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液压机将力“放大”的奥秘

湖北省建始县官店民族中学　谭北峰

　　由于液体具有流动性，所以在受到压力的时候，就出现跟固体不同的现象。取一个壁上有几个小孔的空心球，球上连接一个圆筒，每一个小孔上都扎有橡皮膜。把水倒进球和筒里，用活塞压筒里的水，可以看到，扎在各个小孔上的橡皮膜都向外凸出（左图）。这表明活塞加在水上的压强，被水传递到了各个小孔的橡皮膜上。球上的小孔是朝着不同方向的，可见，液体能够把它受到的压强向各个方向传递。十七世纪，法国科学家帕斯卡通过实验得出了液体传递压强的规律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。这个规律叫做帕斯卡定律。人们根据帕斯卡定律，制成了油压千斤顶、水压机、榨油机等液压机。左图是液压机的原理图。它有两个大小不同的液缸，液缸里充满水或油，充水的叫做水压机，充油的叫做油压机。两个液缸里都有活塞。在小活塞上加压力的时候，小活塞对液体的压强就通过液体传递给大活塞，把大活塞压上去。

　　假设小活塞的横截面积是S1，小活塞对液体向下的压力是F1，那么小活塞对液体的压强，根据帕斯卡定律，这个压强将被液体大小不变地传递给大活塞，所以大活塞受到的压强也等于P，如果大活塞的横截面积是S2，那么通过液体传递过来的压强P在大活塞上产生的向上的力是 ，我们分析这个式子可知，液压机能够将力F1“放大”倍！因此液压机在生活中有着广泛而重要的应用。

　　设小活塞和大活塞的面积分别为1cm2、1m2，当用力F1=10N向下压小活塞时，小活塞下方液体受到的外加压强是1×105Pa，此时大活塞受到液体的压强是1×105Pa，大活塞下方液体受到的液体的压力F2=1×105N，既通过液体、大小活塞这样一“折腾”就把力F1=10N“放大”了10000倍！

　　那么这里面究竟隐藏着什么样的“秘密”呢？

　　我们可以设想小活塞下降的距离是h1，大活塞上升的距离是h2，那么由于液体在传递压强的过程中液体体积没有发生变化，所以有S1h1=S2h2，我们把此式改写为，再由可以得出，。这个式子的物理含义是什么呢？F1是小活塞作用在液体上的压力，h1是液体在压力F1的作用下沿着力的方向移动的距离，F1与h1乘积的含义就是小活塞对液体所做的功！F2是液体对大活塞的压力，h2是大活塞在液体压力的作用下沿着力的方向移动的距离，F2与h2乘积的含义就是液体对大活塞所做的功！

　　由此我们可以看出，液体在此作为媒介物质传递的不是力，而是能量！在传递能量时是通过做功的方法来达到目地的。我们说液压机能够将力“放大”实际上是有条件的，这个条件就是以牺牲距离作为“代价”，即多移动了距离。也就是说省了力就必定要多移动距离，小活塞端的情况就是如此。大活塞端的情况刚好相反，获得了很大的力，但移动的距离却很少。

　　液压机的使用又一次告诉了我们：使用任何机械都不省功！

浅谈初中物理教学中的“小实验”

江苏省睢宁县双沟镇第二中学 宋晓楼

　　初中物理教学以观察、实验为基础。观察和实验，能够使学生对物理事实获得具体明确的认识，而这种认识是理解物理概念和规律必要的基础；观察和实验，对培养学生的观察和实验能力、实事求是的科学态度、激发学生学习兴趣都有不可替代的重要作用。因此，教学中要重视让学生观察有关的现象，要大力加强物理实验教学。

　　在义务教育初中物理教材中，新增加了三十多个课后小实验。这些小实验有的侧重于操作、有的侧重于设计、有的侧重于对物理知识的理解和用应，各有特点和作用，是课堂教学的延伸和补充，是搞好物理实验教学的不可忽视的重要组成部分。而对于这些小实验，许多教师往往不重视，忽视了其重要性。在教学实践中体会到，重视这些小实验的教学，既有利于巩固知识，提高能力、激发学生的兴趣，又有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能，有利于进一步挖掘学生中的创造潜力、培养学生的分析问题和解决问题的能力、有利于培养学生的科学创新能力，对全面提高物理教学质量具有重要意义。

　　一、小实验的特点

　　1．趣味性高，实用性强：许多小实验及小制作学生动手时不感觉难，是利用日常生活和学习中的一些用具，如气球、乒乓球、注射器、弹簧等等；还有一些小实验的制作，有一定的实用价值，如“自制密度计”、“自制验电器”等。

　　2．实验内容紧密配合教材正文，理论联系实际：小实验有些是根据教材正文选编的，有些是另外推荐的，但都与教材主题配合贴切，源于教材，服务于教材。如“筷子提米”、“找粗细不均匀细长木棒的重心”等小实验。

　　3．内容叙述短小精炼，操作、制作简单易行：大部分小实验原理简单，学生容易理解，要求的器材在日常生活中随手可得，组合装置工序简单，易操作、易观察。如：“巧做马德堡半球实验”、“吹不大的气球”实验、“乒乓球托住水瓶”“覆杯实验”“沸水煮鱼”等实验。

　　二、小实验的教学意义和作用

　　1．创设教学情境、激发学习兴趣

　　通过小实验的完成，可激发学生学习物理知识的兴趣，调动学习的积极性。物理学科的特点，决定了学生学习物理的难度，使一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪。若能把握住对小实验教学的机会，教师指导学生自己制作一些简单的实验仪器，并用来做一些实验，体会亲自制作和实践的乐趣，会引起学生学习物理的兴趣，认识到物理知识在实践中的应用，从而激发起他们学好物理的信心，他们的思维活动更积极主动，学习后的印象会更加深刻。比如：在学习“大气压强”时，引入引人入胜的小实验更能激发学生的学习兴趣与热情。为此在引入大气压强概念之前，将学生分成几个学习小组要求学生完成四个小实验：1）先把一只小烧杯杯口朝下放在酒精灯上略加热一会儿，再把一只吹入一定量空气的气球放在烧杯口，发现气球牢牢把杯子吸起来；2）把浸过酒精的棉花用火柴点燃后投入事先准备好的空瓶中，用剥了皮的熟鸡蛋封住瓶口，稍后，鸡蛋被吞入瓶内；3）给茶杯中装满水，盖上硬纸片倒置过来发现水和纸片都不下落；4）给底部扎有几个小孔的空可乐瓶里灌水，在把可乐瓶提出水面之前问学生：水回流出吗？取出可乐瓶，通过控制瓶盖，使水一会流出来，一会儿又不流出来。通过这些小实验，既能激发学生的兴趣、好奇心，又能使学生获得丰富多彩的感性认识，从实验现象的特征出发提出物理概念──大气压强。进而引导学生讨论现象和结果，让学生在生动活泼的情境之下建立起物理概念。

　　2．加强物理与生活、生产、社会的联系

　　物理中有的概念、原理比较抽象、枯燥，课后小实验起到了联系物理内容与日常生活的作用，使学生感到生动、有趣。如：小实验“纸锅烧水”，在没有做实验之前，有的学生认为纸容易燃烧，用纸锅不可能把水烧开。多数学生出于好奇心的驱使对该实验比较感兴趣，课后都亲自动手做实验。通过实验，不但证明了用纸锅能把水烧开，观察了水沸腾时的现象、理解了液体沸腾的条件，而且加深了对燃烧的条件之一──“着火点”的认识。自己总结出在常压下水沸腾时温度为100℃，而纸的着火点为183℃，达不到着火点，因而纸不燃烧。明白了学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系，从而增加了学习物理的积极性和主动性。再比如：“你对地面的压强有多大”、“研究自行车的结构”、“楼梯电灯开关电路的安装”、“自制调光灯”、“自制弹簧测力计”等等小实验，使学生认识到物理知识是有用的，激起他们学好物理的愿望，增强了学习的兴趣。

　　3．激发了学生的创造性思维和创造能力

　　物理学是实验科学，提倡学生自编实验和自制实验器材，可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力。在课后小实验中，没有现成的仪器和用品，这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品，无疑会让学生动手、动脑，这必将激发学生潜在的创造能力，培养其创造精神。比如学生在课后小实验中利用家庭中常见的鸡蛋就完成了六个实验：实验1：把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后，再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多（热胀冷缩的性质）；实验2：把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受过一会儿，当蛋壳上的水干了后，感到比刚捞上来时烫（液体蒸发吸热）；实验3：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底铺上一层干沙，点燃一团浸过酒精的棉花投入瓶内，接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子存入了瓶中（验证大气压的存在）；实验4：把一只鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底，捞出鸡蛋往清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐水，再把鸡蛋浸没在盐溶液中，松开手，鸡蛋却缓缓上浮（浮沉现象）；实验5：如图，用手指突然弹击硬纸片，鸡蛋却不会随纸片一起飞出（惯性现象）；实验6：外壳完好的蛋，放入食盐水中腌制一段时间，可以制成咸蛋。蛋壳虽然完好，但内部的蛋黄都变咸了（分子无规则运动）。

　　4．巩固知识、降低学习难度

　　小实验的原理应用都是相关的物理知识。因此，小实验的实施过程就是对知识的再学过程，并由此达到升华知识，提高能力的目的。比如：学生通过“巧做马德堡半球实验”，知道大气压强的存在，进而可以使学生分析、理解“塑料挂钩压在墙上”、“墨水吸进钢笔”、“人的呼吸”等。这样用小实验说明大道理，使问题得到深化与升华。如小实验“木棍撬石头”学生们可亲身体会到杠杆的省力作用，并对杠杆的五要素在教师指导下有初步认识。这样就降低了学生的学习难度。通过对实验的制作、研究，帮助学生逐步掌握一定的学习方法，教与学的效果都会大幅度提高。

　　三、小实验的实施

　　1．结合教材，随堂训练

　　教改实践表明，凡是与教学过程紧密结合，便于随堂进行并利于学生动眼、动脑、动手、动口，利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯，利于发展他们智能的内容，都可选为学生边学边实验教学的内容。根据中学物理教学大纲对能力、技能的具体要求，安排边学边实验的内容进行随堂训练。

　　随堂实验应灵活机动。在抓好教材中“实验与思考”的前提下，适当穿插或补充一些小实验、小制作，既有利于学生掌握知识，又能引导学生解答有关问题。例如，“正确使用刻度尺测长度”是测量教学中的第一个实验，其重要性并不比其它实验低。让每个学生在事先准备的一根木直尺上细心系上细线，代表刻度，使每相邻的细线先后相隔1dm、1cm，然后用此直尺去测量课本的长度，并记录测量结果。在学生实验时，我提出：（1）你所用刻度尺的零刻度线在哪里？最小刻度是多少？测量范围多大？（2）你测出的课本的长度值，哪些是刻度线所指示的，哪些是估计出来的？（3）比较使用最小刻度是1dm和1cm的尺时测量出的结果，哪个准确些？为什么？（4）若将细线指示的最小刻度小到mm，测出的结果又会有怎样？如此让学生自己在动手过程中观察对比，对“准确值”、“估计值”、“记录单位”的重要性就有了深刻的认识，很自然地对测量中决定准确程度的是最小刻度也就有了正确的理解。

　　2．配合习题，同步训练

　　对于一些较抽象的推理性习题，可适当配合同步小实验，使抽象习题形象化，推理习题具体化。例如，在“变阻器”一节的教学中，为了进一步弄懂教材作业中滑动变阻器的作用和连接方法，我让每两个学生为一组在课后完成“利用铅笔芯制作滑动变阻器控制小灯泡亮度”的小实验，找出定性规律，然后解答两个作业题，结果学生答题轻松、正确，并且还能顺利解释一些有关滑动变阻器的应用性习题。再如教材第一册作业中判断哪一根钢棒具有磁性的问题，如果让学生准备两根缝衣针，配合课文后的小实验，让其中一根磁化，然后亲手去摆弄一下，那么解答这个问题就会比教师的启发、分析效果更好。

　　3．利用第二课堂，对“症”训练

　　课内教学内容毕竟要受到教学大纲的限制，而课外科技活动、第二课堂无论在内容的深度、广度上，还是在活动的方式、方法上都有较大的灵活性，能够搞得丰富多彩，更大限度地发展学生的兴趣和调动他们的学习主动性。因此有针对性地及时做一些典型的小实验，能收到释疑解难、深化教学内容、拓宽知识面的效果。例如，在静止液体内部其压强跟深度关系的教学中，液体压强只与液体的深度和密度有关，而与液体总重和体积无关是学生感到困惑的问题。为了消除疑虑，我把一些练习题中关于橡皮膜凸、平等变化的问题改为小实验，当堂演示并再加改进（用锥形管代替直玻璃管）。用实验验证后学生就口服心服了。某些小实验，如“硬币戏法”、“纸盒烧开水”、“测人的最大功率”、“安装模拟家庭电路”等，完全可利用第二课堂活动时间进行。一方面既可解决某些器材不足的问题，另一方面也可引导学生互相协助，使小实验顺利进行。

　　此外，小实验也弥补了农村一般中学缺少仪器的现状，还能帮助克服某些演示实验中能见度较低的不足之处。因此，小实验不失为辅助教学的一个极好方法。

科学探究中实验结论表述错误的分析

江苏省常熟市东张中学　兰凡跃

　　要完成某项科学探究的最终任务，就必须对探究过程中所收集的证据或数据进行分析和处理，从而得出某些规律、找到某种关系。分析、处理实验数据，正确得出结论，是科学探究的一个重要环节，中学生尤其是初学物理的学生在归纳实验结论时，常出现一些错误，究其原因通常可以归纳为以下几种类型：

　　一、因果关系颠倒

　　例1  小辉同学在做“探究电流跟电压、电阻之间的关系”实验中，通过改变电路中的电压和电阻，分别测得了如下两组数据：

表一

表二

　　分析表一数据，可得到的结论是

。

　　分析表二数据，可得到的结论是

。

　　错误结论
分析表一可得到的结论：当导体的电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比。分析表二可得到的结论：当导体的电压一定时，导体的电阻与通过导体的电流成反比。

　　分析
采用控制变量探究问题，分析实验数据时，要分清哪个因素是自变量（引起实验结果变化的原因），哪个因素是因变量（实验结果，其变化是由其它因素的变化引起的），要注意两个物理量之间的因果关系，不能前后颠倒。分析表一中的实验数据，电压是形成电流的原因，当导体的电阻不变时，改变导体两端的电压，通过导体的电流将发生变化，因此，电压变化是原因，电流变化是结果，应该说电流随电压如何变化。分析表二中的实验数据，电阻是导体本身的性质，当电路中电阻发生改变时，电流将随着改变，电阻变化是原因，电流变化是结果，应该说电流随电阻如何变化。

　　正确结论
分析表一数据可得正确结论为：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

　　分析表二数据可得结论为：当导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比。

　　二、定量描述与定性分析混淆

　　例2
一种半导体材料，其电阻随温度的升高而减小。为了研究其电学特性，小强和小明同学通过实验，将其中一个元件R进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表所示。

　　分析表中数据，元件R的I和U之间的关系是

。

　　错误结论 元件R的电流随电压的增大而增大。

　　分析
元件R的电阻随温度在变化，通过一组电流跟电压的数据而得出电流随电压的增大而增大的定性结论，显然不符合控制变量法。该题是要求分析得出元件R的I和U之间的定量关系式，从数据表中可以看出：U增大，I也增大，但I的增加值大于U的增加值，直接观察表格中的数据，很难得出正确结论，须对数据进行数学方法的处理才可。进一步分析表格中数据，将电流值分别乘以0．8后可得到：0．16、0．36、0．64、1．00、1．44、2．248、2．56，它们分别是电压值0．40、0．60、0．80、1．00、1．20、1．50、1．60的平方。

　　正确结论
元件R的I和U之间的关系是：通过电阻元件的电流跟加在它两端的电压的平方成正比。或元件R的I和U之间的关系式为：I=1．25U2。

　　三、直观错觉误判

　　例3
芳和小华在学习了液体压强的知识后用加长的饮料瓶做了如图一所示的实验，在饮料瓶中灌满水，然后在瓶的a、b处各扎一个小孔，观察其后发生的现象。

　　经过反复的试验，他们发现从小孔中射出水流的射程s小孔处到落地点的水平距离OA跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关。为了研究水流的射程s与h、H之间的关系，他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘，看到如图一所示的现象，由此他们得出了结论：小孔距水面的深度h越大，水流的射程越大。你认为根据图示的现象能否证明上述结论正确？请说明你的理由。

　　错误解答
正确。从图示的现象中看，小孔b所处深度比小孔a深度大，从小孔b射出的水流射程比小孔a远。

　　分析
从实验现象中看到水的深度h越大，水流射程s也越大，就得出小孔距水面的深度h越大，水流的射程越大的结论，是直观错觉误判。本题考查了学生对控制变量法是否真正的理解和掌握，题中h和H是两个相互影响要么都不变要么都变的变量。要探究多个因素中的某一个因素对物理量的影响，应该将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使它们保持不变，然后观察和研究该物理量与该因素之间的关系。小孔b所处深度h大，但小孔b离地面高度H也大，存在两个变量都在变化，可见从此现象中归纳出的结论并不可靠。

　　正确解答
不正确。理由：实验中没有在控制H相同的条件下比较水流的射程，因而不能证明结论正确。

　　四、探究因素表述错误

　　例4
陈飞同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图二所示的实验方案，并进行了以下实验操作：

　　步骤一：让铁球从斜面F点滚下打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置B；

　　步骤二：让铁球从斜面E点滚下打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置C。

　　分析实验现象可以得出的结论是：

。

　　错误结论  物体质量一定，被举高度越大，具有的动能越大。

　　分析  影响动能的因素有物体的质量和速度，铁球从斜面不同高度滚下，到达水平面的速度不同。本题是研究在物体质量一定的情况下，动能大小与速度之间关系，必须保持质量不变，改变速度，所以让铁球从斜面不同高度滚下，通过观察铁球在水平面上以不同速度推动木块做功多少，来探究动能跟速度的关系。因此在表述动能与速度的关系时，它的实验条件是：使铁球的质量不变，改变速度，而不是改变高度。

　　正确结论
物体质量一定，运动速度越大，具有的动能越大。

　　五、研究问题判断错误

　　例5
为了探究“物体温度升高时吸收热量的多少跟哪些因素有关”，程阳同学用两个相同的烧杯分别盛水和煤油，再用两个同样的电加热器加热水和煤油，实验数据记录如下表：根据实验记录数据，分析得出的结论是：
。

　　错误结论
质量相同的不同物质，升高相同的温度，加热时间长短不同，水比煤油加热时间长。

　　分析  在对实验数据分析、处理时，首先要明确本实验要解决的是什么问题，需要研究什么物理量之间的关系，涉及这些物理量变化的因素有哪些。该实验是要探究物体温度升高时吸收热量的多少跟哪些因素有关，从表格数据可以看出，物体吸收热量的多少跟物质种类、质量和升高的温度等因素有关，在没有仪器可以直接测量物体吸收热量的多少时，通过转换观察加热时间长短来判断物体吸热的多少，加热时间长短不同，反映的是物质吸收热量多少的不同。

　　正确结论
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。

　　六、表象干扰产生错误

　　例6
小明同学用图三所示电路探究导体中的电流跟导体的电阻之间的关系，先后用5?、10?、20?的定值电阻接入电路的A、B两点间，闭合开关S，读出电流表的示数并填入表中，分析数据表可知：

。

　　错误结论  通过导体的电流随电阻的增大而减小，电流与电阻成反比。

　　分析  表面上看，电阻增大，电流减小，似乎找到了电流与电阻之间的关系。根据控制变量法，探究电流跟导体的电阻的关系时，应保持电阻两端电压不变，改变电阻，记录电流，通过实验数据分析电流跟导体的电阻之间的关系。本题中当R=5?时，U=I1R1=0．4A×5?=2V ；当R=10?时，U=I2R2=0．3A×10?=3V；当R=20?时，U=I3R3=0．2A×20?=4V。说明该同学在实验中改接电阻后，没有调节滑动变阻器，使A、B两点间电压保持不变，所以不能从实验数据中归纳出电流与电阻成反比的结论。

　　正确结论
小明在实验中没有控制电阻两端的电压保持不变。

电能表的选择

人民教育出版社物理室　付荣兴

　　根据国家标准GB/T15283－94和国际标准IEC521－1988电能表标有两个电流值，如10（20）A。这里所标10A为基本电流（basic current），符号，是确定仪表有关特性的电流值，也称此电流值为标定电流。括号内所标（20）A为额定最大电流（rated maximum current），符号，为仪表能满足标准规定的准确度的最大电流值。通过电能表的电流可高达基本电流的2～8倍，达不到2倍表上只标基本电流值。也就是说，如果某用户所装电能表只标有一个电流值，如5A，这只是基本电流值，并非允许通过的最大电流。对于这种电能表一般可以超载到120%也不会发生问题，而且能满足电能表的准确测量。另一方面，感应系电能表由于其转动机构阻力较大，按标准规定起动电流不能低于基本电流的0．5%（准确度为级的电能表），可见电能表轻载到基本电流的0．5%以下时可能无法起动。

　　在我国家庭住宅供电线路电压是220V，频率是50Hz，所选电能表的额定电压和适用频率应与此线路电压、频率一致，也应是220V，50Hz。

　　选择电能表时，电流值选择最重要，也最复杂。其一是起动电流，即能够使转盘连续转动的最小电流；其二是最大额定电流相对基本电流的倍数。另外，老式表和新式表在性能方面有差异。目前老住宅仍在使用的旧式电能表，起动电流比较大，一般为（5%～10%）；最大额定电流小，一般≤2，在表盘的盘面上只标一个电流值，且笼统地称为额定电流。所以在旧电工手册中指出，使用时负载电路的电流应大于额定电流的10%，小于120%或小于125%。根据国家标准GB/T15283－94和国际标准IEC521－1988生产的电能表，新建住宅中使用的电能表起动电流小，对于级表来说为0．5%；最大额定电流大，一般最大额定电流为（2～4），有的可达（6～8）。在新电能表表盘的盘面上标有两个电流值，如5（20A），选用这个电能表时一方面要注意负载最小电流不能低于起动电流，即0．5%×≥5A＝0．025A；另一方面长期使用的电流表值不能高于最大额定电流值20A。选择电能表时，应考虑到进入家庭的各种电器日益增多，要留有余量，也要合理适度，因为倍数越大的表价钱越高。

物理教学中应着重培养的两种思维能力

河北省沧县杜林二中　张国华

　　摘要：重视培养学生的动态思维能力和思维迁移能力有助于发展学生的兴趣与能力，有助于认知情感和人文精神的形成，有助于学生学习过程和和良好的学习习惯的养成。

　　关键词：动态思维　迁移思维　共性知识

　　一、动态思维能力

　　新课标倡导物理学科要培养全体学生的科学素养。在物理教学中积极开展学生动态思维能力培养的研究讨论，能很好地促进这一教育目标的落实。动态思维能力是学生处理动态物理问题时，把握情景实质，提炼物体模型并灵活运用其它知识解决问题的能力，是学生思维发展水平和良好思维品质的重要体现。

　　1、始终以研究对象具体变化作为问题分析和讨论的立足点。研究对象是物理问题发展和变化的载体，是物理问题和物理规律应用的契合点。物理问题的动态发展，包括研究对象的转换，工作条件的改变，都是围绕一定的研究对象展开的。如在探究电流跟电压的关系时，必须明确研究对象是一定值电阻还是某两点间的电压，才能比较顺畅而正确地得出结论。对于具体的实际问题，研究对象不够明确，还要注意研究模型的抽象。如把扳手、电工钳等抽象成杠杆等。

　　2、构建学生完整、准确的物体概念体系。物理概念作为物理思维的语言，对其深刻把握和理解是学生思维能力发展的基础。如“比热容”概念的建立形成。学生的动态思维基础必须确立比热容是物质的基本属性之一，同种物质的比热容与物体质量和温度无关，却和物质的状态有关。从而形成一些推论。所谓概念的动态基础，就是学生对物理概念变化的可能性情况及原因的认识其有效形成方式，可以借助直观和物理实验，也可以是学生应用中的加深训练。

　　二、知能迁移能力

　　迁移是知识点间的灵活运用和有效的转换，构建广域的知识网络结构，使新知识、新情境处在旧知识的链接中，减少学生对知识的陌生感。

　　1、提高对首次知识的理解，实现共性知识之间迁移。在物理学中，有很多知识的形成、得出、应用是非常相近或相似的。我们称其为共性知识，而把出现在教材前面的称其为首次知识。例如密度、速度、功率等这样一组概念，它们都可以用比值法来定义得出。我们可以把它们看成是共性知识。我们在讲授速度时就一定要着眼于理解，使学生得出路程大、速度大或时间少、速度大的说法是错误的。形成路程一定时，时间少、速度大等一系列推论，这样在处理其他几个概念时，只要做必要的引导与修正就可以了。如下表：

　　2、选用合适的教学程序，假设不同的问题情境，实现知、能的迁移，培养迁移能力。

　　教师应有意识地优化教学思路，为学生提供便于知识迁移的情景。一般来说，教师善于指导学生对知识进行整理归纳形成一般规律，学生遇到新情景时便能进行有效的比较和联想。这就要求教师在课堂教学中注意有意识地提供迁移情景，有意识地培养学生的迁移习惯。在点拨学生进行知识迁移的过程中，归类比较的学习方法能起到较好效果，会激发学生对所学知识、技能通过多方位的联系求同或求异。例如，在电路问题中，我们就要引导学生抓住分析连接方式，画出对应的有效电路图这一关键，学生就很容易运用这一方法去分析，解决电路问题，达到能力的自学迁移，也解决了知识的无限性与课堂教学有限性的矛盾。

　　以上所述两种能力的培养不是单纯的知识性问题，而是要做到知识与方法的统一。这要教师对教育素材的精心准备和挖掘，对学生进行科学思维方法的引导，提高学生自主探究的兴趣与效率。

物理教学中怎样进行学科渗透

四川省宣汉县毛坝初级中学　罗铁

　　“注意全体学生的发展，改变学科本位的观念”，“注意学科渗透，关心科技发展”是《物理课程标准》明确提出的课程基本理念，如何将这些理念渗透到我们的教学实践中去？笔者结合自己近几年的实践，认为可从以下几个方面去努力：

　　一、收集必要的素材是进行学科渗透的前提条件

　　中学阶段学习的学科较多，各学科间本身就存在着内在的联系，教师应站在学生要学习多门学科的角度，花一定的时间对中学各学科的教材作一番调查、研究。文科、理科、体育、安全教育、健康教育、信息技术等科目都要涉及到，根据学科的性质可确定重点要研究的学科，研究的方法可以是多种多样的，但目的只有一个：其它学科如何为我这一学科服务，如何与我这一学科整合，本学科怎样去为其它学科服务。

　　比如：所教学科是初中物理，首先我们应研究一下小学自然（或科学）课中与物理相关的内容有哪些？教学内容的深、广度怎样等；其次，要重点研究初中数学教材，特别是研究物理中用得较多的数学工具在数学教材中的进度安排是否与物理同步，如光学中用到的三角形知识，电学中用到的二元一次方程组的解法等是否与物理相应部分同步；再次，化学教材中有很多与物理相交融的内容、有联系的部分也值得去重点研究；然后，还要研究生物、地理等理科教材中与物理相关的内容；最后，还需挖掘语文、英语、政治、美术、音乐、体育、安全教育、信息技术等学科中能与物理相联系的内容。

　　只有收集了丰富的素材后，教师才有可能从全局的角度来认识物理在各学科中的地位和作用，才能在教学中去落实改变学科本位、注意学科渗透的新课程理念。

　　二、在备课环节上，应将学科渗透理念体现到教案中

　　新课程物理教材在编写上，很多章节内容就充分体现出了学科渗透思想。如：物理单位、公式中的字母等基本都是外语单词的缩写，在学生记忆时可从外语的角度来帮助理解记忆；光学中透镜部分学习后，安排了眼睛与视力矫正；分子动理论部分与化学相关内容在编写上有惊人的相似等等；在对这类含学科渗透较明显的内容备课时，教师要在教案中充分体现出：不同学科间内容存在着联系，很多内容是相互交融的，原理上是相通或相同的，通过教学能让学生体会到、认识到学科渗透对于学习相关的几门学科能起到互相促进、相互融会贯通的作用。

　　在备课时，除了重视教材上含学科渗透较明显的内容外，还要充分挖掘教学内容中不明显的、但能与其它学科联系的内容。如：在学习“核能”部分内容时，核裂变的例子中一般都出现了铀235原子核，学生在理解时若提示结合化学中原子结构的知识来理解它，铀235核是铀原子的原子核，它是由92个质子和143个中子组成的，会使学生形成“理化是相通的”认识；而在核聚变例子中，用图给出了1个氘核与1个氚核结合成1个氦核，并释放1个中子的核反应过程。在解释氢元素的三种同位素时，会举到氕原子核，它是只由1个质子组成的原子核，这种原子核里没有中子，这是物理、化学课本中有关原子核的组成的例子中唯一不符合“原子核是由质子和中子组成的”结论的特例，在教学时若对此加以强调必然会深化学生对这一部分知识的理解。

　　三、教学过程是实施学科渗透最重要的环节

　　在教学过程中，除了将备课教案中有关学科渗透的内容展现在教学中，还应充分利用物理素材对学生进行德育教育，自然地完成物理与政治课的融合、渗透；板书时，注重字体的美观、内容的布局、简笔画的规范等，这些又会给学生以艺术般美的熏陶；教学时不但要注意口头语言的丰富、幽默、精炼，而且还要注意体态语言的情感表现力，做好这些方面会有助于提高学生的人文素养，有助于使提高科学素养和人文素养二者有机地结合起来。

　　科学探究教学、实验教学、课外实践活动等的开展，也应注重学科渗透。

　　新课程的一大亮点就是增加了科学探究的教学，科学探究内容既可以是教材上安排的，也可以是教材外结合本地实际选取与教学内容相关的，还可以是师生自己从生活中选取的，所以科学探究教学中就很容易出现学科渗透的内容；课外实践活动亦是如此，在开展这方面教学活动时，教师要注重加强指导，培养学生的学科渗透意识。比如：初中物理“眼睛与视力矫正”一节中，要求学生根据近视眼、远视眼的成因探究怎样去矫正它们，这一部分就要综合生物与物理两科的相关知识才能完成该探究活动；在课后的作业中，还安排了一个调查活动的内容“调查班上同学的视力情况，画出全班学生视力情况分布表；通过查阅资料了解青少年视力下降的原因，了解保护视力、预防近视应注意的事项”，该活动中就会用到数学绘图、怎样利用信息技术查阅资料等等。

　　加强学科渗透类题型的练习，是物理教学进行学科渗透的一条重要途径。

　　近年来物理与其它学科渗透类题型出现较多，教师应重视对这类题型的开发与利用，让学生加强此类题型的练习，有助于提高学生学科渗透意识，使其在学习过程中主动挖掘学科间的横向联系，提高分析问题、解决问题的综合能力。如：

　　与语文学科：

　　在李白的“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”诗句中，从物理学机械运动的角度看，舟中人是运动的，所选取的参照物是（　　　）；从能量　的角度看，前进的小舟具有（　　　）能；从声现象角度看，传播猿声的介质是（　　）；从力的角度看，轻舟所受浮力的施力物是（　　　）。

　　与数学学科：

　　１）如下图，人眼E位于坐标（3，0）处，一平面镜MN平行于X轴固定于坐标（0，3）处，Ｍ的坐标（-1，3），Ｎ的坐标（1，3），求人眼E从平面镜MN中观察到X轴标尺上的刻度范围。

　　与化学学科：

　　１）如图１所示，电路里有两根导线的一端未连接，把它们浸在硫酸铜溶液中，闭合开关S后，灯泡L正常发光。小华用滴管向硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，可以观察到（　　）A、灯泡L逐渐变暗，慢慢熄灭；B、灯泡L立即熄灭；C、灯泡L的亮度不变；D、灯泡L被烧毁

　　２）如图，60℃的硝酸钠饱和溶液中悬浮一空心的铁球，当溶液温度降低20℃时，会出现的现象是：（1）
；（2）
。

　　与生物学科：

　　1991年8月《新民世界晚报》报道一则消息“上海的雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海市区鸽巢。”信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇，人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：A、信鸽对地形地貌有极强的记忆力；B、信鸽能发射并接收某种超声波；C、信鸽能发射并接收某种次声波；D、信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨认方向。

　　那么，信鸽究竟靠什么辨认方向呢？科学家曾做了这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽翅膀下各缚一块大小相同的铜块，结果，绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚着磁铁的信鸽却全部飞散了，科学家的实验支持了上述哪种猜想？

　　与地理学科：

　　请用光的直线传播知识解释日食、月食现象。

　　指南针为什么能指示地理南北方向？

　　与体育学科：

　　在雅典奥运会上，110米栏的跨栏赛跑正在紧张地进行着，谁是冠军，众人瞩目。观众认为，跑在最前面的刘翔最快，裁判则依据到达终点的计时少而判断他跑得最快。观众与裁判的判断运动快慢所用的方法是不同的。观众看谁跑在前面，是用相同的时间比较＿＿＿的方法；而裁判的判定，是用相同的路程比较＿＿＿＿的方法。

　　关注科技发展前沿，注重将科技发展中含有学科渗透的新思想、新方法介绍给学生，使学生感受到学科渗透是各自然科学间本身存在内在联系的一种必然要求。如：当今的分子生物学，就是生物学与化学、物理学、数学相结合的一门交叉学科。

　　综上所述，要贯彻学科渗透的课标理念，教师不但要有学科渗透的意识，而且在教学过程中要充分体现出有学科渗透；不但教师要去收集丰富的素材，而且还要调动学生在学习过程中主动去进行学科渗透，通过师生的共同努力培养起学生学科渗透的意识和能力，这样才能真正达到新课程的课程目标。

　　参考文献：

　　[1]教育部．义务教育《物理课程标准》（实验稿）．北京：北师大出版社，2001

　　[2]四川省教委师范处．《教学技能》．四川：成都科技大学出版社，1999

　　[3]义务教育课程标准实验教科书编写组．《物理》八年级教科书．上海：上海科技出版社，2001

　　[4]义务教育课程标准实验教科书编写组．《物理》九年级教科书．上海：上海科技出版社，2002

　　[5]2001年十堰市中考物理题、2001年苏州中考物理题