| 对于用比值定义的描写物体或物质外在的状态、外在的作用强弱等的状态量,其相关因素可以不一定成正比。
应用比值法定义属于状态量的物理量,往往只需要两个条件:一是客观上需要,二是间接反映特征属性的两个物理量可测。但在教学中要注意充分还原与展现比值法引入物理量的过程,否则学生感到难于理解。
比如速度概念的引入:生活经验告诉我们,要比较物体运动的快慢,可以在运动时间相同时比较路程,也可以在运动路程相同时比较时间。如果两个物体的运动时间和路程都不相同,又该如何去比较它们的快慢呢?这时,如果教师直接告诉学生“我们可以通过它们运动路程和时间的比值来比较它们的运动快慢”,学生肯定会感到一头雾水:你怎么知道路程与时间的比值就能比较物体运动的快慢呢?你是怎么想出来的?
我认为可以利用如下方法对学生加以引导:
方法1:由“分割”向“求比值”过渡
数学上的求比值,要用到除法的运算,而除法源于生活中的“分割”,教师通过如下一组数据,有意识地引导学生去“分割”,进而通过“分割”向“求比值”过渡。
姓名 路程S/m 时间t/s1 小红 50 12 小军 100 12 小明 100 16 小刚 250 32 ①小红和小军谁跑得快?为什么?(相同时间时比路程) ②小军和小明谁跑得快?为什么?(相同路程时比时间) ③小红和小明谁跑得快?为什么?(路程分割后,相同路程时比时间) ④小明和小刚谁跑得快?为什么?(时间分割后,相同时间时比路程) ⑤小军和小刚谁跑得快?为什么?(路程、时间都不同且不易分割,可否把小军的时间平均分割为12份,同时把小刚的时间平均分割为32份,通过1份来比)
学生先是在已有生活经验的基础上定性比较,逐渐过渡到半定量的比较,再到定量比较,让学生充分体验从粗略到精确的过程,让学生从心底体会出路程和时间的比值可以表示物体运动的快慢,进一步通过求比值引出表示物体运动快慢的物理量——速度。
方法2:用类比法引导
比如可以这样进行设计:“妈妈买了3斤苹果,花了8元钱;爸爸花了11元买了4斤香蕉,小明想知道是苹果贵还是香蕉贵?他会怎么办?”学生会直接想到计算出每斤的售价,即价钱与重量的比。受到这样的启示,对于解决“比较不同运动时间和路程的运动快慢”问题,自然会想到就要选取相同的标准,即比较单位时间的路程(或单位路程所用的时间),要计算出路程与时间的比值,进而引入速度的概念。
在中学物理范围内,与速度的引入方法类似的重要概念还有压强、功率等等。
不能将比值定义法的公式纯粹数学化:
在建立物理量的时候,要理解物理思想和方法,搞清概念表达的属性,切忌被数学符号形式化,忽视了物理量的丰富内容。一定要从公式中揭示所定义的概念与有关概念的真实依存关系,切忌死记硬背和乱用。另一方面,在数学形式上用比例表示的式子,不一定就是应用了比值定义法。 |