梁海燕

在接近二十年的中學(xué)物理教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)物理概念的教學(xué)占有極其重要的地位。目前， 在概念的教學(xué)中存在的問(wèn)題是：對(duì)概念教學(xué)應(yīng)該達(dá)到的目的不明確，忽視概念建立的條件和背景，斷頭去尾，取其表面略其質(zhì)等等。導(dǎo)致學(xué)生對(duì)概念只會(huì)死記硬背， 不能正確理解和靈活應(yīng)用。本人就教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)的比值定義法中的一種性質(zhì)量的定義，談?wù)勛约旱拇譁\認(rèn)識(shí)。

比值定義法就是用兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理量的比值去定義另外一個(gè)新物理量的方法， 應(yīng)用比值定義法定義的物理量，依據(jù)其意義的不同，可以分為兩種類(lèi)型：一類(lèi)是兩個(gè)或多個(gè)物理量的比值是個(gè)常數(shù)，或是個(gè)定值，屬于性質(zhì)量。如密度、電阻、電 容、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等。比值反映的是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，它的大小僅由物質(zhì)本身決定，與定義式中出現(xiàn)的其他物理量沒(méi)有關(guān)系，由決定式中的物理量決 定。另一類(lèi)是描寫(xiě)物體物質(zhì)外在的狀態(tài)、外在的作用強(qiáng)弱等，并不反映其自身固有性質(zhì)，屬于狀態(tài)量。如速度、壓強(qiáng)、功率等，它的大小受定義式中出現(xiàn)的其他物理 量的影響。這兩類(lèi)用比值定義的物理量在教學(xué)中是有差異的。而學(xué)生在學(xué)習(xí)中對(duì)第一類(lèi)定義法理解困難較大，定義式和決定式往往讓學(xué)生容易混淆。

學(xué)生在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理時(shí)，密度是用比值定義的第一個(gè)物理量。對(duì)任何一個(gè)實(shí)心物體而言，物體的質(zhì)量和體積的比值是一個(gè)常量。（對(duì)同一種物質(zhì)而言）質(zhì)量加大多少倍，其體積也會(huì)加大多少倍，但質(zhì)量m和體積V這兩個(gè)變量的比值一定是一個(gè)常量。對(duì)不同的物質(zhì)而言，比值是一個(gè)不同的常量，可見(jiàn)，比值的大小是由物質(zhì)的種類(lèi)決定的。它反映了物質(zhì)本身的一種屬性。這種屬性的不同我們一般用密度來(lái)表示，即：ρ= 。 這說(shuō)明，物質(zhì)密度等于物體質(zhì)量與其體積的比值。因而我們不能說(shuō)密度與物體的質(zhì)量成正比，跟物體的體積成反比。只要是同一種物質(zhì)，無(wú)論其質(zhì)量和體積多大或多 小，它仍然是這種物質(zhì)，密度是不會(huì)發(fā)生改變的。由于密度是由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，因而影響密度大小的因素就是物質(zhì)的種類(lèi)和狀態(tài)（不考慮溫度），只要物質(zhì) 的種類(lèi)和狀態(tài)不變，其密度就不會(huì)改變。

由歐姆定律I=U/R可以推導(dǎo)出公式R=U/I， 但是不能單純從數(shù)學(xué)角度得出導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體中的電流成反比，因?yàn)閷?dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性，只取決于導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面 積、材料和溫度，與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流大小都無(wú)關(guān)。同理，在高中物理出現(xiàn)的物理量還有電容，電場(chǎng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度，電勢(shì)差等，它們的共同特征是：屬性由本身所決定，定義時(shí)，需要選擇一個(gè)能反映某種性質(zhì)的檢驗(yàn)實(shí)體來(lái)研究。比如：定義電場(chǎng)強(qiáng)度E，需要選擇 檢驗(yàn)電荷 q，觀測(cè)其檢驗(yàn)電荷在場(chǎng)中的電場(chǎng)力F，采用比值F/q就可以定義；一定讓學(xué)生明白，決定電場(chǎng)強(qiáng)度E的因素是電場(chǎng)本身的性質(zhì)（場(chǎng)源電荷及該點(diǎn)的位置），與試探電荷q的電荷量、電性及所受靜電力F大小無(wú)關(guān)。例題：電場(chǎng)中有一點(diǎn)P，下列哪些說(shuō)法是正確的（）A、若放在P點(diǎn)的試探電荷減半，則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減半。B、若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷，則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0。C、P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的靜電力越大。D、P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)檎囂诫姾稍谠擖c(diǎn)所受靜電力的方向。此題學(xué)生很容易將選項(xiàng)放在AB中，受定義式的干擾，而沒(méi)有理解其物理意義，單純應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解。此題的正確答案為CD，C選項(xiàng)中應(yīng)用了控制變量法，同一電荷即為q一定，根據(jù)F=Eq知，E越大，F(xiàn)越大的正確結(jié)論。有如：磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電容器的電容C，比值定義式分別為B=F／IL，C=Q／U, 它們只是提供了一種計(jì)算B和C的方法，對(duì)B和C并沒(méi)有決定意義。磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與磁場(chǎng)中放不 放通電導(dǎo)線、放什么樣的通電導(dǎo)線及通電導(dǎo)線所通入的電流大小、通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力的大小都沒(méi)有關(guān)系。電容器的電容是反映電容器本性質(zhì)的物理量，由電容器 自身的構(gòu)造決定。因此C與Q不成正比，與U也不成反比，即使電容器不帶電，其電容仍然存在，并且是一個(gè)確定的值。說(shuō)明電容與電荷量和電壓的數(shù)量關(guān)系，而不是決定關(guān)系。

教學(xué)中每遇到象密度、電阻、電容、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電勢(shì)差等采用相似方法定義物理量的教學(xué)時(shí)，可以用類(lèi)比的方式將它們的相同點(diǎn)羅列出來(lái)，便于學(xué)生理解。切記：不 能將比值法的公式純粹的數(shù)學(xué)化。在建立物理量的時(shí)候，交代物理思想和方法，搞清概念表達(dá)的屬性，從這些量度公式中理解它們的物理過(guò)程與物理符號(hào)的真實(shí)內(nèi) 容，切忌被數(shù)學(xué)符號(hào)形式化，忽視了物理量的物理意義，在教學(xué)時(shí)一定要從公式中揭示所定義的物理量與有關(guān)物理量的真實(shí)依存關(guān)系和物理過(guò)程，防止學(xué)生死記硬背 和亂用。

總之，在教學(xué)中善于總結(jié)，善于歸納，可以把難于理解的知識(shí)變得容易理解，把難以記憶的知識(shí)變得容易記憶，把容易混淆的知識(shí)變得清晰。教會(huì)學(xué)生應(yīng)用簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶，就可以收到事半功倍的學(xué)習(xí)效果，從而提高學(xué)習(xí)的效率。