探究中學(xué)物理語(yǔ)言的四要素

1、探究中學(xué)物理語(yǔ)言的四要素中學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生從語(yǔ)言學(xué)習(xí)的 角度來(lái)學(xué)習(xí)物理，熟練掌握簡(jiǎn)單的物理語(yǔ)言，以形成基本的理科思維 方式。物理語(yǔ)言的核心正是“圖像”和“公式"，學(xué)生要會(huì)利用這兩 種語(yǔ)言方式圍繞“概念”并結(jié)合“計(jì)算，闡明物理過(guò)程，解決物理問(wèn) 題。理科思維方式的形成過(guò)程是通過(guò)物理語(yǔ)言的反復(fù)運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 而“概念”，“圖像”，“公式”和“計(jì)算”正是構(gòu)成中學(xué)物理語(yǔ)言的 四要素。一、關(guān)于概念概念可以是物理語(yǔ)言的敘述對(duì)象,也可以是形成物理語(yǔ)言的基 本字符。由此,概念一般可分為基本型和計(jì)算型。屬于基本型的有: 質(zhì)點(diǎn)，重心，參考系，慣性，直線及曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)，磁場(chǎng)等。計(jì)算型的概

2、念有:位移，速度，加速度，摩擦力，合力，功，動(dòng)能，常量(g, k)等?；?型的概念大多在于描述一個(gè)基本事實(shí)或是提供一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范，涉及 一定的物理環(huán)境。計(jì)算型的概念經(jīng)常是基本型概念的展開(kāi)，聯(lián)系具體 的物理量，可以是組成公式的基本字符，參與運(yùn)算，往往具有單位，二 者之關(guān)系像是電腦里的“文件夾”和“文件”，是一種結(jié)構(gòu)化思維。拿“牛頓第一定律”來(lái)說(shuō)，該節(jié)有一個(gè)要點(diǎn)，就是有提出把運(yùn)動(dòng) 的概念進(jìn)行細(xì)分，分成勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)，前者不需要力來(lái)維持，而 后者必需要力來(lái)維持。可以推測(cè)在伽利略之前的人們可能都沒(méi)有認(rèn)真 思考過(guò)如何對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類，所以老是對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題混淆不 清，甚至自相矛盾，而伽利略用他

3、那著名的理想實(shí)驗(yàn)捕捉到了唯一不 需要力來(lái)維持的勻速直線運(yùn)動(dòng)，把這個(gè)特殊的運(yùn)動(dòng)形式排除以后就會(huì) 發(fā)現(xiàn),其他的運(yùn)動(dòng)都是需要有力參與的。后來(lái)牛頓明確了力，慣性，質(zhì) 量等概念，再借助于加速度（由伽利略定義），進(jìn)而提出了牛頓第二定 律。物理概念的建立是為了解決或闡述某個(gè)物理問(wèn)題，反過(guò)來(lái),在已建 立的物理概念的基礎(chǔ)上又去研究新的問(wèn)題，從而建立新的物理概念， 這種鏈鎖式的問(wèn)題解決，形成了物理概念體系。二、有關(guān)圖像中學(xué)物理圖象太重要了！特別是高中物理公式并不算多，但題 型多變，特別體現(xiàn)在圖像上。圖像能夠傳遞物理知識(shí)信息，具有交流物 理意識(shí)的作用，這也對(duì)學(xué)生的想象力提出了要求。物理想像不同于文 學(xué)藝術(shù)中的想像，

4、它比文學(xué)藝術(shù)中的想像更概括、更抽象。物理想像 也不同于數(shù)學(xué)想像，它不僅需要空間想像，也需要對(duì)客觀事物狀態(tài)及 發(fā)展過(guò)程的較為形象的想像。圖像能成為學(xué)生思維的起點(diǎn)和路標(biāo)，如 果學(xué)生只對(duì)著問(wèn)題“干想”就很難打開(kāi)思路,而借助圖像將擬題者 設(shè)計(jì)的物理情景、物理過(guò)程復(fù)原出來(lái)，就使思維有了起點(diǎn)，圖畫出來(lái)了, 解題的方法也有了。因?yàn)榻柚鷪D像能產(chǎn)生形象思維，很容易由圖像中 的形象尋找到幾何關(guān)系，聯(lián)想到物理公式，再與記憶中有關(guān)的表象進(jìn) 行比較，找出已有的經(jīng)驗(yàn),從而得到解決問(wèn)題的方案。三、談?wù)劰焦绞俏锢矶?，定理，以及物理概念的抽象表達(dá)，其重要性顯 而易見(jiàn)。此外，物理定律有著令人驚訝的普適性，這也正是它吸引人的

5、 地方。曾經(jīng)有人問(wèn)李政道，乍一接觸物理學(xué)，有什么東西給他印象最深? 他毫不遲疑地回答說(shuō)，是物理法則普適性的概念深深地打動(dòng)了他。我 們知道，有些公式來(lái)自于實(shí)驗(yàn)事實(shí)，如牛頓第二定律，歐姆定律等；有 的來(lái)自于推導(dǎo)，如動(dòng)能定理，動(dòng)量定理等。教材會(huì)用最簡(jiǎn)單的方式引入 它們，但由于普適性的緣故，它們可以適用于更多，更復(fù)雜的問(wèn)題，這 就讓出題人擁有了幾乎無(wú)限的發(fā)揮空間。學(xué)生總是感覺(jué)看得懂教材， 聽(tīng)得懂講解，但真正考試的時(shí)候總是束手無(wú)策，看到答案的時(shí)候又感 慨不已：原來(lái)還是關(guān)于那些基本公式的應(yīng)用。這就要求學(xué)生對(duì)公式能 有較高的熟練度,敏感度。熟練度可以從習(xí)題練習(xí)中得到，敏感度則是 經(jīng)驗(yàn)的積累。公式其實(shí)就是文字

6、語(yǔ)言的簡(jiǎn)記形式，等于是構(gòu)成物理語(yǔ) 言的“句”，其中的各字符都有相應(yīng)的物理意義,大多屬于計(jì)算型概念 的范疇。當(dāng)然,正如房子是由磚砌成，但磚并不代表房子一樣，由定律 所演化出的各種公式或推導(dǎo)出的各類定理并非字符或概念的機(jī)械累 積，而是代表著自然界的法則，宇宙的“程序”，有著客觀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。四、計(jì)算中學(xué)物理的計(jì)算說(shuō)來(lái)很基本，就無(wú)非加，減，乘，除，乘方，開(kāi)方， 基本函數(shù),數(shù)列等，要強(qiáng)調(diào)的是，三角函數(shù)，二次函數(shù)，數(shù)列和平面幾何 等數(shù)學(xué)內(nèi)容滲透于物理過(guò)程是不可避免的，這也常常令學(xué)生忐忑不安, 且多數(shù)時(shí)候還是在做字符運(yùn)算，更是讓人心亂如麻。所以，除了熟悉基 本的數(shù)學(xué)知識(shí)外，學(xué)生能盡快從數(shù)字計(jì)算過(guò)渡到字符運(yùn)算也是相當(dāng)重 要的，這一過(guò)程尤其需要時(shí)間和精力。從物理語(yǔ)言角度來(lái)說(shuō)，這一過(guò)程 好比是在連句成“篇”，而關(guān)鍵的問(wèn)題在于，該怎么個(gè)連法，即如何解 方程。這里需要提示學(xué)生的就是，在讀完題以后，往往第一件事情就 是把已知量，特殊量和未知量等“翻譯”成字符形式，公式一但被應(yīng)用 到具體問(wèn)題中，就形成方程，如同讀文章有時(shí)要咬文嚼字一樣，寫方程 時(shí)就應(yīng)該注意哪些字符是已知，哪些未知，哪些可能會(huì)在過(guò)程中被消 去,對(duì)每個(gè)“字”都要“咬準(zhǔn)”。而引入下一個(gè)方程的線索，或是方程 組的求解，也往往來(lái)自于這樣的字符分析。字符方程組的求解看似復(fù) 雜，實(shí)則簡(jiǎn)單,所謂字符的運(yùn)算在多數(shù)時(shí)候其實(shí)就是一種“搬運(yùn)”，比