲线（图5）。
【学生】
观察、思考后回答。
（3）电压一定时，通过导体的电流强度与导体本身的电阻成反比。
【教师】
线性元件这两大特点你联想到哪条规律？
【学生】
齐答：欧姆定律。
【设计说明】
线性元件与欧姆定律两知识点自然衔接。
（二）欧姆定律
【教师】
内容：通过导体的电流强度跟加在导体两端的电压成正比，跟导体本身的电阻成反比。
适用范围线性元件金属导体电解液纯电阻电路
【学生】
回顾、归纳。
【教师】
情感教育：介绍欧姆及其实验装置（图6），阐述原创性实验的开拓性及对科学发展的重大影响！
【学生】
好奇、兴奋。
探究环节三：描绘二极管小灯泡伏安特性曲线
（一）提出问题
【教师】
下面我们分四小组、两大组分别描绘二极管和小灯泡的伏安特性曲线。
【学生】
更换器材、连接电路（图7）。
（二）数据收集
（1）分组实验
【学生】
分组实验：1、2组二极管；3、4组小灯泡，同组成员相互协作。
【教师】
①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据。
②巡回指导。
③利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。
（2）成果分享
【教师】
通过广播系统向全体同学展示4个小组实验结果。
【学生】
观察、对比。
【设计说明】
采用两组差异化的实验器材，提高了实验效率，而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出非线性元件的概念。
（三）结论评估
【教师】
请分析两图线的异同（图8）。
【学生】
（1）两图线均为曲线――二极管为非线性元件。
（2）两图线的弯曲方向不同――二极管的电阻随电压升高而减小；钨丝的电阻随电压升高而增大。
（四）知识点辨析
【教师】
钨丝（小灯泡灯丝）属于金属导体，但其伏安特性曲线为何呈现曲线？（图9）
【学生】
因为灯丝温度变化范围过大。
【教师】
动画：手工绘制钨丝伏安特性曲线。
可以看出：曲线起始端温度变化很小，呈现线性。
探究环节四：非线性元件
（一）非线性元件的概念
【教师】
（1）气态导体和二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件。
（2）对非线性元件，欧姆定律不适用。
（3）非线性元件的电阻除了由材料本身决定外，还与加在其两端的电压有关。
【学生】
观察、思考。
【设计说明】
实验与知识点自然衔接。
（二）非线性伏安曲线的理解与应用
（1）跟踪练习――非线性伏安曲线的理解
【教师】
①小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图10所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（ ）
（2）拓展练习――非线性伏安曲线的应用
【教师】
②一小灯泡的伏安特性曲线如图11所示，将该灯泡与一个R=6 Ω的定值电阻串联，接入输出电压U=3 V的恒压电源，如图12所示，试求通过小灯泡的电流强度。
【学生】
解析：在小灯泡的伏安特性曲线中做出U=3-6I 的图线（图13）。
从两图线的交点求出通过小灯泡的电流强度为I = 0.22 A。
【设计说明】
拓展学生解题思路，增强学生图线法解决问题的意识！
课堂小结
【教师】
引导学生回顾、归纳总结。
知识小结：线性元件、欧姆定律、非线性元件。
方法小结：实验探究、图线法、数字化。
【设计说明】
比知识更重要的是方法！
作业布置
【教师】
（1）课本P48页2、3、4题。
（2）请你设计一套描绘二极管完整伏安特性曲线（含正、反向电压）的方案。
（3）网上查阅欧姆定律的发现历程。
【设计说明】
三道作业分别对应“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。
参考文献：
[1]张金权.DIS数字实验系统与物理探究教学整合的策略[J].物理教学探讨，2013，（11）：56.
一切的根源：欧盟的《汽车空调系统指令》
随着人们对于环保理念的重视日渐加深，汽车行业作为一个全球性的大产业自然需要以身作则、将环保的思想注入产品的方方面面，并与时俱进地更新相关零部件，以满足越来越严苛的环保规定。
2006年5月，为了防止全球气候变暖、达到京都协议中承诺的目标，统一欧洲内部市场，欧洲议会和欧盟理事会制定了关于汽车空调系统排放物的指令，要求各成员国以这个指令为指导，结合自己国内的情况，在2008年1月4日之前将其转变为本国的法律法规和政府规定，并开始实施。指令规定对于客车和轻型商用车将从2007年1月1日起逐步禁止汽车空调系统温室效应气体（俗称氟化气体）的排放，2016年结束。禁止的过程中将会分两个阶段：1. 2007年1月1日起，不能再允许汽车空调系统使用的氟化的温室气体的全球变暖指数超过150的欧共体标准或国家标准，除非空调系统的单个蒸发器系统泄漏率不超过每年40克氟化温室气体，或两个蒸发器的泄漏率不超过每年60克氟化的温室气体。2. 从2011年1月1日起所有新批准型号汽车将禁止使用含有全球变暖潜值（GWP）超过150氟化气体的空调系统，从2017年1月1日起所有新出厂的车辆将禁止使用含有全球变暖潜值（GWP）超过150氟化气体制冷剂的空调系统，违反规定的新车将不予注册、销售或使用。由于这一指令的强制性要求，原有的车载空调系统制冷剂R134a从2011年起禁止被新车使用，而到目前为止，根据欧盟所制定的新规，符合要求的制冷剂只有霍尼韦尔与杜邦生产的R1234yf制冷剂。一旦该制冷剂能全面取代原有的R134a，这两家公司将会垄断全球的汽车空调制冷剂市场。
起因：戴姆勒指出新型制冷剂易燃
2012年12月，路透社发表文章称，奔驰测试员模仿实际情况在奔驰B级旅行车的空调管路上制造了一点泄漏，制冷剂以及空调压缩机的机油混合物发生泄漏并喷洒至该车的涡轮增压发动机中，接触到发动机发热的表面后，液体立刻起火，并瞬间释放出刺激性的有毒气体。致命的氟化氢气体在挡风玻璃表面凝结，并在其表面上覆盖上一层乳白色的薄膜。该项测试最终确定这些被释放的R1234yf制冷剂在特定情况下将有可能被点燃，产生的火焰则可能扩散并引燃其余的可燃物。负责此次测试的戴姆勒高级工程师Stefan Geyer说：“这一发现难以置信，实验室最精细的仪器都没有测试出这样的危险，而我们的一次无意之举竟然发现该制冷剂可以导致汽车起火。”霍尼韦尔公司和杜邦公司的工程师对此均表示震惊。在过去两年中，他们花费了几百万美金对新产品做过测试，没有发现起火现象。根据奔驰调查结果显示，包括大众等13家主要汽车制造商也做过同样测试，并发现R1234yf在2/3的车辆正面撞击中十分易燃。基于这项测试结果，戴姆勒明确表示拒绝使用该制冷剂并宣布召回已经加注此制冷剂的车辆。
交锋：多个势力“大乱斗”
尽管对这些制造商的测试结果感到震惊，该制冷剂的生产厂商霍尼韦尔和杜邦依旧表示，戴姆勒的测试夸大了新型制冷剂的危险性。他们认为，汽车引擎盖下方有着很多其它易燃材料，戴姆勒拒绝使用新型环保制冷剂只是为了节约成本。然而在当时，至少有2家德国和奥地利试验单位已经就R1234yf的安全性提出了警告。
由于制冷剂争端在业界产生了不小的影响，今年年初，曾对新型制冷剂R1234yf进行过研究的美国汽车工程师协会（SAE）再次成立项目研究小组，旨在对该制冷剂在汽车中的使用进行再次研究。而他们在今年6月表示，戴姆勒所做的模拟碰撞测试是“不切实际的”。 他们在报告中指出，戴姆勒在测试中模拟了一种极易起火的极端条件，却忽略了在现实碰撞中会降低火灾发生概率的因素。因此，汽车因该制冷剂泄露而起火的概率微乎其微，属于可以被接受的范畴。SAE的报告甚至尖锐地指出，“人们因遇到飞机失事而致死的机率比由R1234yf泄露起火而致死的机率高两万倍”。
作为《汽车空调系统指令》的制定方，欧盟曾表示，R1234yf的使用将被强制执行，但并未提到对违反该条例的汽车制造商会有什么处罚。然而由于戴姆勒对制冷剂新规的不配合，欧盟也采取了相应的措施。据欧洲媒体今年3月的消息，欧盟文件表示，所有不符合欧盟法律的奔驰车型将被禁止在欧盟地区销售。与此同时，欧盟工业和企业委员会专员安东尼奥・塔亚尼（Antonio Tajani）公开宣称，如果欧盟成员国不遵守规定，他将对其进行侵权诉讼。
争端升级：欧洲国家纷纷禁售奔驰汽车
自从争端爆发，戴姆勒对欧盟的警告一直采取不配合的态度，令欧盟委员会及多个成员国十分不满。而在这种风口浪尖之际，德国环境署于今年2月份向欧盟提交议案，希望允许德国汽车制造商于2015年年底之前完成欧盟法律规定的汽车空调用制冷剂采用环保制冷剂的强制要求。而原本今年是欧盟《汽车空调系统指令》要求的开始淘汰R134a作为空调制冷剂在整车中使用的最后期限。德国环境署这一提案一旦被批准，意味着德国汽车制造商制冷剂替代的期限将被延长。很明显，虽然并未表明，但德国政府已经做出了支持本国汽车制造商的姿态，这更使得制冷剂争端愈演愈烈，直到7月份，这一争端终于达到了高潮。
今年的7月对于戴姆勒公司来说可谓“四面楚歌”。刚刚进入7月，欧盟就有消息称，由于制冷剂存在争议，法国已经采取行动，拒绝注册在6月12日以后生产的奔驰A系列、B系列和CLA车型。若法国政府这一行动得到法律许可，戴姆勒每年可能损失2.9万辆的销量，相当于全球销量的2%。欧盟工业事务主管安东尼奥・塔亚尼随后发表声明支持法国政府这一举动，并称目前欧洲市场上戴姆勒所生产的汽车并不符合标准。他向德国政府施压，要求其针对未能强制戴姆勒遵守欧盟规定而作出解释。欧盟的这一声明一时间造成了一边倒的态势，欧盟28个成员国代表在与欧盟汽车技术委员会的会谈中一致同意所有在欧盟销售的汽车必须采用新型制冷剂，奔驰新车遭到禁售的范围似乎将进一步扩大，戴姆勒一时间陷入了“四面楚歌”的境地。
然而戴姆勒也并非任人摆布的羔羊，该公司一名发言人表示，其所生产的汽车得到了德国机动车辆管理局（KBA）的批准，在整个欧洲地区是合法的，因此任何人都不应阻止这些车辆进行注册。法国国内也有一家法庭认为法国政府没有准确地遵循欧盟安全法规，并要求法国政府尽快解除针对奔驰新车的禁令。但法国政府仍未妥协，法国生态与交通部在26日了一项声明，声称根据欧盟相关法规，将继续禁止奔驰A级、B级和CLA级新车在法国进行销售，直到戴姆勒遵循欧盟法规，采用新型制冷剂。戴姆勒随即宣布将法国政府，并强硬表示，“（法国政府禁售奔驰新车）这种做法匪夷所思，并不能适用于这种情况，因为在欧洲的公路上几乎所有的新车和二手车都使用了安全的R134a制冷剂，而且会持续到2016年底”。
峰回路转：德国政府支持戴姆勒
正在戴姆勒四面楚歌深陷泥潭之时，事情又出现了转机。今年以来一直在为本国汽车制造商争取利益的德国政府在8月19日了官方声明，并向安东尼奥・塔亚尼递交了一份长达9页的意见说明，对戴姆勒表达了支持。德国交通部一名发言人表示：“德国政府认为戴姆勒的行为符合法律规定。”
随后不久，戴姆勒一方又获得了新的支持力量――丰田汽车于8月26日宣布，鉴于安全性方面的原因，该公司已经在欧洲地区弃用了新式R1234yf空调制冷剂，并重新启用了旧式的R134a制冷剂。而在此之前，戴姆勒是唯一一家拒绝逐步弃用旧式的R134a式制冷剂的车企。就此，丰田发言人表示，由于新式制冷剂在德国引发争端，考虑到顾客的安全性问题，该公司已经在三款车型中采用了旧式制冷剂，这三款车型分别为普锐斯Plus、GT86以及雷克萨斯GS。丰田称其对于新型制冷剂的安全性“很有信心”，但该公司不希望被拖入因制冷剂所引发的争端中。
最终，戴姆勒诉诸法律的行动得到了回报。8月底，法国最高行政法院做出判决，废除了法国政府针对多款梅赛德斯-奔驰新车的禁令，并下令相关机构恢复对上述奔驰车型进行注册。但值得注意的是，法国最高行政法院作出的判决只是临时性的，该法院还需针对该案进行审查，在未来数月中才会做出最终判决。据了解，尽管之前欧盟多个成员国均同意欧盟提出的所有在欧盟销售的汽车必须采用新型制冷剂的要求，但到目前为止法国是欧盟地区唯一一个对采用旧式制冷剂的新车禁令的国家。
戴姆勒针对上述判决声明称：“我们希望法国监管机构能够在48小时内重新开始对我们的车型进行注册，从而使欧洲所有汽车制造商之间的平衡得以恢复。”
评论：如此大动干戈的实质是什么？
今年以来，德国车企在德国政府的支持下不断挑战欧盟标准。从年初的2020年欧洲汽车二氧化碳排放标准草案到近期刚刚告一段落的制冷剂纠纷，无不见到德国车企与德国政府的活跃身影。他们与欧盟在这些问题上不惜大动干戈，难道真的是从环保和安全的方面考量吗？他们真的为了环保和安全，不惜禁售所造成的经济损失？答案或许并非如此。
今年上半年，默克尔成功阻止了欧盟对欧产车实施新的排放限制，并坚称严格的排放限制会严重危害德国的汽车工业、影响德国汽车行业的就业稳定。
当时德国所为就曾经被行业内斥为自私和无担当的表现。而在此之前，德国作为世界汽车强国之一，也曾经数度对欧盟尾气标准持强硬反对态度。德国每每在欧盟规定可能影响到本国豪车企业利益的时候百般寻求拖延之法，究其原因，自然是为了借拖延实施期限来保护本国车企，并为他们的相关新技术开发制造更多的缓冲时间。另外，近年来受欧债危机的冲击，德国本土的平均车龄已经达到8.7年新高，较经济危机之前多出整整一年。尽管德国车企纷纷使出浑身解数大规模开展海外业务以填补欧洲市场的下滑，但它们在本土汽车销售量迟迟未能提振，这必然令整个产业链承受了巨大的压力。因此，由于标准变严而导致的成本上升在这种背景下可谓是雪上加霜，自然会被在世界汽车行业拥有庞大势力的德国车企联合抵制。
而这一次制冷剂事件，德国需要打破的还有国外公司对制冷剂行业的垄断。事实上，制冷剂一事背后牵扯的是数十亿美元的制冷剂市场的商业版图。一旦新型制冷剂被欧盟成功强制执行，其制造厂商――美国霍尼韦尔和杜邦将垄断价值数十亿美金的制冷剂市场，德系车企对该制冷剂的抗拒和德国政府要求推迟新型制冷剂执行时间的做法正与德系车企在研发基于二氧化碳的空调系统有关。目前二氧化碳系统还未开发成功，德国方面自然不甘心制冷剂这块大蛋糕让美国公司独吞，便借奔驰的一次安全测试出现的安全隐患发难，以便为自己的二氧化碳空调系统的研发提供缓冲时间。
而法国政府在纠纷中“身先士卒”地对奔驰的新车禁令，其本质很可能是为了保护本国车企。众所周知，以标致雪铁龙为代表的法国车企近年来经济压力巨大，甚至濒临破产。法国政府则尽其所能积极对其进行援助，甚至提出为标致雪铁龙寻找投资银行。而德国车企此次对欧盟制冷剂规定的不配合态度对法国来说是正中下怀，一旦在法国成功禁售德系车，势必会给法国车企留出更多的市场份额，助其恢复元气。据了解，法国政府的这种保护主义也曾有先例：2012年，由于韩系车在法国本土市场销量猛增，法国政府就不顾贸易自由的基本准则，公开主张对现代汽车进行不公正行为调查，要求欧盟采取紧急措施、加大进口限制力度。
由此可见，制冷剂风波如此大动干戈，表面上看是出于环保、安全等方面的考量，而实际上各方势力均是为了自己的利益而战。德方是为了打破垄断和降低成本，法方则是为了保护本国车企。在这时，包括新型制冷剂在内的一系列新技术是否真的有安全隐患，对于他们来说已经无关紧要了。
链接
其它汽车厂商态度：
通用：坚持使用新型制冷剂
尽管已经知晓霍尼韦尔和杜邦两家供应商提供的R1234yf制冷剂在测试中发生起火，通用汽车坚持使用这款制冷剂。通用制冷剂工程师Curt Vincent表示：“我们对新型制冷剂进行了碰撞测试、计算机仿真以及热分析实验，并未观察到任何危险迹象。”Vincent与霍尼韦尔副总裁Terrence Hahn均指出，R1234yf制冷剂不存在安全性问题。
欧宝：新型制冷剂安全可靠
通用汽车旗下欧宝于今年4月表示，他们与德国技术监督协会（TüV Rheinland）进行合作，对一辆采用R1234yf制冷剂的Mokka车型进行了一项碰撞测试，该车的空调系统在碰撞中遭到损毁，并在发动机歧管附近发生泄漏，但并没有导致起火。据此，欧宝认为R1234yf制冷剂安全可靠，并表示近期内不会出现其它可以代替它的制冷剂。
大众：弃用霍尼韦尔制冷剂
据路透社报道，今年3月，大众决定仿效戴姆勒，拒绝使用由美国霍尼韦尔及杜邦公司开发的R1234yf新型空调制冷剂，并计划推出基于二氧化碳的新型空调系统。大众集团发言人拒绝透露该公司将于何时开始使用基于二氧化碳的空调系统，指出这一进度与竞争对手有关，并确定该公司今年不会推出基于二氧化碳的空调系统。
论文关键词：电动势,能量转换,电路闭合
电动势是一个抽象的概念。在电工学里引入这个物理量，是为了描述电路中通电流时有多少电能和其它形式的能相互转换。因此，我们只有认真地分析电路中的能量转换，才能深刻理解电动势的物理意义。下面我从四个方面来分析：
一、焦耳定律
任何一段有电阻的电路通电流时都要生热。所生的热量Q总是正比于电流强度I的平方，电阻R和通电时间t用公式表示为Q=IRt
这就是焦耳定律。定律中所讲的‘总是’二字，是指不论产生电流的原因是什么，不论这段电路中是否同时有电能和其他形式的能发生互相转换，所生热量都等于IRt.我们《电工技术》教材中把电场力做的功
W=IUt和部分电路欧姆定律U=IR
结合起来、推导焦耳定律为Q=W=IUt=IRt
这样的推导法，只有在产生电流的原因是电场力作用，而且电路是纯电阻的情况下才有意义。对于非静电力作用产生电流的电路和同时有电能转换成热能之外的其它形式能的电路，上面的推导都不适用，但所生的热量仍等于IRt。所以，这样推导出的结果虽然是焦耳定律的表达式，但并没有全面地揭示定律的内容。
二、闭合电路中能量的转换
一个闭合电路中通电流的条件是它里面含有电源。电源里有一种作用力，这种力做功的结果，是把其它形式的能转换成电能。这种力不是电场力。设闭合电路的总电阻为ΣR,通电流为I,通电时间为t.在这段时间内，通电量q=It在电源里非电场力做功W时在电阻上消耗电能W产生热Q=W=IΣRt同时、在一部分电路中还可能消耗一些电能，而产生除热能之外的其它形式的能。设电场力做的这一部分工功为W2、根据能量转换和守恒定律W=W+W或W=IΣRt+W,上式表示电路中通过电量时，转换的能量。可以证明，对于任意一个电路W、W、W都正比于电量q。为计算单位电量通过时转换的能量，将上式除以q得W/q=IΣRt/q+W/q
因为q=It所以W/q=IΣR+W/q我们定义W/q即电源内非电场力所做的功和通过的电量之比为电源的电动势，用E表示；定义W/q即电场力所做的功和通过的电量之比为这部分外电路的反电动势，用E表示，这样上面的公式可写成E=IΣR+E每一个电源都有电动势。它的大小由电源本身的条件决定，与外电路无关。它反映电源的一种性质，表示电源把其他形式的能转换成电能本领的大小。例如：电热器（电炉、白炽灯等）之外的电器（如电解池、电动机等）有反电动势。它的大小也由本身的条件决定它反映出这个电器把电能转换其他形式能（热能除外）本领的大小，从上面公式可以解出电路中的电流I=E—E/ΣR这就是外电路的欧姆定律。如果外电路是纯电阻，也就是电路中消耗的电能全部生热，这时E=0，则I=E/ΣR设电源内导体的电阻为r（内电阻），电源外的电阻为R则ΣR=R+r，I=E/R+r教材里把公式变为E=IR+Ir用外电压和内电压之和来度量电动势，这就是《电工技术》中介绍的全电路欧姆定律。
三、闭合电路中各段电路两端的电压
下面就电池给蓄电池充电的例子讨论闭合电路中各段电路两端的电压。
例如下图中有三个不同的电池，E=2V、E=V、r=2、r=2、r=3、
比较A、B、C三点的电位，并求出U、U、U
E+E+E=I(r+r+r)
I=
难点；关键点；关系
〔中图分类号〕 G633.7
〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463（2013）
06—0039—02
“三个焦点”是指在课堂教学中的三个主要因素，即重点、难点、关键点。下面笔者就以初中物理课堂教学为例来谈谈这“三个焦点”及相互关系和处理方法。
一、课堂教学中的“三个焦点”
1.重点。教学重点即课堂教学中的知识重点，是最基本、最重要也是学生应该掌握的教学内容，是一节课中要解决的主要矛盾。抓住了教学重点，就抓住了课堂教学中的关键。
2.难点。教学难点指学生在学习知识过程中难以理解和掌握的内容，是在完成“重点”教学任务或对教学内容进行提升和发展、延伸与拓展，以及理解、分析和解决问题时难以逾越的思维障碍。
3.关键点。教学关键点指解决好重点、难点的关键措施，它往往是学生的易错点、易混点、易忽略点。
例如，《密度》一节教学的重点是：（1）通过实验探究，学会用比值的方法定义密度的概念。（2）理解密度的概念、公式。（3）用密度知识解决简单的实际问题。难点是：在实验探究的基础上利用“比值”定义密度的概念。关键点是：做好实验探究，用“比值”建立密度的概念。
二、“三个焦点”之间的关系
教学重点、难点和关键点之间既相互独立又相互关联。任何学科的教学内容都有一定的知识结构，是一张相互联系的网。重点是这张网上的“纲”，难点是这张网上的“结”，关键点是理“纲”解“结”的方法措施。三者关系有全部重叠、部分重叠、非重叠三种。全部重叠时只要抓住关键点，重点、难点也就解决了；部分重叠时，抓住关键点就意味着突出重点或排除难点；非重叠时要精心设计和安排关键点去解决重点和难点。难点解决不好会影响整个课堂的教学效果，如果只注重教学难点，而未能较好地抓住教学重点和关键点，不但难点难以突破，而且教学任务也难以完成。关键点是突破重点、攻克难点的突破口，抓住关键点，才能更好地掌握重点和突破难点。
三、教学过程中如何处理好“三个焦点”
1.备好课。备好课是上好课的前提和保证，在备课过程中应注意以下几点：
（1）找准重点。备课时必须依据教学大纲的要求，认真研究教材或参阅有关资料，正确分析教材的重点，考虑好在教学中如何突出重点。例如，欧姆定律是反映电学中三个重要的物理量，是电流、电压、电阻关系的一个重要定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，因此通过实验探究得出欧姆定律，掌握和理解欧姆定律的内容和公式，并用欧姆定律进行分析和解决简单的电路问题是教学的重点。
（2）找到难点。要找到难点，就要联系学生的实际情况，根据他们的知识基础和思维能力，分析和找到学生难于理解的地方，即内容比较抽象、深奥、复杂或学生接受起来比较困难的知识和技能，并且为在课堂上解决这个难点，可以提供适当的措施和方法。例如，欧姆定律教学的难点是设计实验过程和对欧姆定律的理解，其中学生对实验方法的掌握是重点也是难点。
（3）找出关键点。教学关键点突出反映了学生在新知识学习过程中认识上的矛盾性，体现了已学知识与新知识的联系，展示了教学过程中由感知教材向理解教材的合理过渡。因此，确定与处理教学关键点，对于顺利学习新知识起决定性的作用。 要确定与处理好关键点，就要深入钻研教材，弄清教材内容的内在联系。要对教材的内容作深入剖析，理出知识的层次，找出已学知识和后续知识与这些内容的联系，找出解决重点及难点的关键所在。例如，欧姆定律教学的关键点是：通过对实验数据的分析，概括出电流与电压、电流与电阻的关系。
2.上好课。上好课是提高教学质量的关键和保证，因此要做到以下几点：
（1）突出重点。教授重点是一节课的中心任务，课堂中的所有教学活动都必须紧紧围绕教学重点进行，在教学结束时应及时归纳总结，以突出重点。例如，牛顿第一定律中“一切物体在没有受到外力作用时总保持静止状态或匀速直线运动状态”是教学的重点，教学时应着重讲解。
（2）突破难点。难点是课堂教学中应集中解决的问题。对于难点，可采用“温故知新法”、 “循序渐进法”、 “类比法”、 “难点分散法”、“情境引导法”、“讨论交流法”等各种方法和措施，使难点得到解决。此外，还要了解学生对难点的掌握情况，并及时采取有效的解决措施。例如，牛顿第一定律的难点是对定律的理解，“一切”是指范围，即该定律对所有物体都普遍适用；“没有力的作用”是指定律成立的条件，它包含两层意思，一是理想情况，即物体确实没有受到外力作用，二是物体所受合力为零；“或”即两种状态居其一，不能同时存在。定律表明：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动。并根据“牛顿第一定律”理解惯性（物体保持运动状态不变的性质）以及运动和力的关系（力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因）。
授课时间： 授课地点:
授课教师： 授课课题:串并联电路的电阻关系
一 教学目标
知识与技能
1.培养学生理论联系实际，学以致用的科学思想。
过程与方法
1.体会等效电阻的含义，学会等效替代的研究方法。
情感态度与价值观
1． 能根据欧姆定律以及电路 的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。
2．能进行两个电阻的串、并联电路的分析和计算。
二 教学重难点
重点：欧姆定律在串、并联电路中的应用。
难点：串、并联电路计算中公式的选择。
三 课前准备
电池组、开关、导线、电流表、定值电阻等。
四 教学过程
1. 复习回顾
2. 新课引入
演示：（1）将一个电阻接入电路，读出电流表示数
（2）将两个电阻接入电路，读出电流变示数
现象：一个电阻和两个电阻电流表示数一样，效果相同
阅读课本p93问题与思考，解释什么叫做等效电阻
1. 串联电路中的电阻规律：
推论：串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。
例题1：把一个4Ω的电阻R1和一个5Ω的电阻R2串 联在电路中，如图12-7所示，电源两端的电压为 6V。这个电路中的电流是多大？
2. 并联电路中的电阻规律：
推论：并联电路中，总电阻比任何一个分电阻都小。
练习课本p96例题2，并用不同的方法解答
五 课堂总结：
1．串联电路中电流、电压和电阻的关系。
2．并联电路中电流、电压和电阻的关系。
关键词：英语 词汇 音变规律
中图分类号：G642 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.23.124
1 引言
目前，国内的英语教学在两个方面存在比较严重的问题。第一，过度强调读写，忽视听说。所谓“哑巴英语”现象并无明显改观。第二，词汇教学缺乏理论指导，多数教师只是领读和讲解词义，而对于学生最迫切的词汇理解和记忆方法则在教学中很少涉及。
2 英语词汇教学方法探析
如何讲解词汇是一个值得讨论的问题。按照艾宾浩斯遗忘曲线，人在学习之后，遗忘会即刻开始。而且在学习之后的遗忘速度逐渐递减，也就是说刚刚完成学习之后的遗忘速度最快，之后的遗忘速度逐渐放缓。那么人们在学习之后如果想延缓遗忘的速度，首先要增加重复率。其次就需要短时的刺激性记忆。刺激性记忆就是要采用各种方式，利用各种不同的信息符号，在短时间内对大脑形成刺激，从而加深记忆。一般来说，一些新奇的、在之前并不熟知的事物往往会起到这种“刺激”的作用。在词汇记忆方面，中国英语学习者缺少的恰恰是新的记忆方法。“音变规律”对于大多数学习者来说就是一种全新的方法。
3 用“音变规律”指导词汇教学和词汇学习
德国语言学家雅各布・格里姆（Jakob Grimm）提出的格里姆定律（Grimm's law）在词汇研究历史上具有重要意义。1819 年，格里姆在《德语语法》里探讨了日耳曼语和其他语言的关系问题，提出了“格里姆定律”。[1]格里姆定律实际上描述的是印欧语系一系列辅音的音变规律。按照格里姆定律，印欧语系里的很多词根，通过音变扩展成词源变体。而词源变体所形成的同源词则进一步扩展了人们对于词汇的认知范围。依据格里姆定律，在研究词汇演变和词汇记忆方法的过程中，学者们逐渐将“音变规律”分为四个主要的方面：元音音变、b-p-f音变、g-k-h音变和d-t-th音变。
3.1 元音音变
英语中元音字母a， e， i， o， u 在词根中相互替换，替换后词汇本身仍然保持词根的基本意义。在英语中，元音音变包含几类不同的情况：单个元音字母之间的替换；元音字母组合之间的替换以及单个元音字母与元音字母组合之间的替换。例如one（一个），only（唯一的），any（任一的）以及unique（独一无二的）。在这一组词中，an， un和on的词根含义表示“一”，实际上来源于a（一，一个）。而an， un和on中a， u和o之间的替换体现出的就是所谓的元音音变。元音音变的意义就在于它可以让我们把那些辅音相同或相近，元音不同的单词联系在一起，从这些类似于“近亲”的词汇中寻找规律，从而加深理解。
3.2 辅音音变
3.2.1 b-p-f音变
在英语中，字母b通常发/b/音，字母p发/p/音， 两个音不论从发音上还是写法上都存在类似的“亲缘”关系。字母f通常发/f/音，另外在英语中ph这个复辅音组合也发/f/音。从词源学的角度探寻字母的来源，f与v， w也存在“亲缘”关系。闪米特及希伯来字母表中的第六个字母读作Waw或Vau， 其最初的书写形式为Y或y，它是今天英语字母F， U， V， W， Y的原型。[2]因为f和v， w来源于同一个字母，所以b-p-f音变中除了涉及这三个基础音之间的替换之外，还包括f， v， w之间的替换。如在foot， boot和ped这三个词根中，词义的近似非常明显，在此基础上，可以引申出pedal， pedestrian， expedition等。
3.2.2 g-k-h音变
“K”音是最远古人最早会发的音，由它产生的词汇最多，英语文字因为借词等原因，用c， k， qu等方式表示这个音。[3]汉语的多音字也可以作为这组音变的佐证。例如“学会”的“会”（hu）和“会计”的“会”（kui）之间存在k-h音变。咖喱（g lí）和咖啡（k fi）则反映出g-k音变。英文中表示“咖喱”的单词是curry， 这是g-k音变的有力证据，类似的例证不胜枚举。英语中head和cap是k-h音变的典型代表，在此基础上，可以引申出一系列表示“头”的单词，如headmaster（校长），forehead（额头），overhead（在头顶上），capital（首都），captain（船长）等。
3.2.3 d-t-th音变
在汉语中，调查（dio ch）和调整（tio zhng）是明显的例子。在英语中，tooth和dental两个词可以解释d-t-th三个音的音变规律。再如，two和double同样是这一组音变规律的有力证明。在此基础上，可以引申出一系列和“二”相关的单词，如twin， twenty， twelve， dozen等。
4 “音变规律”的现实意义
首先，“音变规律”使词汇学的研究进入一个全新的领域。将看似零散的、无规律的字母和音标重新整合。在“音变规律”的指导下，词汇学研究领域得以扩展。
其次，“音变规律”使语言之间的界限模糊化，淡化了陌生语言的神秘感。通过“音变规律”的学习，学习者会发现很多同属于一个语系或一个语族中的两种不同的语言在词汇的拼写和发音上存在很多相似之处。对于学习者来说，“音变规律”使学习多种语言的难度降低。
最后，“音变规律”可以提高词汇学习的效率。中国英语学习者的词汇学习一直处于“背了忘，忘了再背”的循环往复之中。“音变规律”可以让原本枯燥的记忆单词过程更有趣味性，从而提高学习效率。
5 结语
中国英语教师还需要进一步研究和探讨英语词汇教学方法。对于学习者来说，采用何种词汇记忆的方法也要根据个人的学习状况决定。但“音变规律”因为其特有的优越性和合理性必将成为英语词汇教学和学习的重要方法之一。
参考文献：
[1]丛岩.古代和近代中西方语言学研究比较[J].重庆科技学院学报，2008，（12）.
[2]邓万勇.英语字母学研究[M].陕西人民出版社，2006.
［关键词］库车民歌；木卡姆；龟兹乐；西域
［中图分类号］K892.24 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-3115（2011）04-0036-03
西域是一个以音乐、舞蹈光芒让中原大地感受到一种阳刚气息的。历史上，西域和祖国内地的关系从未中断过。从舜帝到周穆王有1000年之久，西域各部落一直同中原王朝保持着密切联系，不断朝贡。这些部落很可能是著名的塞人――斯泰基人，一个来自欧洲的里海的欧罗巴人种。从那时的西域开始直到唐代，各色人种汇聚在此，塞人、大月氏人、乌孙人、羌人、粟特人、汉人、哒人、匈奴人等；语言也是五花八门，有说汉藏语系的、有操印度欧罗巴语系的、有操阿尔泰语系的；各种不同的文化和人种在此相会，更有各种宗教在一个屋檐下闻声相望，佛教、祆教、摩尼教、景教、道教等，人们因此形象地把古代西域称为“人种博览会”、“文化蓄水池”。不同文明的交流与融合，充分起到了纽带作用，使得这块土地生机勃勃，焕发出青春的力量。
昆仑山是黄帝居住的地方，也是值得关注的地方。
《庄子•至乐篇》说：“昆仑之虚，黄帝之所以休。”《屈原•天问》说：“昆仑悬圃，其居安在？”周穆王会见西王母时，曾凭吊黄帝遗迹。在《吕氏春秋》、《山海经》、《竹书记年》三本书中，分别记录着“伶伦制律”、“昆仑多巫”、“周穆王会西王母”三件事情，揭示了西域歌舞最早的身影。无论是周穆王和西王母的唱和、黄帝命伶伦制律，还是昆仑山上巫师舞动的身姿，都闪现出热烈奔放的乐舞。由此可以推测，以塔里木盆地为中心的古代西域早在史前就乐舞勃兴，开始了今天我们无法想象的密切交往。新疆各地岩画把绿洲先民们的舞姿早就刻画进了历史的记忆中。
一、学者周吉发现的木卡姆现象
伟大的唐朝音乐，迷人的龟兹乐，这一切都使今天的人们为之倾心不已，长期生活在新疆的民族音乐学者周吉更是如此。为了走入民间了解那些藏在克孜尔、库木图拉石窟里的身影，他迈开了丈量新疆土地的脚步。1980年，他开始了《龟兹古韵》的构想，在田野笔记里他记录了那些难忘的日日夜夜。
1980年，为了编创《龟兹乐舞》（后改名《龟兹古韵》），周吉一行三人一起去库车县搜集民间乐曲。库车县文工团的依明•阿尤甫和县群艺馆的阿不都拉扎克应邀和他们一起走遍了全县的各个乡镇。每到一处，都要组织麦西热甫（群众娱乐集会）。因为没有电，只有点燃浸泡了柴油的棉花球照明。在当地乃额曼其（唱歌舞乐曲的民间艺人）的唱奏相伴下，在田间劳动了一天的人们毫无倦意，男女老少个个兴高采烈地跳着、笑着。过了半夜，他们和乡干部们一次又一次地劝大家结束麦西热甫回家休息，可是民间艺人们却大声喊着：“我们还要跳，我们不累！”集体的呐喊使我们看到了维吾尔人发自内心的对于艺术的渴求。民间艺人面向黄土背朝天地劳累了一天，正需要在音乐中寻求憩息，需要在舞蹈中获得放松，需要在劲舞与狂歌中得到身心的享受和体力的恢复。在库车的两个多月，周吉一行坐汽车、拖拉机、马车、牛车、驴车等各种交通工具来往于一个个绿洲之间。途中依明•阿尤甫和阿不都拉扎克的歌声一直伴随着他们，使他们忘却了路途的艰辛、劳苦，也对“歌声能使旅程缩短”这句维吾尔族谚语有了切身的体会。同时，也深刻地认识到了维吾尔人的生活与传统音乐舞蹈艺术的关系是怎样地密不可分、怎样地合为一体。
维吾尔人民是这样评价周吉先生的：“一个汉族音乐家能如此熟练地运用我们民族的语言，如此懂得我们民族文化最深层的含义，如此尊重我们民族的文化遗产，如此努力地为我们民族音乐的繁荣发展而忘我工作，他必然会赢得我们由衷的尊敬和爱戴。”周吉先生在新疆从事艺术工作40余年，在音乐学研究及音乐创作等方面成绩卓著。他单独或合作创作完成了《天山青松根连根》、《龟兹古韵》、《纳瓦木卡姆主题随想》等音乐作品百余首（部）。《龟兹古韵》是周吉一生最为重要的发现之一。
《龟兹古韵》一曲中多变的律制、多种调式的游离变化、富于舞蹈节奏的音型让人目不暇接，仿佛置身于古丝绸之路各个不同的绿洲单元中，得以尽情享受古代西域的歌舞。更细心的人还可以发现，龟兹古韵和木卡姆那种深刻的相通始终心心相印。十二木卡姆的琼拉克曼、达斯坦、麦西热普三个部分与唐宋大曲的散序、中序、破三部分是相对应的；同时，考虑到唐宋大曲与龟兹乐的渊源关系及史书中记载的龟兹乐的音乐结构：歌曲（声乐）―解曲（器乐）―舞曲（舞蹈），[1]与十二木卡姆的三部分的音乐结构一致，可得出十二木卡姆与唐宋大曲在组织结构与演出规矩上基本相同的结论。因此，十二木卡姆与龟兹乐具有渊源关系。
今天，把眼光投向地球仪时，我们会惊奇地发现，地球上有一条木卡姆带，东出新疆，西到大西洋东岸，与丝绸之路衔接吻合。在这条木卡姆带上，语言的差异不再重要，木卡姆乐章一经奏响，仿佛一条舞动的艾德莱斯绸，飘荡在丝绸之路的每一个驿站。古代西域拥有广义和狭义之分。这个称谓始见于《汉书•西域传》。所谓狭义的西域是指葱岭以东而言；广义的西域是指凡通过狭义西域所能达到的地区，包括亚洲中、西部，印度半岛，欧洲东部和非洲北部。按图索骥，不难发现一个有趣的现象：今天所有具有木卡姆这一传统音乐的国家恰恰都在其中，构成了一致的“木卡姆现象”。[2]这些国家互相比邻，大致处于北纬20~40度、东经95度至西经15度这个范围内。不言而喻，它们之间有一种内在的联系。
二、木卡姆的雏形之一――龟兹乐
发展到唐玄宗时代的唐帝国，全民皆沉浸于龟兹乐的旋律中。此时的龟兹，人口有8万之多，全民皆商，国力强盛。7世纪中叶，唐王朝为了便于对西域的统治，将原设在西州（今吐鲁番）的安西都护府迁至龟兹，下辖龟兹、于阗、疏勒、碎叶四镇（军事重镇），龟兹遂成为西域政治、经济中心。公元351~394年，龟兹乐开始传入内地，并不断发展，促成了隋唐燕乐的繁荣昌盛，轰动隋唐王朝的深宫禁苑，震荡于整个中原，几百年来，始终雄踞东方乐坛首位，影响力巨大。它揭开了中国古代音乐史的新篇章。
隋唐是龟兹乐最为盛行的时期，龟兹乐在隋唐燕乐中占有最重要的地位。燕乐是隋唐初年隋文帝杨坚按不同的民族和国家设置的七部乐。龟兹琵琶七调经苏祗婆传入，是对中国音乐史上的乐律革命产生深远影响的重要大事。龟兹琵琶是很有特色的民族乐器，它的弹奏方法千变万化，不仅盛行全国，也颇为国际乐坛所推崇。到唐太宗时增为十部乐；唐玄宗时，又将十部乐改为立部伎与坐部伎。
龟兹乐在中原传播的空前盛况，将龟兹和西域乐舞推向了辉煌的巅峰，是西域技艺高超的舞伎乐工一代代含辛茹苦不断吸取借鉴与创作的结果，他们是龟兹乐舞的创作者、表演者，也是重要的传播者。他们所创作和表演的西域舞蹈音乐，成为影响唐代乐舞艺术的重要因素，致使唐代舞乐带有浓郁的西域之风。敦煌壁画中的许多舞蹈造型，明显地含有龟兹舞蹈的典型特征，这表明唐代乐舞艺术深受龟兹乐舞的影响。龟兹以及西域的舞伎乐工为龟兹音乐和汉族音乐的融合交流和发展做出了重要贡献。
龟兹乐到明代以后消失，至今500多年以来在中国大地上杳无音讯，有人断言：唐朝的音乐太遥远了，再也找不回来了。唐朝早已被深埋在历史的尘埃中，怎么可能听到唐朝的音乐呢？乐谱都失传了，一首《霓裳羽衣曲》只是留在了辞令中。然而，木卡姆中却有龟兹乐和摩诃兜勒的影子，其不死的灵魂仍然萦绕在新疆的少数民族民间舞蹈和音乐中，尤其是维吾尔族民间舞蹈中。虽然随时展而不断演变，但龟兹舞蹈的造型、姿态、步伐、手势、眼神、节奏、韵律以及各种独特的表现形式等，都或多或少地被保留下来，纵然千变万化或者若隐若现，都是它们之间一脉相承的渊源关系。
著名的《霓裳羽衣曲》渊源自然就可追溯到龟兹乐、西凉乐，因此史书上说“变龟兹声为之”。《霓裳羽衣曲》是一首伟大的浪漫主义大型歌舞作品，全曲共12段，分为散序、中序、曲破三部分。前六段是散序，自由散板，由一件件乐器依此加入演奏，不舞不歌，即“散序六奏未动衣”。到了中序，开始入拍，乐队齐奏，歌声悠扬，舞者依此进入歌舞。到曲破，乐曲进入热烈的高潮，繁音急节，声调铿锵，舞者也舞速如飞。结束时转慢，舞而不歌，乐器同时停止在最后的一个延长音上。这种结构特色和今天的木卡姆三个部分“琼乃合曼”、“达斯坦”、“麦西来甫”有着惊人的相似之处。
其实，就在差不多同一时期，龟兹的音乐精英几乎同时出动，沿着丝绸之路一路风尘走进长安。在几十个（周菁保先生在《丝绸之路艺术研究》统计为51个）至今赫赫有名的大师的惊心烹饪下把龟兹乐已做成大菜，成为西域传到中原地区的文化大餐。
第一个龟兹藉的音乐大师是苏祗婆，也就是赫赫有名的白智通。苏祗婆是龟兹语，本意是“智慧不凡”。他是一位大琵琶演奏家，又是一位音乐大师。苏祗婆到中原来，是在公元568年，北周皇帝迎聘突厥公主为皇后，苏祗婆和乐队作为礼物一起进入中原。北周灭亡后，这位音乐大师流落到民间。
苏祗婆这位孤独的音乐大师留给了中国音乐一大贡献，把西域龟兹乐律的“五旦七声”理论演变成“旋宫八十四调”，不仅为音乐调定规范，对宋词、元曲乃至中国戏剧都产生了深刻的影响。著名的《春莺啭》也出现在这个时候，在与苏祗婆同时代的音乐家白明达的手里，唐代音乐在乐风上实现了脱胎换骨，变得硬朗刚劲，适应了大唐风骨，“隔岸犹唱花”的莺歌燕舞被一扫而空。
三、伊斯兰教的传入对龟兹乐的影响
伊斯兰教的传入让西域绿洲接受了更为猛烈的撞击和融合。伊斯兰教自公元10世纪在新疆境内由西向东传播，到公元16世纪，完成了对新疆各个绿洲的文化传播，成为新疆维吾尔等民族的主要信仰，新疆和中亚、西亚、北非的文化交流进一步深入、频繁。古代西域文化和波斯―阿拉伯文化的撞击，直接促进了这一地区音乐文化的变异，长时间活跃在民间田间地头中的西域大曲也随之而来，披上了木卡姆的外衣，但其中的歌、舞、乐三位一体的原生态形式亘古不变。新疆木卡姆以一种文化的深刻自省和精神反省迎来了木卡姆时代的到来。
伊斯兰教的西风东渐，加上新疆东部佛教的存在，新疆在两种文化的对峙中共存。公元10世纪，喀喇汗王朝苏里唐萨图克•博合拉汗的L依，使伊斯兰文化终于迈进葱岭，完成了第一步；紧接着通过百年圣战结束了和田的佛教信仰，完成了第二步。由于葱岭和阿拉伯文化的对接使得喀喇汗王朝的伊斯兰文化发展极为迅速，人种、语言、心理、审美爱好随之发生变异，民族融合和对外文化交流进一步加快。尤素甫•哈斯•哈吉甫的《福乐智慧》、马赫穆德•喀什噶尔的《突厥语大词典》等巨著的问世，更是把这种文化的兴旺发达推到了极致。
正如同当初西域大曲是由龟兹乐、伊州乐等各地音乐的组成形式一样，广阔的新疆绿洲依然保持着各地的绿洲文化个性，新疆木卡姆依然如故坚持着多样性、丰富性的传统特色。虽然不知是否传统使然，但现实决定了绿洲地域文化带以不同的文化单元重新组合成为史诗般的新疆木卡姆，这就使得木卡姆同当初的西域大曲一样，既表现出文化的共性，又表现出个性的不同。
到了16世纪，在叶尔羌汗国（其治所在新疆的莎车县）的宫廷中，《十二木卡姆》形成了16套大型歌舞套曲形式，其中的12套木卡姆是精华。至此，历史完成了一次集结，它集新疆各地木卡姆之大成，并从此开始定位了主色调，不断演化至今，对其他维吾尔聚居区的木卡姆从形式到内容都产生了深刻的影响。
四、库车民歌与木卡姆的渊源关系
库车是历史上大名鼎鼎的龟兹，库车是“龟兹”的转音。汉唐时期著名的《龟兹乐》曾唱响了中国大江南北，中原、江南、云南，就连日本、越南、朝鲜等至今还保留着个别曲调完整的龟兹乐和乐器。
作为本土文化、中原文化和印度文化、中亚文化融合的文化中心，古代龟兹乐成为西域音乐的代表。公元10世纪，回鹘从游牧转为农耕后，龟兹乐也进行着文化的洗礼。
到16世纪著名音乐家阿曼尼沙汗时期，经过整理的宫廷化的《十二木卡姆》完成了彻底的转身：从民间来，到民间去。木卡姆的特定语境中，已经包括了文学、音乐、舞蹈、说唱、戏剧等，其中包括叙事歌，演唱方式有合唱、独唱等，库车民歌就是从浓厚的木卡姆中脱颖而出，保留着远古的龟兹乐气息，血脉犹在。
库车民歌和木卡姆都是诗、乐、舞三位一体，这不是简单巧合，而是其中有着紧密的渊源关系。作为民间文化，当其成为一种古老的记忆，民间是最合适的土地。当伊斯兰文化传入时，原来以佛教信仰为主的土著必然进行顽强的抵抗，当伊斯兰文化成为主导时，在库车绿洲上，和百难不死的克孜尔壁画、库木图拉壁画一样，龟兹乐舞在新的文化包装下，并没有失去原来的神韵，众所周知的“撼头”、“弄目”直至今天依然是维吾尔族舞蹈中的招牌动作。
木卡姆中的乐舞是以器乐演奏、歌舞演唱、舞蹈表演为一体的综合乐舞艺术，库车民歌的鲜明特点自然也体现在民族乐器的多样性上。远在隋唐时期，龟兹等地就盛行制作精细的曲项琵琶、五弦琴、箜篌、筚篥等乐器，并伴随西域音乐而传入中原。至今，维吾尔族的乐器按其结构和演奏方式，有吹奏、拉弦、弹拨、打击乐器等数十种；按演奏方式，有吹奏、拉弦、弹拨、打击乐器等数十种；吹奏乐器中有笛子、唢呐、喀纳依（长喇叭）、拉曼等；拉弦乐器有萨它尔、艾捷克等；弹拨乐器有都塔尔、热瓦甫、弹布尔、卡龙和扬琴等。库车民歌风格是由多种因素构成的，歌词、歌曲结构、音阶、调式、旋律、节奏、速度和乐器伴奏等，属于诗歌舞三位一体，这个特点传承了《龟兹乐》，和木卡姆基本一致。
在广袤的新疆大地上，埋藏了太多的秘密。著名人类学家摩根说：“塔克拉玛干沙漠就是一把钥匙，知道了这把钥匙，就知道了人类的秘密。”著名历史学家汤因比更说：“四大文明的交汇地只有一个――就是新疆的库车。”公元2世纪的库车是中亚最重要的文化绿洲和桥头堡，各种文化星光灿烂。库车民歌就是一把神奇的钥匙，掌握了它，就可以揭开木卡姆、龟兹乐的真实面目。
［参考文献］
一、辨析概念,夯实基础
任何知识的学习掌握都离不开基础知识。电学部分的基础知识多、散、要辨析清楚、固记脑中。
(一)、关于电路
1、串联、并联
初中物理中要求学生掌握最基本的两种连接方式:串联、并联。能否正确分析辨别他们对后面内容的学习至关重要。识别电路的类型,可以根据定义:“逐个顺次连接”为串联,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地连在电路的两点间,(“首”为电流流入用电器的哪一端,“尾”指电流流出用电器的那一端)此电路为并联电路。
2、通路、开路、短路
电路中出现的这三种状态,其中通路为处处相通的电路,开路为电路中有处断开的电路,这两种状态易于接受,便于分清。但是学生对于短路的分辨显得力不从心,不知道何处短路,为什么短路。其实只要注意分析的要点即可辨出何处短路。电流具有走捷径的特点,捷径是指这条路径中电阻很小,小到可以忽略不计、即为空导线,当一根空导线,或开关、或电流表(电阻小到可以认为没有)与某个用电器并联时,电流只走空导线,开关或电流表而不走用电器,使该用电器被短路,从而不能工作。
(二)三个重要的物理量—电流、电压、电阻
1、概念辨析
电荷的定向移动形成电流,这是电流的形成定义,简单便于理解;电压是形成电流的原因,没有电压就没有电流;电阻是指导体对电流的阻碍作用,即阻碍作用越大,电流越小。
2、表示符号
电流、电压、电阻三物理量分别用I、U、R表示,而单位表示字母分别为A(安培)、V(伏特)、Ω(欧姆)。
3、工具的使用
电流表是测量电流的工具;电压表是测量电路两端电压的工具;调节电路中的电流和用电器两端的电压,可以使用滑动变阻器。
(三)电功(W)、电功率(P)
物理学中电功没有确切的定义,只是描述性的,当电能转为其它形式能时,就说做了电功。即电功就表示有多少电能转化为其它形式的能,如果知道了电功的多少,就知道了消耗多少电能。而用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率。电功率的大小不仅取决于消耗电能的多少,也取决于所用的时间的长短。
二、理解规律,把握关键
(一)三个物理量在串、并联电路中的特点
在串联电路中:电流处处相等;电路两端的总电压等于部分电路两端电压之和;总电阻等于各导体的电阻之和。在并联电路中:干路中电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等;并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。
(二)欧姆定律
一段导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。这个定律非常重要,一定要加强理解,熟记其使用的条件及注意事项。
(三)电功定律
某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电的时间成正比。物理学中用电路两端的电压U,电路中的电流I,通过的时间t,三者的乘积来计算电功。
(四)焦耳定律
导体中有电流通过时,导体就要发热,此现象称为电流的热效应。英国物理学家焦耳经过多年的研究,做了大量的实验,精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系:电流流过某段导体时产生的热量跟通过这段导体的电流的平方成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
三、疏通关系,构建框架
在掌握了上述理论知识的基础上,还要想法疏通各个物理量之间的关系,熟悉各物理量的单位及换算关系,能够快速选择相应的计算公式,列式解答。
(一)重要的计算公式
1、三个物理量的关系公式
串联时:I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2(若有几个等阻值为R0的电阻串联则R=nR0)
并联时:I=I1+I2;U=U1=U2;1/R=1/R1+1/R2(若有几个阻值为R0的电阻并联则总电阻R=RO/n)
2、欧姆定律:I=U/R
此公式中只有电流、电压、电阻三个物理量,但它的作用非常重要。在使用公式时要注意:①三个物理量都要针对同一段导体,或同一个电路而言;②三个物理量的单位都要使用国际单位,即分别为A、V、Ω;③已知其中的任意两个量都可以求出第三个量。 3、电功公式:W=Uit;电功率公式:P=UI
电功、电功率这两个物理量的计算由于欧姆定律及其变形公式的影响,使计算电功率公式特别多,在选择使用时很难选择,所以要注意选取的技巧和方法,要求的问题所在电路为串联时:电功选用公式:W=I2 Rt,电功率选用P=I2 R;而当要求所在的电路为并联时,则分别选用W=U2/R.t,P=U2/R,这样的选择都利用了所在电路的特点(电流相等或电压相等)加快解题。
4、焦耳定律:Q=I2 Rt
焦耳定律的公式与电功公式的形式基本一样,使用时同样要注意公式的选择问题,当所求问题的电路为纯电阻(除了电能转化为内能外,别无其他形式的能产生)电路时,几个公式可以任意选取;若不是纯电阻电路只可使用公式Q=I2 Rt不然的话计算有误。
(二)单位的换算
单位换算的前提条件有两个:一是记住每个物理量的单位及表示符号;二是要牢记各单位之间的换算进率。其中电流、电压、电阻这三个物理量的单位较多,注意每个物理量的任何两个相邻的单位间的换算进率都为1000。还要注意一点,由于欧姆定律及其变形公式的影响,电功、电功率,焦耳定律的公式较多,产生的单位同样很多,使用时各物理量均使用国际单位。
四、善于总结,归纳要领
下面的这些要领非常重要。
(一)串、并联电路的识别
上面已经提到区别它们的方法,在做题中要选取适当的方法,迅速作出判断。
(二)短路的辨别
把握短路现象的真正含义——电流不经过用电器回到电源的负极。注意电流的特性——电流走捷径。当在电路中发现有空导线,开关或电流表等元件与用电器并联时,相应的用电器被短路不工作。
(三)串、并联电路中的三个物理量的关系
两种电路中的三个物理量的大小关系,前面已说得较为详细,但这一点要特别重视,牢记串联时电流相等,并联时电压相等,这一点解题时作用特别大。
(四)关于解题时公式的选择
