談?wù)勎锢砀拍詈臀锢砹康膮^別論文
導語(yǔ):我們可以將物理概念比喻成一個(gè)外表抽象,內涵復雜的“系統”。物理量只是對相應同名物理概念的量的表述,物理概念除了量的性質(zhì)以外,還有其他很多質(zhì)的性質(zhì)。以下是小編整理的談?wù)勎锢砀拍詈臀锢砹康膮^別論文,一起來(lái)看看吧。
在已發(fā)表的文獻中,關(guān)于物理概念教學(xué)的文章很多,但在這些已發(fā)表的文獻中,許多作者并沒(méi)有區分好物理概念和物理量,混淆了兩者的界限,其中尤以同名的物理概念和物理量為重,常見(jiàn)表述為“定量的物理概念,即物理量”或者“物理量就是定量的物理概念”。
其實(shí),物理概念和物理量是有本質(zhì)區別的:物理概念是物理教學(xué)論文量的前提,也是物理量的基礎,物理量從屬于與之相應的同名物理概念,沒(méi)有物理概念,就談不上物理量;物理量通常都有與其對應的同名物理概念,但物理概念不一定有與其對應的同名物理量,即使同名,兩者也有很多不同,物理概念比物理量具有更加豐富的含義。下面從兩個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明。
1、廣義的物理概念和物理量的區別
1.1 定義不同
物理概念是一類(lèi)物理現象的共同特征和本質(zhì)屬性在人腦中概括和抽象的反映,是對物理現象和物理過(guò)程的抽象化和概括化的思維形式。物理概念所反映的不再是個(gè)別的物理現象,也不再是具體的物理過(guò)程或物理狀態(tài),而是物理世界中具有本質(zhì)屬性的物理客體、物理過(guò)程和物理狀態(tài)的抽象與概括,故稱(chēng)為“概—念”。
量是對事物在數值上的具體表征與量度。物理量就是物理學(xué)中量度物質(zhì)屬性或描述物體運動(dòng)狀態(tài)及其變化過(guò)程的量。對于有單位的物理量,必須要同時(shí)用數字和單位來(lái)描述,否則不能產(chǎn)生任何物理意義。
由于其定義不同,其含義自然不同,物理概念和物理量是從不同角度對物理現象、物理事實(shí)或物理過(guò)程的描述。
1.2 引入目的不同
一般地說(shuō),只要抽象出物理現象的本質(zhì)屬性及其共同特征之后,并對其加以概括,也就形成了物理概念,它是對特征的獨特組合而形成的知識單元。根據物理現象本質(zhì)屬性和共同特征的不同,物理概念可以分為兩種:一種是只有質(zhì)的規定性的概念,如機械運動(dòng)、簡(jiǎn)諧運動(dòng)、干涉、偏振等;另一種是既有質(zhì)的規定性、又有量的規定性的概念,如速度、加速度、電場(chǎng)強度、電阻、電動(dòng)勢等。
對于第二種概念,除了表述其質(zhì)的屬性外,還要清楚表示其量的屬性,如何表示呢?這就促使人們對其抽象與概括的對象給以量度和具體數值上的表示,由此,物理量才得以引入,并且它與相應的物理概念同名。由此可知,物理量的引入,要以已確立的同名物理概念作為它引入的基礎,其目的只是定量化同名物理概念在量方面的屬性,所以說(shuō),物理量從屬于物理概念。物理量通常有與其對應的同名物理概念,但物理概念不一定有與其對應的同名物理量,物理概念的范圍比物理量更廣。
當然,由于量的本身包含有數和度的雙重含義,作為每一物理量的引入,也就對相應物理概念的抽象與概括的對象,給予了具體數值上的定量表征與量度,當然也就使相應物理概念更加具有科學(xué)性,物理量是對物理概念必要的補充和定量化。
1.3 功能不同
物理概念是物理規律和理論的基礎,因為物理規律揭示了物理概念之間的相互聯(lián)系和制約關(guān)系。例如,如果學(xué)生對力、質(zhì)量、加速度這幾個(gè)概念不清楚,那就無(wú)法掌握和理解牛頓第二定律,更談不上能正確應用?梢哉f(shuō),如果沒(méi)有一系列概念作為基礎,就無(wú)法形成物理學(xué)體系。再如,如果沒(méi)有電路、電流、電壓、電阻、磁感應強度、電磁感應等一系列概念,就無(wú)法形成電磁學(xué)體系;如果沒(méi)有光源、光線(xiàn)、實(shí)像、虛像等一系列概念,也就無(wú)法形成光學(xué)體系。
所以,物理概念是組成物理的基本元素,物理概念的學(xué)習在整個(gè)物理學(xué)習中處于核心的地位。
物理量給了相應物理概念在量值方面的含義,在一定條件下,物理量之間可進(jìn)行數學(xué)運算,這為定義新的物理量提供了可能。由于每個(gè)物理量都有相應的符號,也使得物理表述更加簡(jiǎn)潔、美觀(guān),而且物理規律的定量表述,也使得物理學(xué)成為了一門(mén)定量的學(xué)科,使物理學(xué)的結論可以隨時(shí)加以嚴格檢驗,這有利于人類(lèi)認識自然,把握規律。物理概念和規律的定性表述與精確的數學(xué)定量表述相結合,構成物理學(xué)科的突出特點(diǎn)之一。
1.4 分類(lèi)不同
物理量有基本物理量和導出物理量之分,但是物理概念卻只有廣義上的基礎概念,沒(méi)有基本概念一說(shuō)。
1960年10月第11屆國際計量大會(huì )確定了國際通用的國際單位制,簡(jiǎn)稱(chēng)SI制。在國際單位制中,總共選定了七個(gè)物理量做為基本物理量(其單位相應作為基本單位),其余物理量是導出物理量,相應單位為導出單位。導出物理量是借助其它兩個(gè)或兩個(gè)以上物理量來(lái)定義的,它需要用一定的物理公式(數學(xué)表達式)來(lái)表達。
然而,雖然物理概念只有廣義上的基礎概念,沒(méi)有基本概念的說(shuō)法,但卻有層次之分(說(shuō)明:概念的其他分類(lèi)方法,此文不做說(shuō)明)。概念之間可能是上位概念和下位概念的關(guān)系,也可能是并列關(guān)系,還可能是包含關(guān)系。明確概念之間的層次關(guān)系,我們才能更好的理解概念,這一點(diǎn)可以畫(huà)概念圖。比如,如果把能量當成是上位概念,那么它包括的勢能,動(dòng)能,內能等等就是其下位的概念,而勢能中又包括重力勢能,電勢能,分子勢能等更為具體的概念。理解物理概念的層次后,才能正確區分類(lèi)似能量守恒和機械能守恒這些容易混淆的規律,學(xué)生在運用這些規律時(shí)候,才能不出問(wèn)題或少出問(wèn)題。
2、同名的物理概念和物理量的區別
物理量與物理概念有時(shí)還具有著(zhù)完全相同的命名,彼此相應,物理量與相應物理概念在表征與反映對象上具有同一性,在外觀(guān)表現形式上具有對應性,但是,它們在物理意義以及含義上存在著(zhù)本質(zhì)的區別,這決定了它們在定義的方式方法上和在發(fā)揮的作用上存在著(zhù)明顯的各異性,這也是教師最容易混淆的地方。
例如,力是同名的物理概念和物理量。力作為物理量,定義為使1 kg的物體獲得1 m/s2的加速度所需要的力為1N;現代物理學(xué)還把力定義為物體動(dòng)量的變化率;力是矢量;通常表述為拉力F=8 N,方向向東;力不是基本物理量等等。力作為物理概念,力的定義為物體對物體的作用;除了包含上述物理量的性質(zhì)外,還有其他特征:力有物質(zhì)性,也有相互性;它有大小、方向、和作用點(diǎn)三個(gè)要素;還有重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力等具體的力;有瞬時(shí)效果,有時(shí)間積累效果,有空間積累效果等等,概念有更加豐富的內涵和外延。
又如,功是高中的一個(gè)重要概念,也有相應的同名物理量。作為物理量,其定義式為W=Fscosθ,我們可以理解功有零功正功和負功之分;功與參照系有關(guān);此式適用恒力,若是變力要做相應處理;功是標量;其單位是焦耳,各力功相加就是合力功,等等。但如果將功作為物理概念,僅理解上述各方面還不夠!對于功的概念,只有在學(xué)生學(xué)習了功能關(guān)系或動(dòng)能定理之后,才能明白為什么要用力與位移的乘積來(lái)定義功;也只有當學(xué)生學(xué)習了機械能守恒定律、熱力學(xué)第一定律,能量守恒定律之后,才能真正領(lǐng)會(huì )功這個(gè)概念的本質(zhì):功是能量轉化的一種量度,一切做功過(guò)程都是能量轉化的過(guò)程。
再如,電阻既是一個(gè)概念,也是一個(gè)物理量。作為物理量,電阻的定義是R=UI,它提供了測量電阻的重要方法。作為概念,除了其大小,還要考慮電阻在電路中有哪些作用?電阻由什么決定?電阻的本質(zhì)是怎么產(chǎn)生的?……其他很多同名概念都有類(lèi)似特點(diǎn)。
由此可見(jiàn),同名的物理概念,比相應的物理量更復雜,涉及面更廣,除了包含相應物理量的信息外,還包含其他豐富的信息。
物理規律借助物理量可以以物理公式(數學(xué)表達式)形式呈現,這些物理公式表面上涉及的僅僅都是物理量,其實(shí)不然,它們是物理概念的相互聯(lián)系和制約關(guān)系。理解了物理概念,才能把握好這些物理公式和物理規律。所以,記住物理公式,是學(xué)好物理的必要條件,但還不充分,如果忽略了物理概念的理解,只重視物理量的學(xué)習,就會(huì )落入“物理只是背公式”的錯誤認識,學(xué)生也就會(huì )出現“公式都背了,考試還考不好”的情況。
總之,通過(guò)上述比較可知,物理概念和物理量有很多的不同之處,是不同的物理名詞。相對物理量而言,可以說(shuō)物理概念是上位的,概括性強,更加抽象,包含信息更加豐富,物理量只是對相應同名物理概念的量的表述,物理概念除了量的性質(zhì)以外,還有其他很多質(zhì)的性質(zhì)。
我們可以將物理概念比喻成一個(gè)外表抽象,內涵復雜的“系統”,它包括物理概念的引入目的(或背景)、定義、物理意義、與其他概念之間的關(guān)系、以及其他性質(zhì)等諸多方面,如果概念有量的屬性,則還有相應的同名物理量。
教師知道了兩者的區別,就不會(huì )將概念教學(xué)淪為物理量教學(xué),更不會(huì )只是公式教學(xué),這自然有助于學(xué)生對物理概念的學(xué)習,不僅知其然,更知其所以然,有助于能更好的從整體上、從本質(zhì)上把握物理概念。
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