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中學(xué)物理語言的四要素論文
中學(xué)物理教學(xué)過程中，應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生從語言學(xué)習(xí)的角度來學(xué)習(xí)物理，熟練掌握簡單的物理語言，以形成基本的理科思維方式。物理語言的核心正是“圖像”和“公式”，學(xué)生要會利用這兩種語言方式圍繞“概念”并結(jié)合“計(jì)算”闡明物理過程，解決物理問題。理科思維方式的形成過程是通過物理語言的反復(fù)運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)的，而“概念”，“圖像”，“公式”和“計(jì)算”正是構(gòu)成中學(xué)物理語言的四要素。
一、關(guān)于概念
概念可以是物理語言的敘述對象，也可以是形成物理語言的基本字符。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，電場，磁場等。計(jì)算型的概念有：位移，速度，加速度，摩擦力，合力，功，動能，常量（G，k）等�；拘偷母拍畲蠖嘣谟诿枋鲆粋�基本事實(shí)或是提供一個統(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，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”來說，該節(jié)有一個要點(diǎn)，就是有提出把運(yùn)動的概念進(jìn)行細(xì)分，分成勻速運(yùn)動和變速運(yùn)動，前者不需要力來維持，而后者必需要力來維持。可以推測在伽利略之前的人們可能都沒有認(rèn)真思考過如何對運(yùn)動進(jìn)行分類，所以老是對力和運(yùn)動的關(guān)系問題混淆不清，甚至自相矛盾，而伽利略用他那著名的理想實(shí)驗(yàn)捕捉到了唯一不需要力來維持的勻速直線運(yùn)動，把這個特殊的運(yùn)動形式排除以后就會發(fā)現(xiàn)，其他的運(yùn)動都是需要有力參與的。后來牛頓明確了力，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物理問題，反過來，在已建立的物理概念的基礎(chǔ)上又去研究新的問題，從而建立新的物理概念，這種鏈鎖式的問題解決，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信息，具有交流物理意識的作用，這也對學(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，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，也需要對客觀事物狀態(tài)及發(fā)展過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)生只對著問題“ 干想” 就很難打開思路，而借助圖像將擬題者設(shè)計(jì)的物理情景、物理過程復(fù)原出來，就使思維有了起點(diǎn)，圖畫出來了，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)，從而得到解決問題的方案。
三、談?wù)劰?/strong>
公式是物理定律，定理，以及物理概念的抽象表達(dá)，其重要性顯而易見。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地方。曾經(jīng)有人問李政道，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，是物理法則普適性的概念深深地打動了他。我們知道，有些公式來自于實(shí)驗(yàn)事實(shí)，如牛頓第二定律，歐姆定律等；有的來自于推導(dǎo)，如動能定理，動量定理等。教材會用最簡單的方式引入它們，但由于普適性的緣故，它們可以適用于更多，更復(fù)雜的問題，這就讓出題人擁有了幾乎無限的發(fā)揮空間。學(xué)生總是感覺看得懂教材，聽得懂講解，但真正考試的時候總是束手無策，看到答案的時候又感慨不已：原來還是關(guān)于那些基本公式的應(yīng)用。這就要求學(xué)生對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)就是文字語言的簡記形式，等于是構(gòu)成物理語言的“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)算說來很基本，就無非加，減，乘，除，乘方，開方，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)容滲透于物理過程是不可避免的，這也常常令學(xué)生忐忑不安，且多數(shù)時候還是在做字符運(yùn)算，更是讓人心亂如麻。所以，除了熟悉基本的數(shù)學(xué)知識外，學(xué)生能盡快從數(shù)字計(jì)算過渡到字符運(yùn)算也是相當(dāng)重要的，這一過程尤其需要時間和精力。從物理語言角度來說，這一過程好比是在連句成“篇”，而關(guān)鍵的問題在于，該怎么個連法，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)用到具體問題中，就形成方程，如同讀文章有時要咬文嚼字一樣，寫方程時就應(yīng)該注意哪些字符是已知，哪些未知，哪些可能會在過程中被消去，對每個“字”都要“咬準(zhǔn)”。而引入下一個方程的線索，或是方程組的求解，也往往來自于這樣的字符分析。字符方程組的求解看似復(fù)雜，實(shí)則簡單，所謂字符的運(yùn)算在多數(shù)時候其實(shí)就是一種“搬運(yùn)”，比如提公因式，代入消元；又或等式兩邊同乘，同除等。很顯然，在計(jì)算前作好字符分析，鎖定好未知量是解決這類計(jì)算問題的關(guān)鍵所在。
以上這些，便是我個人對中學(xué)物理教學(xué)的一些粗淺見解，文中恐有諸多不妥之處，望同行指正，筆者感激不盡！
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