跟同行們商量幾個問題

1、跟同行們商量幾個問題,到底怎樣才能真正落實物理課程目標汪 延 茂,一、要讓初中生懂得一點自然哲學常識。理由：1）讓學生接受辯證唯物主義的思想教育，歷來就是 我們物理課程教育的重要任務(wù)之一；2）物理學源于自然哲學，她從誕生的那天起，就是 在自然哲學思想的扶持下成長起來的；3）只有將那些物理現(xiàn)象和物理事實置于自然哲學之 中，才能真正讓初中生清晰、透徹地認識那些物 理現(xiàn)象和物理事實的本質(zhì)

2、。4）馬克思二十二歲就獲得了哲學博士。他曾給其父 親的信中寫道，“沒有哲學的幫助，就不能把別 的科學吃透”。物理學更不例外。,案例1、 原因是直接產(chǎn)生現(xiàn)象的現(xiàn)象，結(jié)果是原因作用的外在表現(xiàn)。因此，原因常常是我們通過分析得出來的內(nèi)部的一種本質(zhì)現(xiàn)象，而結(jié)果通常是原因作用的外部被我們覺察到的現(xiàn)象，即表面現(xiàn)象。 我們覺察到筷子變彎的現(xiàn)象；這個現(xiàn)象實質(zhì)上的光的折射現(xiàn)

3、象這個原因作用的外在表現(xiàn)。要讓初中生學會透過表面現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)。,案例2、矛盾是事物發(fā)展的動力，對立統(tǒng)一是物質(zhì)與運動的守恒性表現(xiàn)。 物質(zhì)均具有占據(jù)空間的性質(zhì)，當別的物體占據(jù)其空間時，就產(chǎn)生成壓力對抗，最終水讓出一塊體積給木塊，達到平衡（統(tǒng)一），而水又去占據(jù)空氣的體積，空氣可以說是胸懷博大，它包容了水占據(jù)它的體積。這就是自然的守恒性表現(xiàn)出來的包容性。（大自然都能如此包容，人類為什么不能和平相處？）,案例3

4、、 引導學生學會透過現(xiàn)象看本質(zhì)。這是因為被我們感官覺察到的現(xiàn)象并非是事物的本質(zhì)，本質(zhì)通常是直接產(chǎn)生現(xiàn)象的內(nèi)在原因。如大自然給人類創(chuàng)造了視覺、聽覺和觸覺等，視覺讓我們享受光的色彩，聽覺讓我們欣賞聲音的美妙，觸覺讓我們感受冷熱的滋味，然而，色彩、音調(diào)、冷熱都是現(xiàn)象，它們的本質(zhì)均跟宏觀物體和微觀粒子振動頻率有關(guān)，宏觀物體和微觀粒子振動頻率是直接產(chǎn)生色彩、音調(diào)、冷熱現(xiàn)象的原因。可見，振動頻率是產(chǎn)生色彩、音調(diào)、冷熱現(xiàn)象的本質(zhì)現(xiàn)象，而色彩、音調(diào)、冷

5、熱這些被我們感知的表面現(xiàn)象，則是振動頻率作用結(jié)果的外在表現(xiàn)。,案例4、自然界中的物質(zhì)與運動既是多樣的又是統(tǒng)一的。 如自然界中物質(zhì)的性質(zhì)是多種多樣的，但是它們都具有慣性、質(zhì)量、力和能的性質(zhì)。這就是多樣性和統(tǒng)一性的表現(xiàn)；又如自然界物質(zhì)相互作用的方式是多種多樣的，有宏觀物體間的相互作用，也有微觀粒子間的相互作用，但它們在相互作用的形式上確有著驚人的相似性，如萬有引力定律表達式和庫侖定律的表達式就十分相似它們均存在著距離平方反

6、比關(guān)系；再如自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是五花八門的，但它們在結(jié)構(gòu)的層次上又具有驚人的相似性，如原子結(jié)構(gòu)和太陽系結(jié)構(gòu)。,5）量變到質(zhì)變是物質(zhì)運動與變化的基本規(guī)律 。 如物質(zhì)的形態(tài)變化，就是當物質(zhì)的溫度變化到一定量值時，發(fā)生固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的轉(zhuǎn)化；又如原子核的裂變過程，當中子轟擊鈾核時，就會產(chǎn)生2-3個中，這2-3中子接著又去轟擊其它鈾核就會產(chǎn)生更多的中子去轟擊更多的鈾核，如此量的積累，就會發(fā)生質(zhì)的變化，進而產(chǎn)生巨大的核能。再例如

7、靜摩擦力隨著外力的增大而增大，但決非是無限的，當靜摩擦力達到最大值時，就會發(fā)生質(zhì)的變化，摩擦將會由靜摩擦轉(zhuǎn)化為滑動摩擦，而滑動摩擦力要比最大靜摩擦力小得多。這就是自然界物質(zhì)運動與變化必須遵循的自然辯證法則。,6）事物總是在否定之否定中發(fā)展，又在否定之否定中前進。 自然界中的事物總是具有兩面性的，它們往往是對立的統(tǒng)一體，如我們初中物理中出現(xiàn)光的直線傳播原理，這是光的粒子性行為表現(xiàn)，而又出現(xiàn)光是波的說法，這就是光的波動性

8、行為的表現(xiàn)，可見，光是粒子和波的對立統(tǒng)一體；又例如分子之間既存在著引力，又存在著斥力，因此，物質(zhì)內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)是分子引力和斥力的對立統(tǒng)一體。當我們對物體施加力壓時，分子引力和斥力都要發(fā)生變化，不過引力的變化沒有斥力快，斥力成了矛盾的主要方面，因此物體表現(xiàn)出彈性壓力，當我們對物體施加拉力時，同樣引力和斥力都要變化，而斥力變化又沒有引力快，因此引力成了矛盾主要方面，因此物體表現(xiàn)出彈性張力。象這樣的例子在物理學中比比皆是。,二、要讓初中生了解

9、一點物理學史。理由：1）了解物理學史會讓學生知道：物理學是在社會 生 產(chǎn) 發(fā)展的需要中，以及科學自身發(fā)展的內(nèi)在邏輯 性中產(chǎn)生的；（社會發(fā)展的需要，就物理學而言，可以 說在十八世紀前，基本上都是在社會發(fā)展需要的基礎(chǔ)上產(chǎn) 生的。關(guān)于科學自身發(fā)展的內(nèi)在邏輯性主要指：科學從某 種意義上講是人類相對正確的認識，因此它必然存在著認 識上的經(jīng)批判、繼承、

10、積累和發(fā)展的內(nèi)在邏輯聯(lián)系?？茖W 家們也跟常人一樣，當他們在認識上出現(xiàn)分歧時，同樣會 發(fā)生激烈爭論，且在認識上有時也會發(fā)生錯誤。這在物理 學史上頻頻出現(xiàn)，另外物理學往往跟它的相鄰科學如天文 學、礦物學等相聯(lián)系的發(fā)展，數(shù)學早就成為物理學研究的 重要工具，哲學就不用說了，它為物理學提供了科學的世 界觀與方法論。 這些，就是科學自身發(fā)展內(nèi)在邏輯性的

11、 現(xiàn)。）,2）了解物理學史就會讓學生知道先人們是怎 樣探究自 然現(xiàn)象 ，研究物理問題的；他 們會領(lǐng)悟 到“觀察實驗”和“理論思維”兩種 方法在科學研究中意義和價值。 3）了解物理學史會讓學生明白科學并非神 秘，真理只不過是人類相對正確的猜想 與假設(shè)，而這種猜想與假設(shè)又

12、具有較普 遍的指導意義罷了。 當同學們了解了上述內(nèi)容，就會自然地產(chǎn)生學習物理的自信和勇氣！ 例如，我們讓初中生大致了解物理學的發(fā)展史并非困難，我們只要告訴學生下面方框中的內(nèi)容就可以了。我想這并非超出初中生的認識范圍。,,案例1、亞里士多德是古希臘積知識之大成者，是歷史上公認的大思想家、大哲學家，但他在物質(zhì)的運動，以及運動與力的關(guān)系上，曾發(fā)生過認識上的錯誤，但今天

13、誰能否定亞里士多德的成就；牛頓是世界公認的大物理學家之一，但晚年的牛頓埋頭神學研究，撰寫300多萬字的神學著作，力圖證明第一推動力上帝的存在，進而從樸素的唯物辯證思想的平臺上，跌落的唯心主義的泥潭中，可誰能否定牛頓的貢獻呢！要知道科學家是人，不是神！讓學生了解這些物理史實，還可以使學生確信人的認識的有限和無限的辯證統(tǒng)一性。,案例2、伽利略在研究機械運動時，首先否定經(jīng)院哲學家們將自然界物質(zhì)運動分成自然運動和強迫運動兩類，認為這樣的分類是將

14、運動的研究引入了絕境。于是，他從運動的特征出發(fā)，將機械運動科學地分類成勻速運動和變速運動，進而使機械運動研究步入了科學的軌道。這說明科學分類方法是引導科學研究步入正確軌道的指路航標！這是因為只有同一類現(xiàn)象才能歸屬于同一種原因。如勻速運動是物體慣性的表現(xiàn)，即慣性是物體作勻速運動的本因，又如變速運動現(xiàn)象是力的作用結(jié)果的外在表現(xiàn)。（不能深入進去，何能淺的出來。因此，我們建議物理教師應(yīng)當深入研究一點自然哲學知識，深入了解一點物理學的發(fā)展史，才能

15、淺出地讓學生領(lǐng)悟“知道一點自然哲學常識，了解一點物理學史在學習物理上的意義和價值。）,案例3、歷史上科學家們的爭論頻頻出現(xiàn)，如光是粒子還是波的爭論；熱質(zhì)說與分子運動說的爭論、陰極射線的實質(zhì)到底是什么的爭論；關(guān)于運動量的量度的爭論等等，這些爭論在物理學史上都是很有名的，它體現(xiàn)了科學上的百花齊放，百家爭鳴!爭論的最終通常都是以實驗和事實來統(tǒng)一科學家們的認識的。這說明實踐是檢驗真理的唯一標準。 案例4、了解一點物理學史，可以

16、讓初中生明白真理既是絕對的，又是相對的辯證統(tǒng)一性，如光的直線傳播原理在牛頓假設(shè)的絕對時空中是正確的，但到了愛因斯坦假設(shè)的相對時空中又不成立了。,三、要讓初中生知道物理學研究的基本方法1）要讓初中生知道一切科學理論都是用觀察實驗和 理論思維兩根柱子支撐起來的；2）要讓初中生知道堅持觀察四性（客觀性、全面 性、系統(tǒng)性和辯證性）的必要性和認識實驗的實 質(zhì)和作用的重要性；3）要讓初中生明白觀察實驗僅只

17、是一種搜集證據(jù)的 手段，是一種直觀的方法，直觀的方法是不能揭 示事物的本質(zhì)的，要揭示事物的本質(zhì)就必須要通 過理論思維方法才能實現(xiàn)。理論思維的結(jié)果又必 須通過實驗來反復驗證才能被確認下來。這就是 人類認識事物的必由之路；4）要讓學生知道理論思維中常見的幾種最基本的方 法。,案例1、歷史上運動第一定律的雛形是伽利略通過斜面思想實驗得出的。我們教材中設(shè)計的實驗，如下圖

18、所示。 這個實驗所搜集的證據(jù)并非能直接得出運動第一定律，因為實踐中不可能找到理想的無摩擦的水平軌道，只有通過思想實驗，合理外推的理論思維方法才能得出運動第一定律?？梢?，科學理論的構(gòu)架離不開觀察實驗和理論思維兩種方法的結(jié)合。,案例2、觀察的客觀性指真實地反應(yīng)觀察結(jié)果，避免主觀臆造；觀察的全面性和系統(tǒng)性指觀察中要避免一葉障目，不見泰山和三天打魚，兩天曬網(wǎng)的現(xiàn)象；觀察的辯證性指注意觀察的條件性、典型性、隨機性和透過現(xiàn)象看本質(zhì)。

19、我們不告訴學生如何正確觀察，又怎能談得上培養(yǎng)學生觀察能力。別說初中生，就是成年人甚至科學家不注意觀察的“四性”，常常也會造成觀察中的錯誤和失去觀察發(fā)現(xiàn)的良機。 教材中介紹的“科拉頓跑失良機”小故事就是科拉頓主觀地將探究磁能否生電的系統(tǒng)實驗分割開來了，在一個空間安排磁鐵放入線圈中，再跑到另一個空間觀察電流計指針的轉(zhuǎn)動情況。由于他違背了觀察的四性，因此，失去了磁能生電的重大發(fā)現(xiàn)機會。,案例3、史說在一次國際性心理學研討會

20、上，主持者為了考察與會者的觀察能力，特意安排了一個實驗，實驗的大致過程是： “會議開始之前，在與會者根本不知道要進行實驗的情況下，突然安排兩個人沖進會場，其中一人手持一把槍，兩人在會場中央混戰(zhàn)起來并開了一槍，槍響之后，兩人又一起沖出了會場”。事件從發(fā)生到結(jié)束總共用了二十秒鐘。與會人正在驚恐之中，這時，主持人立即要求與會代表寫下觀察事態(tài)的經(jīng)過。其結(jié)果是：在上交的四十篇的觀察記錄中，只有一篇在記錄事實的錯誤上少于20%，有14篇存在20%-

21、40%的錯誤，有25篇錯誤達到了40%以上。值得注意的是有10%，甚至更多的是在事態(tài)的細節(jié)上純粹是觀察者的臆造。 這個實驗告訴我們要做到正確觀察，并非是一件容易的事情。,實驗的實質(zhì)是“對自然現(xiàn)象的純化和簡化，進而達到再現(xiàn)和強化，以及延緩或加速自然現(xiàn)象過程的一種科學研究手段”。 由于自然現(xiàn)象涉及的因素很多，因此，自然現(xiàn)象一般都比較復雜。但是，我們可以人為地排除那些對現(xiàn)象作用不大，或者是沒有什么作

22、用的偶然因素和次要的因素，將那些影響現(xiàn)象的主要的因素一一抽取出來，并將抽取出來的因素參與到所設(shè)計的實驗中來。這樣，我們就可以做到自如地控制和改變它們，或保持其中某些因素不變，或增大和減小某個因素的影響。于是，通過反復實驗，就能發(fā)現(xiàn)哪些因素對現(xiàn)象產(chǎn)生了影響和產(chǎn)生了怎樣的影響，進而從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的東西，這就是實驗的作用。 如果我們不讓學生了解實驗的實質(zhì)和作用，又怎能培養(yǎng)學生的設(shè)計實驗和動手實驗的能力呢！,案例4、歷史上伽

23、利略著名的斜面實驗就是說明實驗實質(zhì)的最好例證。 該實驗簡化、再現(xiàn)、延緩了自然的落體運動現(xiàn)象的過程。通過反復改變斜面傾角實驗搜集證據(jù)，采用合理外推，進而發(fā)現(xiàn)落體運動規(guī)律。,案例5、教材中利用小方桌、沙和砝碼來研究壓強跟受力面積和壓力關(guān)系這個傳統(tǒng)的實驗就能很好地說明實驗的作用。,抽取壓力和受力面積兩個主要因素，控制受力面積不變，自如改變壓力，進而觀察壓強跟壓力的關(guān)系。,抽取壓力和受力面積兩個主要因素，

24、控制壓力不變，自如改變受力面積，進而觀察壓強跟受力面積的關(guān)系。,要讓初中生了解常見的幾種理論思維方法，這樣，不僅可以讓學生走出混亂的思緒，步入有序的思路，而且體現(xiàn)了給方法比給知識更重要的教學理念。 1）“科學抽象”是理論思維方法中最重要的形式。 人的眼睛具有照相機那樣統(tǒng)攝事物的總體表象能力。這種總體表象能力是人類認識事物的一種樸素的本能。但是，這種表象只能是一個渾沌的整體，無法對事物的本質(zhì)以及

25、內(nèi)在的關(guān)系作出說明。因此，需要通過思維的“裁剪”，去掉那些偶然的，非本質(zhì)的次要因素，留下重要的本質(zhì)的東西，然后再加以規(guī)定并建立概念，這就是科學抽象。因此，建立概念的過程就是科學抽象的過程?？茖W抽象的形式是多種多樣的，其中“建立理想模型”就是科學抽象的一種重要形式。所謂“理想模型”，指人們把研究對象置于比較理想、純粹的狀態(tài)下，簡化復雜因素，純化主要因素，忽略偶然因素，撇開次要因素，用理想化的模型來代替實在的事物。用這種科學抽象的形式，即用

26、“理想模型”進行科學研究的方法就叫做理想模型的方法。,2） 邏輯推理是理論思維方法中最基本的形式。 在邏輯推理中常見的方法有“歸納”與“演繹”兩種。它們的思維形式是“從認識個別到認識一般”，或“從認識一般到認識個別”。從個別中去發(fā)現(xiàn)一般的推理形式叫做歸納方法；從一般中去發(fā)現(xiàn)個別的推理形式叫做演繹方法。 例如，伽利略僅從某一小球由斜面某個位置下滑，再推廣到豎直平面中下落，進而得出落體運動

27、的規(guī)律。這就的從個別的實驗現(xiàn)象中得出的結(jié)論，推理到所有下落物體均服從這一規(guī)律的歸納方法的應(yīng)用。 又例如，我們知道電流是自由電子定向運動形成的，又知道金屬內(nèi)部存在自由電子并在電場力作用下能定向運動，因此，我們得出結(jié)論：所有金屬均具有導電性能。這一推理過程就是演繹方法的應(yīng)用。 在邏輯推理中還有分析方法，綜合方法以及類比方法等，從科學發(fā)展史上看許多重大發(fā)現(xiàn)都是科學家們借助分析方法、綜合方法、

28、類比方法獲得的。,3） 數(shù)學方法是一種包含運算在內(nèi)的高度抽象、高度精 確、邏輯嚴密的理論思維方法。 數(shù)學方法不僅是物理學，也是一切科學研究所不可缺少的認識手段和工具。由于數(shù)學推理和運算是按照嚴密的邏輯進行的，因此，它的結(jié)論具有必然性和精確性。因此，馬克思指出“一種科學只有成功地應(yīng)用數(shù)學時，才算達到了真正完善的地步?！?在物理學中，我們應(yīng)用數(shù)學中抽象的“數(shù)”

29、和“形”，以及各種符號來表述事物的各種“量值”和“量值的變化”的規(guī)律。例如，我們在初中認識的平行四邊形法則，就是應(yīng)用“形”和“數(shù)”相結(jié)合的方法來表達矢量的合成與分解規(guī)律的。,4） 思想實驗、想象、靈感和直覺“等理論思維方法。 在科學史中，許多重大發(fā)現(xiàn)與發(fā)明常常得益于“思想實驗、想象、靈感和直覺”等思維方法。 “思想實驗”指在頭腦中做實驗的方法。它是通過思維來進行現(xiàn)實中不可能進行的實驗。

30、 例如，伽利略設(shè)想在象冰一樣光滑毫無阻力的平面上，小球一旦進入運動狀態(tài)，它將無休止地運動下去。通過這一思想實驗終于發(fā)現(xiàn)了慣性定律。 “想象”是人們在原有的感性形象的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出新的形象的思維方法。 例如，哥白尼曾用優(yōu)美的想象，描述太陽系的運行圖景，他想象“太陽坐在寶座上，率領(lǐng)著它周圍的行星家族”，進而提出“太陽中心學說”。,“靈感”指人們曾反復探索而尚未解決的

31、問題，因某一偶然因素的激發(fā)，突然頓悟，茅塞頓開。 “直覺”指人們對突然出現(xiàn)在面前的事物、現(xiàn)象，因極為深入的洞察，即刻作出準確的判斷和本質(zhì)的理解。 靈感和直覺是人類特殊的思維形式。它們不同點是靈感常常出現(xiàn)在思考對象已經(jīng)不在眼前的時候，而直覺是對突然出現(xiàn)在眼前的事物迅速理解。 想象、靈感和直覺，它們常常與猜想與假設(shè)聯(lián)系在一起，因此，想象、靈感和直覺常常是架構(gòu)科學理論

32、不可缺少的方法。 我們只有讓學生明確這些理論思維方法的功能和作用，他們才會主動自覺地應(yīng)用這些方法去分析各種物理現(xiàn)象， 并揭示現(xiàn)象的本質(zhì)。,四、要讓初中生知道科學成果的基本表述方法 讓初中生知道科學家們是怎樣表述自己研究成果的是大有益處。因為，我們的物理教材實際上就是將物理學家們的主要研究成果，再通過他們的表述方法重現(xiàn)的一種載體罷了。當孩子們認識了科學家們表述自己科學研究成果的方法的意義和作用時，

33、他們就不會出現(xiàn)知其然，而不知其所以然的現(xiàn)象了。我們常常說許多初中生他們學習物理往往是死記硬背，生搬硬套，其根本原因就是他們的學習停留在只知其然的層次上，只有讓學生步入知其所以然的層面上，學生才能進入理解和靈活應(yīng)用的層次中?？茖W家們表述自己研究成果的基本方法有哪些呢？,通常情況下，科學家們采用概念表述、公式表述和圖表描述三種方法來表達自己的科學研究成果的。 1）要用概念表述，首先就必須要建立概念，因此科學抽象就成了建立

34、概念的唯一手段。例如，力這個概念建立就人們將力的兩個重要特征，即導致物體“形變”和“運動狀態(tài)改變”抽取出來，并用“作用”一詞來概括。因此力這個概念的含義便成了一個物體對另一個物體的“作用”。這里的作用就具有特定的含義了。 可見，概念描述方法，指將物理現(xiàn)象或物理事實的本質(zhì)抽取出來再加以規(guī)定，進而形成一系列的概念或名稱，并用來表達這個物理現(xiàn)象或物理事實本質(zhì)的方法。,在教學中我們必須讓學生知道物理概念就是用來表示那些物理現(xiàn)

35、象和物理事實本質(zhì)的名稱，它跟一個新生嬰兒落地給其個名兒沒有什么兩樣，且名字也并非絕對不能更改的，如歷史上科學家們曾將動能取名為“活力”，將勢能取名“隱活力”，后人更名為動能和勢能。這說明概念是主觀性產(chǎn)物，既然概念是主觀性產(chǎn)物，那么，概念就存在著虛構(gòu)性，如東西方古人為了精神上的某種需要，虛構(gòu)出“佛祖”和“上帝”兩個概念，物理學中為了某種需要也有不少虛構(gòu)的概念，如質(zhì)點、光線、力線、電場線、磁感線等。一定不要讓學生神秘物理概念。但必須要讓學生

36、知道概念為什么會產(chǎn)生，怎樣產(chǎn)生的，它表示的是什么，作用和用途是什么？這樣才能使學生真正認識概念，理解概念 。,2）要讓學生認識公式描述方法，就必須讓學生了解物理公式的意義和作用。所謂公式描述方法，指將物理現(xiàn)象或物理事實中某些本質(zhì)的內(nèi)在系找出來，同時找到它們之間的依存關(guān)系并用數(shù)學公式的形式表示出來，進而定量地表達這個物理現(xiàn)象或物理事實本質(zhì)的方法。同時，我們還要讓學生知道物理公式的成立，以及物理公式中常常出現(xiàn)的比例系數(shù)的確定，跟物理單位制的

37、規(guī)定有著密切的關(guān)系。沒有物理單位制的規(guī)定，物理公式是不成立的，也是沒有任何意義的，沒有單位制的規(guī)定物理公式中出現(xiàn)的比例系數(shù)已是無法確定的。,案例1、初中物理中的壓強公式P=F/S。如果沒有力學單位制的建立，那么，壓力和面積均無法測量，于是，壓強大小就無法確定了。 案例2、牛頓第二定律原始表達式是：F=kma。為了簡便，人們總是想式中的比例系數(shù)為1最理想，于是，人們規(guī)定質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米每秒每秒加速度的力為1牛

38、頓，那么，式中的k就變成了1?？梢?，牛頓第二定律又成了建立力學單位制的基礎(chǔ)。反過來說力學單位制的規(guī)定便成力物理公式中比例系數(shù)確定的依據(jù)。 總之，物理公式是用來精確定量地描述物質(zhì)的性質(zhì)，準確簡潔地表達物質(zhì)運動規(guī)律，有效地研究、處理和解決物理問題的一種重要方法。,3）要讓學生認識圖表描述方法，就必須讓學生了解物理表格和物理圖象的意義和作用。 我們知道，要想弄清物理現(xiàn)象中某些物理量之間的定量關(guān)系，常

39、常要通過定量實驗的方法來探究，而要定量進行實驗探究就離不開測量。我們還知道，測量總是要做記錄的，由于實驗中要測量的物理量并非是一個，而對每個物理量的測量又不止一次，因此，涉及測量的數(shù)據(jù)自然較多，這就須要我們分類進行記錄，“列表”就是分類記錄的一種最好形式。 假設(shè)，我們初步判斷某種物理現(xiàn)象中有兩個物理量之間存在著某種關(guān)系，并設(shè)其中一個物理量為X，另一個物理量為Y，如果通過5次測量獲得它們的數(shù)據(jù)記錄在下表中。,,,

40、通過上表中記錄的兩組數(shù)據(jù)分析，我們便可判定這兩個物理量之間存在著正比關(guān)系，且比例系數(shù)大約為2。這里就體現(xiàn)了表格描述的好處，它能幫助我們從一系列分類記錄的數(shù)據(jù)中很快就能發(fā)現(xiàn)不同類的物理量之間的關(guān)系。,在物理學中，常常還根據(jù)上表中記錄的數(shù)據(jù)，采用圖象的方法來描述兩個物理量之間的正比規(guī)律，如圖所示。該圖象實際上是數(shù)學中正比函數(shù)圖象遷移過來的。在數(shù)學中該圖象僅表示兩個數(shù)值之間的正比關(guān)系，但在物理學中，它表示的是兩個 物理量之間的正比關(guān)系。圖

41、象中 斜線 的斜率tgθ=2，在數(shù)學中表示 正比系數(shù)，但在物理學中，它可 能就是一個新的物理量并反應(yīng)的 是物質(zhì)的某種性質(zhì)或特征。可

42、 見，圖象中的點、線、面、角， 均 具有特定的物理意義的。,五、要讓學生做到手中有數(shù)據(jù)，心中有數(shù)據(jù)。 理由： 1）自然界中物質(zhì)與運動，它們常常以“量值”的方式來表現(xiàn)它們的客觀存在，同時又以“量值”方式來反應(yīng)自然的守恒性。因此，對學習與研究物理的人來說如果不能做到手中有數(shù)據(jù)和心中有數(shù)據(jù)，可以說他根本沒有從本質(zhì)上進入物理世界。正

43、如科學家開耳芬說的那樣，“當你能夠量度你所說的東西，并能用數(shù)表示它們的時候，那你就對它有所了解了；如果你不能量度而且用數(shù)來表示它，那你的知識便是貧乏的和不能令人滿意的；它可能是知識的開始，但無論如何，在你的思想上很難進入科學的階段”。,2）數(shù)量觀念是物理學中最基本的觀念，這是因為我們的大自然客觀存在著各種各樣的“常數(shù)”。所謂常數(shù)不外是一些關(guān)節(jié)點上相對不變的數(shù)據(jù)，我們之所以說關(guān)節(jié)點上的數(shù)據(jù)，是因為在這些關(guān)節(jié)點上常常是”量到質(zhì)“的變化過程。

44、如在我們熟悉的物理常數(shù)中有的標志著物質(zhì)的某些特性的，象物質(zhì)的密度、物質(zhì)的比熱容、導體的電阻率等；有的是物質(zhì)狀態(tài)變化的臨界點，即在這個臨界點上發(fā)生質(zhì)的變化，象物質(zhì)的熔點、沸點等，還有的是在一些重要的物理規(guī)律中對多個物理量有序變化起到重要的制約作用，象萬有引力常數(shù)、靜電力常數(shù)、普朗克常數(shù)等。這些常數(shù)恰恰是大自然的守恒性在量值上的具體表現(xiàn)。由于這些常數(shù)的存在，才會有物質(zhì)與運動變化的秩序性。,通常我們把那些在物理學中起重要作用的常數(shù)叫做物理基本

45、常數(shù)，如光速、萬有引力常數(shù)、普朗克常數(shù)、電子的荷質(zhì)比、基本電荷、阿伏伽德羅常數(shù)等，根據(jù)汪世清先生1979年統(tǒng)計，人類通過測量知道的基本物理常數(shù)有45個。這些常數(shù)包括人類還沒有測量到的常數(shù)，它們就是我們這個大自然有秩序運行的關(guān)節(jié)點。 可見，我們學習與研究物理學的人做到手中有數(shù)據(jù)，心中有數(shù)據(jù)何等重要。這些常數(shù)都是人類通過多次精確測量獲得的，由此我們還可以讓學生明白為什么學物理必須要懂得測量的道理。不懂和不會測量的人，是不

46、會學好物理的！因為我們手中的數(shù)據(jù)和心中的數(shù)據(jù)，統(tǒng)統(tǒng)都是通過測量獲得的,3）我們知道科學和藝術(shù)追求的共同目標就是美，用開普勒的話說，“數(shù)學是美的原型”。如畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)相同張力作用下的振動弦，當它的長度成簡單的整數(shù)比例時，擊這些弦發(fā)出來的聲音聽起來是和諧的?？梢?，是大自然的“數(shù)學本能”將物理科學和藝術(shù)聯(lián)系到了一起。再用海森堡在發(fā)現(xiàn)了通向量子理論大門鑰匙時，那種發(fā)自內(nèi)心的感言來說，“…大自然如此慷慨地將尊貴的數(shù)學結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在我的眼前時，我?guī)缀?/p>

47、陶醉了。”開爾芬的名言、開普勒的名言和海森堡的名言均說明一個道理，我們學物理的人必須做到了手中有數(shù)據(jù)和心中有數(shù)據(jù)。,4）物理學從某種意義上講，是物理學家們在不斷地尋找自然界中各種物理量，研究各種物理量，以及探究各種物理量之間關(guān)系的一門科學。 案例1、“機械功”這個物理量，就是機械師們通過“金科玉律”，尋找如何比較各種機械工作量中發(fā)現(xiàn)的，進而知道用力和力的方向上通過的距離的乘積，這把標尺可以合理量度機械的工作量，這就

48、是機械功這個物理量的由來。 案例2、彈簧的“勁度系數(shù)”這個物理量，就是科學家胡克在尋找各種彈性體受到的外力跟彈性體形變大小之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)的。,案例3、“動能”和“動量”這兩個物理量，就是科學家們在尋找物質(zhì)運動量的量度中，持續(xù)爭論了將近半個世紀才最終被統(tǒng)一，并確認下來的。并知道在機械運動形式不發(fā)生變化的情況下，動量是用來量度機械運動量的最好標尺，當物質(zhì)的運動形式發(fā)生變化時，即因機械運動轉(zhuǎn)化為熱運動、電磁運動或其它運

49、動形式時，動能便成了量度物質(zhì)運動量的最好標尺。因此，動能和動量都是量度物質(zhì)運動量的標尺，只不過它們是從不同的側(cè)面去量度物質(zhì)的運動量的。 象這樣的例子可以說物理學中比比皆是，因此我們學物理的人必須要做到手中有數(shù)據(jù)和心中有數(shù)據(jù)，所謂手中有數(shù)據(jù)就是要學會測量，所謂心中有數(shù)據(jù)就是要求同學要能記住一些重要的物理基本常數(shù)。,案例4、由于自然界中各種物質(zhì)組成在疏密上具有相對穩(wěn)定性，因此，對某種物質(zhì)而言，它的質(zhì)量和體積的變化就必須是有

50、序地進行。假設(shè)自然界物質(zhì)組成在疏密上不具有穩(wěn)定性，那么，這個世界就不可能有我們認識的物質(zhì)，就拿我們?nèi)梭w而言，人體的密度大約跟水的密度差不多，如果人體的密度朝三暮四地變化，人就不可能有固定的形體，那么，我們相互之間就根本無法認識了。 案例5、自然界中物質(zhì)的導電性是不同的，但是，由于每種物質(zhì)的導電性是相對不變的，因此，導體的長度和橫截面，以及導體的電阻三者之間，就不可能無序地變化。這就是電阻定律。,案例6、為什么在部分電

51、路中，電壓、電流和電阻三者之間的變化是有序地進行的呢，即它們必須遵循部分電路歐姆定律，U=IR。我們只要在公式的兩邊同乘以It，就會明白其中的道理。 UIt=I Rt 上式中左邊表示電流做功，導致電能轉(zhuǎn)化，右邊則為電能所轉(zhuǎn)化的內(nèi)能（熱能）?？梢?，部分電路中電壓、電流和電阻三者之間有序變化，是能量的守恒性在制約著它們必須有秩序地進行。這就是大自然的奧妙

52、，也是大自然的秩序美的表現(xiàn)。 總之，自然界的物質(zhì)與運動，不僅以量值的方式反應(yīng)它們的客觀存在性，同時也是以量值的形式表現(xiàn)它們的守恒性，象這樣的例子在物理學中比比皆是。,2,六、要堅持讓學生學會自我學習評價 要讓學生學會自我學習評價，就必須讓學生知道合理的自我學習評價指標，以及怎樣用這些評價指標來評價自己的學習。 為此，我建議大家從三維教學目標中尋找具體評價指標。

53、 首先，我們要在“過程與方法”這一課程目標下，確立了解“概念建立過程”、“規(guī)律形成過程”和“理論架構(gòu)過程”的三項自我評價指標，即用是否了解概念、規(guī)律和理論“產(chǎn)生的原因”、“產(chǎn)生的方法”、“產(chǎn)生的意義”和“產(chǎn)生的作用”等指標，來評價自己對物理概念、規(guī)律和理論理解的層次與水平。,同學們在學習物理的過程中往往停滯在只知其然，而不知其所以然的水平上，其關(guān)鍵就是不知道物理概念、規(guī)律和理論產(chǎn)生的原因、方法、意義和作用。因此，就只能靠死記硬背，生

54、搬硬套的方法記憶和使用物理概念、規(guī)律和理論了。這樣的學習就相當于囫圇吞棗，其結(jié)果自然不知其味。 案例1、人們通過觀察發(fā)現(xiàn)，自然界所有物質(zhì)都具有占據(jù)空間的特性，于是，人們將物質(zhì)占據(jù)空間的這一特征抽取出來給一個名稱叫做“體積”。這就是體積概念產(chǎn)生的過程。由于物質(zhì)具有占據(jù)空間的性質(zhì)，那么，當別的物質(zhì)占據(jù)它的空間時，就會發(fā)生彈力對抗現(xiàn)象，也就是我們常見,的擠壓現(xiàn)象，擠壓有的發(fā)生在固體之間，有的發(fā)生在液體之間（液體內(nèi)部），有的發(fā)生

55、氣體之間（氣體內(nèi)部），有的發(fā)生固體和液體，以及固體與氣體之間，由于相互擠壓的對象不同，因此就會產(chǎn)生不同的擠壓效果，為了反應(yīng)這些擠壓效果，于是，物理學中自然會出現(xiàn)“壓強”概念，來反應(yīng)和量度壓力的效果，而在固體和液體或固體和氣體之間的擠壓，又會導致固體運動狀態(tài)的變化，這樣，就會出現(xiàn)上浮、懸浮、漂浮、下沉的現(xiàn)象，于是，浮力概念 必然就會出現(xiàn)，這是因為被液體或氣體擠壓的固體，所受到壓力（彈力）又要跟固體重力發(fā)生對抗，對抗總是對稱出現(xiàn)的，這就是大

56、自然的絕妙，即固體受到的壓力的合力必然與重力方向相反，這就是浮力方向必須向上的原因，因此，浮力的實質(zhì)是彈力。如果讓學生這樣合乎邏輯地自我評價對物理概念的認識水平，那么，他們一定能進入理解的層次。,同樣，我們對物理規(guī)律和物理理論的認識層次和理解水平，也應(yīng)當采取是否了解它們的形成過程的這一自我評價的方法。 總之，只有讓學生自覺主動地檢測自己是否了解物理概念建立的大致過程，物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)并總結(jié)的大致過程和物理理論架構(gòu)的大致過程

57、，才能讓學生了解自己對物理概念、規(guī)律和理論的把握程度。才能讓學生從知其然的層面上進入知其所以然的層次中。 其次，同學們在學習物理的過程中，要堅持用物理知識與技能應(yīng)用的”熟練性、靈活性、準確性、暢通性，以及處理問題結(jié)果的正確性”等指標來評價自己學習物理的水平。同時還要知道這些指標的達成，又常常跟了解物理概念、規(guī)律和理論產(chǎn)生過程的深度有著密切的關(guān)系。,案例2、如我們要讓學生知道如何才是熟練、靈活、準確、暢通，并正確地處理物

58、理問題： 例1）斜面上一物體，沿著斜面作勻速運動，已知物體的質(zhì)量為m，斜面的傾角為θ，如圖所示，那么，物體與斜面間的活動摩擦系數(shù)是多少？ 只有學生理解并掌握以下物理知識和方法，以及技能，才能熟練、靈活、準確、暢通，并正確地處理這道物理問題。,1）思想、方法和技能： 學生要具有系統(tǒng)的思想；會應(yīng)用隔離方法； 建立理想模型的方法；掌握參考象和坐標系

59、 的方法；力的合成與分解的方法；掌握對物 體受力分析技能；會力的示意圖技能。 2）知識： 理解勻速運動是慣性運動，即物體不受外 力，或合外力為零的運動；理解相互力和平 衡力概念；理解重力、重量、壓力、彈力和 滑動摩擦力概念；掌握滑動摩擦力所遵循的 規(guī)律。 可見，這道

60、物理問題涉及到這么多是物理知識、方法和技能，甚至包括物理思想。,分析： 1、系統(tǒng)思想指要將物體與斜面看成一個系統(tǒng)，知道選斜面作參照物就是選地球為參考系。知道從系統(tǒng)中將物體（研究對象）隔離出來，熟悉對物體受力分析的技能，知道首先明確受非接觸力中重力作用，接著分析物體在系統(tǒng)中跟那些物體接觸，接觸處就可能有摩擦力和彈力存在。跟著就要畫出力的示意圖，為了使問題簡化，要知道視物體為質(zhì)點，這樣所有的力就可以示意在一個點上了。于是，又可

61、以采用這個點作為原點，在這個系統(tǒng)中建立直角坐標系，知道將重力分解到坐標系的兩個軸上，并知道摩擦力和彈力已落在兩軸上了。如圖所示。,理解勻速運動是慣性運動，才能判定物體受到的合外力為零。理解重力和重量，才能知道這時在重力一部分用于抗衡滑動摩擦力，還有一部分用來產(chǎn)生對斜面壓力的重量，可見重力是產(chǎn)生重量的內(nèi)在原因的現(xiàn)象，重量則是重力作用結(jié)果的外在表現(xiàn)。知道這時物體的重量（壓力）是作用在斜面上的，它跟斜面對物體的彈力是一對相互力，因此壓力與斜面

62、對物體的彈力相等。到這里，只要知道滑動摩擦力所遵循的規(guī)律，問題的答案就出來了。,f=mgsinθ…………..（1） N=mgconθ………….（2） 根據(jù)： f=μN，即， mgsinθ=μ mgconθ 因此： μ=tgθ。 這是一道綜合計算題，對初中生而言，似乎有些難度，但是，我們只要讓他們知道物理知識的來龍去脈，又讓他們掌握一些物理思想、方法和技能，初中生是完全可以處理這樣的綜合計

63、算題的，如果這道題要求再高一點，物體的質(zhì)量可以不給，讓他們學會假設(shè)已知質(zhì)量m，再去分析。 如果同行們認為難了，我們也可以用這道題作范例，指導學生如何自我評價自己對知識理解的深度，和對技能掌握的程度。,關(guān)于情感、態(tài)度和價值觀的自我評價; 我們只要讓學生捫心問問自己，是否果真認識到物理學既是一門有趣的科學，又是一門有用的科學；是否有毅力去克服在學習物理的過程中遇到的困難；是否用正確的態(tài)度，如實事其實是

64、、認真、細心、一絲不茍、不懂就問等一系列的正確行為，來學習物理就行了。因為態(tài)度總是通過行為來反應(yīng)的。 總之，我們要讓學生認識到學習是自己的事情，他人的評價固然重要，但更重要的是自我評價，因為這樣可以隨時把握自己的學習發(fā)展方向和水平，即使是考試，也能做到考前胸有成竹，考后心中有數(shù)！,結(jié)束語 各位同行，今天的素質(zhì)教育似乎很難推行，今天的課改目標似乎也很難落實，其中原因是很多的，但概括起來有兩個方面，一是在素

65、質(zhì)教育的理論認識上還不那么清晰，因此，在思想上就不那么統(tǒng)一；二是實踐過程中各種障礙和阻力的影響比較大，有的障礙在目前還無法越過，有的阻力在目前還難以克服。因此，在這里建議我們一線教師，不必在為什么素質(zhì)教育難以推行和課改目標難以落實的原因上大做什么文章，而應(yīng)當把物理學科教育與教學的重點，落在如何讓我們的學生學出物理的興趣和品出物理的滋味上來！這是我們一線教師所能為的事情。且又跟素質(zhì)教育和課改大方向能保持一致的最好途徑。只要我們?nèi)w一線教師

66、都能朝著這個方向努力，那么，我們也可能會打造出一個實施素質(zhì)教育，落實課改,目標的新局面。因為我們要想讓學生學出物理的興趣，品出物理的滋味，就必須要讓學生步入知其然，并知其所以然的學習軌道。這樣，我們就必須要設(shè)法置學生于了解物理知識的來龍去脈的過程之中，當學生了解了物理知識的來龍去脈過程，他們就會自然地從知其然的表層記憶水平上，上升到知其所以然的理解和靈活應(yīng)用的層次中。要知道課改中提出的三維教學目標是一個不可分割的整體，而這個整體恰恰需要

67、通過知識的來龍去脈的過程來體現(xiàn)。說得具體一點，那就是我們一線教師應(yīng)當在“物理概念是怎樣建立的，物理規(guī)律是怎樣發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出來的，物理理論是怎樣構(gòu)架起來的”三個方面去作出努力。,我前面說的“要讓學生懂得一點自然哲學常識”、“要讓學生了解一點物理學發(fā)展史”、“要讓學生知道物理學研究的基本方法”、“要讓學生曉得科學家們是怎樣表述自己研究成果的”、“要讓學生力爭做到手中有數(shù)據(jù)，心中也有數(shù)據(jù)”，就是設(shè)法置學生于了解物理知識的來龍去脈過程之中的主要觀

68、點和舉措，也是我這次想跟同行商量的幾個問題。為了能更好地闡明我的想法，我用了一些時間完成了跟滬粵版和滬科版初高中物理教材能配套使用的兩本書，一本名為【輕松愉快學物理】（初中版），一本名為【有滋有味學物理】（高中版）。這兩本書就是將上述的五個觀點，采用不同層次的內(nèi)容和案例，指導中學生怎樣去學出物理的興趣和品出物理的滋味來！,簡介【輕松愉快學物理】（初中版） 這本書首先介紹影響同學們智力發(fā)展的兩個缺一不可的重要因素，即非智

69、力因素和環(huán)境因素。告訴同學，中學生的智力水平?jīng)]有多大的差異，但智力發(fā)展的速度卻不盡相同，這與非智力因素和環(huán)境因素的作用是分不開的。接著通過物理學家們的事例告訴同學們成功的五大秘訣。當同學們認識了影響自己智力發(fā)展的因素和了解成功的秘訣之后，再引導同學們進入初中物理的學習，并從人類為什么要研究物質(zhì)的性質(zhì)，為什么要探究物質(zhì)運動的規(guī)律，為什么要了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，這樣，可以讓同學們從認識物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律的價值觀念上激發(fā)他們學習物理的情趣，