湖南省张家界市慈利县零阳镇一鸣中学叶新民《创意法教育理念在初中物理教学中的应用研究》课题论文

创意法在初中物理单位上的巧妙运用　　

张家界市慈利县零阳镇一鸣中学   叶新民

一、密度单位是由质量和体积单位组合而成的，教材上除了重点讲述基本单位千克每立方米即kg/m³之外，还介绍了克每立方厘米即g/cm³.其实在实际运算的过程中还可以根据具体情况运用千克没立方分米（kg/dm³）、顿每立方米（t/m³）、它们和g/cm³是同等大小的。为此，我为了加强学生这方面的训练，有意识的出了下面这道例题。　　

有一瓶子的容积是5L，可装满多少千克的水？如果装满密度是0.8×10³kg/m³的食用油，可装多少千克？　　

题目一出，学生立即忙乎了起来，不一会，做起的同学如雨后春笋般的举起了手。我快速的浏览了一下他们解题的方法，归纳起来不外乎两种。　　

第一种：　　

Ｖ水=Ｖ容=5L=5×10^-3m³　　

ｍ水=p水v水=1.0×10³kg/m³×5×10m³=5kg 　　

V油=v容=5L=5×10^-3m³　　

M油=p油v油=0.8×10³kg/m³×5×10^-3m³=4kg　　

第二种是：　　

Ｖ水=Ｖ容=5L=5dm³　　

ｍ水=p水v水=1.0kg/dm³×5dm³=5kg　　

M油=p油v油=0.8kg/5dm³×5dm³=4kg/m³　　

然后，我让学生比较这两种方法的优劣，他们一致认为第二种方法简单明了，这种简单明了主要体现在数值上，不易出错；而第一种方法，由于严格使用基本单位，导致数值复杂，计算起来容易出错，我数了一下，运用第一种方法的有几个同学，不是多写一个零就是少一位，而出现了结果错误，而采用第二种方法的同学几乎没有出现结果上的错误。　　

我把第一种方法叫做“常规法”，把第二种方法叫做“创意法”，即计算的时候要根据具体情况灵活的采用数据简单化的单位，具有一定的创意，并希望在同学中推广。　　

二、到底学生有多少创意，哪个层次的学生更有创意，在相隔两个星期之后，我复习到机械运动这一章时，又进行一次实验。　　

教材在速度和路程、时间的计算中，主要是讲两种速度的单位，一是米每秒，即m/s；一是千米每小时，即km/h，在物理教学中，我们物理教师也仅就这两种单位进行运算和训练，一般的优等生久而久之也就产生了这样一种错觉，以为速度的单位也就这两种，在任何情况下也就只按此种思维定势出牌，有一次我出了一道有关速度的计算题要全班同学独立去做，比一比看谁做得快，结果出乎我的意料之外，有几个平时看起来物理学的并不出色的同学，却早就举起了他们的小手，而那几个被称为物理“学霸”的同学，却还在埋头演算，我有些不相信的走到这些“差生”的身边，一看，不仅结果全对，而且过程简约得令人震惊，原来他们并没有机械的套用以上那两个速度单位，而是有创意的运用了千米每分钟这样的单位，即km/min，难道这单位是错误的吗？不是，因为速度单位是由路程单位和时间单位组合而成的，路程有千米、米、厘米、毫米等，时间有小时、分钟、秒。组合在一起就有好几种，这些学生正是利用了这种组合的规律，巧妙的运用了速度这一单位，这难道不是运算中的创意法吗？再看那些优等生，他们只知道在米每秒和千米每小时之间化来化去，结果耗费了大量的时间，而输给了这些“差生”。　　

例题是这样的：　　

某一汽车先以60km/h的速度运动了1.2min，休息了0.3min之后，又以72km/h的速度运动了1.5min。问整个过程中该汽车的平均速度是多少？km/h。　　

试看优等生是这样算出这一题的：　　

v₁=60km/h=m/s=m/s　　

t₁=1.2min=72s　　

s₁=v₁t₁=m/s×72s=1200m　　

v₂=72km/h=m/s=20m/s　　

t₂=1.5min=90s　　

s₂=v₂t₂=20m/s×90s=1800m/s　　

s=s₁+s₂=1200m+1800m=3000m　　

t₃=0.3min=18s　　

t=t₁+t₂+t₃=72s+18s+90s=180s　　

v===m/s=60km/h　　

再看“差生”是这样做的：　　

v₁=60km/h=1km/min　　

s₁=v₁t₁=1km/min×1.2min=1.2km　　

v₂=72km/h=1.2km/min　　

s₂=v₂t₂=1.2km/min×1.5min=1.8km　　

v====1km/min=60km/h　　

三、为了更进一步地将这种巧妙运用单位的创意思维进行刨底。我故意将他们从来没有看过的物理单位，让他们有创意的运用。　　

这次的例题是这样的：　　

有一个重500牛顿的人双脚站在100cm²的物体上时产生的压强正好与一个放在160cm²面积上的物体产生的压强相等，问该物体有多重？　　

有一半以上的同学是这样算的：　　

P_人===5N/ cm²　　

根据题意P_物=P_人　　

F_物=P_物S_物=5N/ cm²×160cm²=800N　　

还有一少部分同学任然采用“常规法”计算：　　

S人=100cm²=100×10^-4m²=10^-2m²　　

P人==500N/10^-2M²=5×10⁴N/m²=5×10⁴pa　　

而P_物=P_人=5×10⁴pa　　

S_物=160cm²=160×10^-4m²=1.6×10^-2m²　　

F_物=P_物S_物=5×10⁴pa×1.6×10^-2m²=800N　　

殊途同归，但两种方法孰优孰劣，一目了然。　　

第一种方法在单位的运用上明显有创意，N/cm²是几乎从来没有见过的压强单位，但这种压强单位明显是科学的、正确的。因为根据压强的概念，压强是压力与受力面积之比，压强单位是牛顿（N），受力面积单位可就多了，有m²、dm²、cm²、mm²，只要是由压力和受力面积组合就是正确的，为什么就非得要只能是牛顿（N）与平方米（m²）呢？　　

所以，物理中单位的运用完全是可以根据题意灵活运用的，而这种灵活运用就需要有创意精神。　　

通过这种创意思维方法，我发现学生的兴趣又有了进一步高涨，学习物理的热情也越来越提高了，创意法让我和我的学生尝到了甜头，我将进一步探索下去。　　

                                        　2017-1-26