比值法定義物理量在初中教學(xué)中的模式初探

吳曉敏

物理教學(xué)主要包括物理概念、物理規(guī)律、物理方法及能力的培養(yǎng)，初中物理有很多物理量都是采用比值定義法定義的，若學(xué)生能掌握此類物理量的定義方法，進(jìn)而可以嘗試自學(xué)甚至定義新的物理量，則可對(duì)后續(xù)的物理量的學(xué)習(xí)起到事半功倍的效果，更能很好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。下面以初中學(xué)習(xí)的第一個(gè)比值法定義的物理量——速度為例說明比值法定義物理量的一般教學(xué)模式。

首先，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)相關(guān)的物理情境，并提出與物理量物理意義的相關(guān)的問題。具體過程如下：

情境展示1：百米賽跑途中的運(yùn)動(dòng)員，如何比較快慢？

學(xué)生思考后回答：時(shí)間相同，比較運(yùn)動(dòng)員通過的路程。

情境展示2：由奧運(yùn)會(huì)的1500m的成績(jī)，如何比較運(yùn)動(dòng)員的快慢？

學(xué)生思考后回答：路程相同，比較運(yùn)動(dòng)員所用的時(shí)間。

情境展示3：奧運(yùn)冠軍劉翔110欄的最好成績(jī)是12秒88;男子400米短跑世界紀(jì)錄是43.03秒，記錄創(chuàng)造者——范尼凱克，劉翔和范尼凱克的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和路程都不相同，那么，他們誰(shuí)跑的快呢？

個(gè)別學(xué)生回答：速度（小學(xué)數(shù)學(xué)中學(xué)過速度，但不清楚其物理意義）。

教師引導(dǎo)：你們?yōu)槭裁磿?huì)想到“速度”呢？速度的含義是什么呢？我們?cè)囍们懊鎯煞N情境方法比較劉翔和范尼凱克的快慢。

利用情境1的相同時(shí)間，“相同”指的是多長(zhǎng)時(shí)間？可以使這個(gè)時(shí)間更具體嗎？可以是1小時(shí)嗎？1分鐘呢？1秒鐘可以嗎？那我們是否可以計(jì)算劉翔和范尼凱克1秒鐘通過的路程呢？

學(xué)生思考回答：可以（讓學(xué)生動(dòng)筆計(jì)算并給出結(jié)果）。

教師引導(dǎo)：我們把這個(gè)過程用字母算式的形式表示出來，就有了我們小學(xué)學(xué)過的速度的公式。那么，能否利用情境2中的方法比較呢？如果行，能否寫出類似的表達(dá)式？

學(xué)生思考回答：也可以，可以算他們通過1m的路程所用的時(shí)間（讓學(xué)生寫出類似的表達(dá)式）。

教師引導(dǎo)：既然兩種方法都能夠比較，那為什么我們知道的就是第一種呢？

學(xué)生思考……

教師引導(dǎo)：從結(jié)果而言，兩種方法都可以比較，只是第一種方法，時(shí)間相同，路程長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)的快，而第二種方法，路程相同，所用時(shí)短的運(yùn)動(dòng)的快，第一種更符合人們的認(rèn)知方式，所用采用第一種方法描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。

至此，速度的物理意義呼之欲出，同時(shí)在學(xué)生討論劉翔和范尼凱克的快慢的比較的時(shí)候，速度的定義和公式已經(jīng)完成。

接下來，師生共同總結(jié)確認(rèn)速度的物理意義、定義及定義式。

1.物理意義：描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。

2.定義：物體通過的路程與所用時(shí)間之比叫做速度。

依據(jù)定義，用字母代表相應(yīng)的物理量，用數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式表示出物理量之間的關(guān)系，就是寫出該物理量的定義式。物理量用數(shù)學(xué)形式表達(dá)成物理公式后，顯得特別簡(jiǎn)單、明確，便于運(yùn)用它來進(jìn)行分析、推理、論證。

3.定義式：v=St

物理量是對(duì)同名物理概念的量和度的規(guī)定，定義，即規(guī)定了物理量之間的聯(lián)系，包含了單位的關(guān)系（方向關(guān)系），即可利用定義導(dǎo)出新定義的物理量的單位。

4.單位：m/s，常用單位還有km/h，且1m/s=3.6km/h（可對(duì)換算過程進(jìn)行推導(dǎo)）。

利用課本的常見物體的速度表格，幫助學(xué)生感知速度的大小。

公式的變形式，是對(duì)相互聯(lián)系的三個(gè)或多個(gè)物理量的關(guān)系的深入理解，但要注意這些表達(dá)式是特定情況下的計(jì)算式，而不能叫做某特定物理量的定義式。

5.公式的變形：S=vt，t=SV

每個(gè)物理量有區(qū)別于其它物理量的不用之處，所以，必要時(shí)可進(jìn)行的補(bǔ)充說明。

初中常見的比值定義法的物理量有速度、密度、功率、比熱容、熱值、電阻等，這些物理量的教學(xué)均可以仿效速度的教學(xué)模式。通過這樣的教學(xué)方式，學(xué)生既可以比較全面的掌握相關(guān)物理量的內(nèi)涵和外延，還有助于理解相關(guān)物理量與其它物理量的聯(lián)系，明確該物理量在物理學(xué)中的地位和作用，對(duì)于學(xué)生系統(tǒng)的掌握知識(shí)會(huì)起到事半功倍的效果，同時(shí)，學(xué)生掌握該種模式后能舉一反三，從而大大提學(xué)習(xí)效率和自學(xué)能力，進(jìn)而為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)的能力奠基。

責(zé)任編輯?徐國(guó)堅(jiān)