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在定义新的物理量时,如果不能清楚地阐述该物理量的含义,或者不能具体写出它的关系式,有时就会选择用其他相关的物理量的比值来定义该新物理量,这就出现了比值法定义。而在中学物理教学中,比值法定义看似简单,新课讲授时学生也觉得理解上没障碍,但如果认真地考查学生,可能会发现学生其实并没有真正理解。一次高三模拟考试中的题目是:用比值定义物理量是物理学中一种常用的方法,下面四个物理量不是用比值法定义的是( )
A.电动势E=△φ/△t B.磁感应强度B=F/IL
C.电场强度E=kQ/r2 D.电阻R=U/I
考试下来,这道题得分率很低,近一半的学生选错或选不全。看似没有任何问题的题目,学生答题为什么会出现这样槽糕的结果呢?考后的试卷讲评,和大多数教师一样,笔者是这样给学生解释的:选项A、C不是比值法定义式, A是感应电动势的决定式,电动势的定义式是E=W/q;C是真空中点电荷场强的决定式,电场强度的定义式是E=F/q。选项B、D都是相应物理量的比值定义式。比值法定义,就是用两个容易测量的物理量(往往是基本物理量)的“比”来定义一个新的物理量的方法。比值法定义的基本特点是该物理量反映的是物质的最本质的属性,它不随比值中所用的物理量的改变而改变。讲解看似很明白,很详细,但是这样的讲评,实际上并没有讲清楚比值法定义的本质。例如,为什么要这样定义物理量,如何对它们进行辨析?这些问题学生似懂非懂。有个胆大的学生就感叹:“长得都一样,叫我如何分辨啊!”我也有点无奈,就尝试着把高中物理所涉及的所有比值定义法罗列给学生,让学生都背下来。这样的做法虽然在应试中很奏效,但它却违背了教育的根本目的。
如何才能真正讲好比值法定义的物理量呢?笔者思考了很久,查阅了很多资料,其中包括近30年来我们用过的课本,并向同行和前辈们请教,经过长达一年多的思考和实践,笔者得出一些个人的看法,下面和大家一起分享。
笔者认为,比值定义法是用单纯的语言“讲”不好的,换句话说,如果单用语言能讲好,那课本早就用我们丰富的语言“讲”清楚了,而根本不需要举那么多的例子来说明,却不给一个明确的概念。在中学物理中,比值法定义一般用于物质属性、物体运动特征的物理量,由于这些物理量在与外界作用时会显示出一些性质,根据这些性质利用有关的两个或多个可以测量的物理量的比值从而间接地表达该物理量。所以笔者认为,讲授比值法定义的物理量时,应该先让学生经历这个物理量是在怎样的情景下提出来的, 有哪些主要的物理现象、事实,研究它有何作用和物理意义,让学生在具体的情景下去探索、思考、发现,自然而然形成用比值法定义物理量的过程。
下面以讲授高中物理中电容器的电容为例。在讲授完前面电容器的正常程序后,引导学生思考什么是表征电容器存储电荷量本领大小的物理量,然后让学生讨论发现没有这样现成的物理量,那就要我们自己来定义这个新的物理量。学生就会思考:它由什么物理量决定,是否能找到它的关系式?这时,学生可能会提到平行板电容器跟其中的绝缘材料、平行板面积、平行板间距等物理量有关,那就可能找得出电容的关系式。在充分肯定学生的结论后,教师提问:电容器有多少种?学生肯定知道,任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以是电容器,那将是无数种啊!而很多电容器根本就没有平行板面积、平行板间距之说。哪又该怎样来决定它的物理量呢?
例如,两个彼此绝缘又相互靠近的人,它们的电容又由什么决定?这时学生都知道是不可能找到所有电容器的电容关系式的,退一万步说,就是找到所有电容器的电容关系式,那也无法用有限的文字定义出电容。在学生茫然气馁时,教师提出,换个角度试试,不找它们的关系式,找找它们的共同点,都跟哪些物理量有联系?学生马上就会想到,电容器是用来储存电荷量的,当然都会有电荷量Q,那当然就会产生电压U。然后教师引导学生思考:不同构造、不同型号的电容器,储存相同大小的电荷量它们的电压是多少?能反映电容器的什么性质?如果它们储存相同大小的电压电荷量又是多少?又能反映电容器的什么性质?学生经历了这样的思维碰撞之后,教师再提出如何通过比较它们共同相关的物理量,如用电荷量和电压来定义电容器储存电荷量的本领大小。学生在茫然无序中发现了这个方法,并且这个方法还很好用。所以对下面怎么比较, 选取哪个为相同的标准就很清楚了,后面教学的内容也就会变得很顺畅了。
在这个过程中,学生经历了这个物理量是在怎样的情景下提出来的,体会了为什么要比较、比较什么、怎样比较等一系列问题,最后得出了怎样的结论,这个结论的得出是不是一定要通过比较才能具有更广泛的物理意义。所以,教学比值法定义的物理量时,教师不需要刻意地去讲为什么要用比值法,而是要在新概念形成过程中不经意的发现用这个比值的方法最好,最能反映我们所要描述对象的基本特征和本质。
责任编辑:周瑜芽
A.电动势E=△φ/△t B.磁感应强度B=F/IL
C.电场强度E=kQ/r2 D.电阻R=U/I
考试下来,这道题得分率很低,近一半的学生选错或选不全。看似没有任何问题的题目,学生答题为什么会出现这样槽糕的结果呢?考后的试卷讲评,和大多数教师一样,笔者是这样给学生解释的:选项A、C不是比值法定义式, A是感应电动势的决定式,电动势的定义式是E=W/q;C是真空中点电荷场强的决定式,电场强度的定义式是E=F/q。选项B、D都是相应物理量的比值定义式。比值法定义,就是用两个容易测量的物理量(往往是基本物理量)的“比”来定义一个新的物理量的方法。比值法定义的基本特点是该物理量反映的是物质的最本质的属性,它不随比值中所用的物理量的改变而改变。讲解看似很明白,很详细,但是这样的讲评,实际上并没有讲清楚比值法定义的本质。例如,为什么要这样定义物理量,如何对它们进行辨析?这些问题学生似懂非懂。有个胆大的学生就感叹:“长得都一样,叫我如何分辨啊!”我也有点无奈,就尝试着把高中物理所涉及的所有比值定义法罗列给学生,让学生都背下来。这样的做法虽然在应试中很奏效,但它却违背了教育的根本目的。
如何才能真正讲好比值法定义的物理量呢?笔者思考了很久,查阅了很多资料,其中包括近30年来我们用过的课本,并向同行和前辈们请教,经过长达一年多的思考和实践,笔者得出一些个人的看法,下面和大家一起分享。
笔者认为,比值定义法是用单纯的语言“讲”不好的,换句话说,如果单用语言能讲好,那课本早就用我们丰富的语言“讲”清楚了,而根本不需要举那么多的例子来说明,却不给一个明确的概念。在中学物理中,比值法定义一般用于物质属性、物体运动特征的物理量,由于这些物理量在与外界作用时会显示出一些性质,根据这些性质利用有关的两个或多个可以测量的物理量的比值从而间接地表达该物理量。所以笔者认为,讲授比值法定义的物理量时,应该先让学生经历这个物理量是在怎样的情景下提出来的, 有哪些主要的物理现象、事实,研究它有何作用和物理意义,让学生在具体的情景下去探索、思考、发现,自然而然形成用比值法定义物理量的过程。
下面以讲授高中物理中电容器的电容为例。在讲授完前面电容器的正常程序后,引导学生思考什么是表征电容器存储电荷量本领大小的物理量,然后让学生讨论发现没有这样现成的物理量,那就要我们自己来定义这个新的物理量。学生就会思考:它由什么物理量决定,是否能找到它的关系式?这时,学生可能会提到平行板电容器跟其中的绝缘材料、平行板面积、平行板间距等物理量有关,那就可能找得出电容的关系式。在充分肯定学生的结论后,教师提问:电容器有多少种?学生肯定知道,任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以是电容器,那将是无数种啊!而很多电容器根本就没有平行板面积、平行板间距之说。哪又该怎样来决定它的物理量呢?
例如,两个彼此绝缘又相互靠近的人,它们的电容又由什么决定?这时学生都知道是不可能找到所有电容器的电容关系式的,退一万步说,就是找到所有电容器的电容关系式,那也无法用有限的文字定义出电容。在学生茫然气馁时,教师提出,换个角度试试,不找它们的关系式,找找它们的共同点,都跟哪些物理量有联系?学生马上就会想到,电容器是用来储存电荷量的,当然都会有电荷量Q,那当然就会产生电压U。然后教师引导学生思考:不同构造、不同型号的电容器,储存相同大小的电荷量它们的电压是多少?能反映电容器的什么性质?如果它们储存相同大小的电压电荷量又是多少?又能反映电容器的什么性质?学生经历了这样的思维碰撞之后,教师再提出如何通过比较它们共同相关的物理量,如用电荷量和电压来定义电容器储存电荷量的本领大小。学生在茫然无序中发现了这个方法,并且这个方法还很好用。所以对下面怎么比较, 选取哪个为相同的标准就很清楚了,后面教学的内容也就会变得很顺畅了。
在这个过程中,学生经历了这个物理量是在怎样的情景下提出来的,体会了为什么要比较、比较什么、怎样比较等一系列问题,最后得出了怎样的结论,这个结论的得出是不是一定要通过比较才能具有更广泛的物理意义。所以,教学比值法定义的物理量时,教师不需要刻意地去讲为什么要用比值法,而是要在新概念形成过程中不经意的发现用这个比值的方法最好,最能反映我们所要描述对象的基本特征和本质。
责任编辑:周瑜芽