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中学阶段,学生要掌握许多物理量,他们往往很难对物理量之间的关系作出正确判断,鉴于此,高中物理必修一教材中设置了力学单位制内容,旨在从量纲上对物理量的关系作出描述,帮助学生建立完整有序的物理知识网络,除此之外,此举也为学生规范解题和检验结果指出了一个简单有效的方法.笔者在仔细阅读不同版本新课标教材后,针对力学单位制内容的设置有如下思考.
1 不同版本新课标教材中单位制内容的设置
人教版必修一教材中,把力学单位制做为单独一节放在了“牛顿第二定律”和“牛顿第三定律”两节的中间来阐述,足以说明其在中学物理教学中的重要地位.教材结合三个基本单位和多个导出单位,指出了导出单位是由物理量之间的关系式决定的,同一个物理量根据不同的关系式可以有多个单位,并结合例题强调了解题中国际单位制的使用.在教育科学出版社、山东科学技术出版社、上海科技教育出版社出版的教材中,单位制都是做为单独的一个知识点放在了牛顿第二运动定律的最后,但内容的设置稍有差异,只有山东科学技术出版社的版本中最后结合例题对单位的使用进行了具体的演示.
2 不同版本新课标教材中单位制内容设置的分析
如前所述,现行版本中力学单位制有两种设置方式：一个是作为独立的一节放在牛顿第二定律和第三定律之间；另一个是作为牛顿第二定律一节的一个知识点放在了最后.前者在形式上将单位制视为和牛顿第二、第三定律同等重要,足见对单位制的重视,但在笔者看来,这样做不免有些矫枉过正,甚至还会产生一些 影响.我们知道,牛顿的三大定律构成一个宏观低速的运动学和力学的知识体系,从各个版本的教材中我们都能看出,编者都在竭力把三大定律设置在一起,这样便于在教学上由浅入深,循序渐进,符合客观认知规律,有利于学生理解和掌握,而力学单位制的出现则阻断了第二、第三定律的连续性,妨碍了学生学习思维的延续,调查表明,多数学生都认为将力学单位制设置在两大定律的中间会妨碍对牛顿定律的整体理解,就如同经过焊接的金属棒,无论焊接的技术多么高明,接点处总是很脆弱,容易断掉.后一种设置从结构上看较为合理一些,将力学单位制作为牛顿第二定律的最后一个知识点,对其进行合理的重视,显得较为恰当,但和前者类似,此种设置同样会阻断学生对两大定律学习的的连续性,不利于学生的整体性理解.
在内容的设置上,各个版本都介绍了三个基本的物理量和基本单位,以及由它们推导出来的其他物理量,并指出基本单位和导出单位组成了单位制,笔者认为此处对单位制的定义有些狭隘,我们知道,基本的物理量共有七个,包括力学量在内的所有物理量都可用它们表示,这七个物理量的单位以及由它们推导出来的所有物理量的单位组成了单位制,而各版本几乎都是在只指出了质量、长度、时间及它们的单位后就直接给出了基本单位和导出单位组成了单位制这样的结论,这会给学生造成误导,认为基本的物理量只有三个,随着学习的深入,当学生认识到结论和实际不符的时候,会对教材产生怀疑,因此,在给出单位制的定义前,应先简单介绍七个基本单位,虽然有的学生没有接触过,但在概念理解的层面上对学生来说还是没有问题的.各个版本对例题的选取也各不相同,很多版本没有设置针对性的例题,只是在结尾处的阅读材料 绍了牛顿第二定律的矢量性和推导过程,因此,理论和实践相脱离,这就很难达到规定的“知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法”的教学目标；有的版本虽然设置了例题,但是选取的例题和前面章节中的如出一辙,缺乏代表性,难以激发学生的兴趣,因此效果不明显.
3 新课标教材中单位制内容设置的几点建议
3.1 单位制内容的设置应做到前后连贯,结构紧凑,体现教材的连续性
从设置的位置上来说,建议将单位制内容放在运动的描述一章,具体可以作为加速度一节中最后一个知识点.笔者认为,单位制的设置应能及时解决学生的实际问题,调查结果显示,大部分学生在学习加速度时,不仅对它的物理意义充满疑惑,对它的单位也难以理解,而加速度又是学生学习动力学的基础,因此,这样的问题如果得不到及时的解决,将会对学生接下来的学习造成不利影响,将单位制内容放在加速度后教学,可以及时有效的通过公式推导和量纲分析,来进一步理解加速度的物理意义和单位的导出过程.另外,这样的设置还可避免将牛顿二、三定律割裂,保证了牛顿三大定律的连续性和完整性.
3.2 单位制内容的设置应不回避力学以外的单位介绍,体现教材的前瞻性和整体性
可将国际单位制的七个基本单位及对应的物理量以列表的形式放在开头,让学生一目了然,在接下来的介绍中,应重点指出包括力学量在内的任意物理量都可以用这七个物理量推导出来,导出量的单位也可用这七个基本单位来表示,这七个基本单位以及由它们所导出的所有单位组成了单位制,除此以外,还应指出如采用不同的物理量作为基准量或虽采用了相同的基准量但采用的基本单位不同,导出的单位也不相同,从而产生了不同的单位制,着重说明,在以后的解题中,应使用国际单位制.最后可以在力学范围内进行具体介绍,指出以长度、质量、时间为基本量,可以导出其他所有的力学量.经过以上分析,我们不难发现,人教版、山东科技版和教科版三个版本教材中将该部分称作“力学单位制”具有局限性,没能体现教材的前瞻性和知识结构的整体性,因此,建议如上海科教版一样,可将其称为“物理量和单位制”,这样能反映出该部分内容在物理学中具有整体的普适性.
3.3 单位制内容的设置应注重规范的引领和思维的提升
“学以致用”、“触类旁通”、“举一反三”是教学目标有效达成的具体体现.以上目标的达成需要借助具体的问题和情境,比较不同版本课标教材可以发现,人教版和山东科学教育出版社的课标教材在单位制部分有针对性的设置了例题,人教版还在“说一说”栏目中设置了一个思考题.笔者以为,这些内容的设置很有必要,因为教材已经对单位制以及国际单位制的基本单位做了详细阐释,至此,学生甚至教师都会有这样的疑惑：为什么要学习单位制?它到底能够帮助我们解决哪些实际问题?这个问题若不及时解决,教师在课堂上往往会将单位制内容一语带过,学生在听课时也会提不起兴趣,这样的教和学难以达到预期的教学目标.教材中,单位制例题应如何设置,笔者以为应达到前后呼应、规范解题的需要.前后呼应是指教材中既然明确指出“只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位”,那就应通过例题得到体现,因此,可以借鉴人教版教材力学单位制内容中的例题设置,设置一个已知运动时间、初速度和末速度,求解加速度的简单例题,给出解题的规范过程,让学生在深度理解加速度物理意义的同时了解解题的规范过程.此外,人教版中的“说一说”栏目设置了利用单位制知识快速判断结果正误的思考题,这会让学生眼前一亮,使他们充分认识到单位制以及单位的重要性,此栏目也可以作为参考和借鉴.
结论：适合高中物理论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关高中物理常见44个模型开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
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