中学物理教材教法-阎金铎

中学物理教材教法

内容提要

再版前言

绪论

第一章中学物理教学的目的

§1中学教育的性质和任务

§2中学物理课程

§3中学物理教学目的

第二章中学物理教学过程

§1物理教学过程

§2中学物理教学原则

第三章物理教学方法

§1教学方法的概述

§2近代教育史中教学方法的两大流派

§3中学物理教学中常用的教学方法

§4各种教学方法的比较

§5改革教学方法的指导思想——启发式

第四章物理实验教学

§1演示实验

§2学生实验

§3课外实验

第五章物理概念教学

§1物理概念的特点

§2掌握基本物理概念的过程

§3物理概念教学

第六章物理规律教学

§1物理规律的特点

§2物理规律教学

第七章物理练习教学

§1物理练习形式

§2重视物理图景分析

§3教给学生分析问题的思路和方法

§4物理练习教学

第八章物理复习教学

§1物理复习的作用

§2物理复习教学

第九章物理教学测量与评价

§1常用的测量方法

§2物理测验的编制

§3物理测验的评价

§4物理课堂教学质量的评价

第十章物理教师的备课

§1备课的要求

§2.制订教学工作计划

§3制定课时教学计划（教案）

§4教案的编写

§5物理观摩课的评议

〔附录）教案范例*

第十一章物理电化教学手段

§1电化教育概述

§2光学投影媒体的运用

§3电视媒体的运用

§4计算机教学应用

第十二章单元教材分析示例——“运动定律”教材分析

§1“运动定律”的地位和教学上的特点

§2教法研究

第十三章“动量”教材分析

§1“动量”的地位和教学上的特点

§2教法研究

第十四章“机械振动和机械波”教材分析

§1地位和特点

§2教法研究

第十五章“热学”教学研究

§1从“热”字看热学的几个基本概念

§2教法研究

第十六章“电场”教学研究

§1电场及其描述

§2关于电容

第十七章“稳恒电流”教学研究

§1关于电动势的教学

§2电源电动势和内阻的测定

§3关于电功和电功率

§4解电路问题的方法

第十八章儿何光学教学研究

§1波面和光线

§2光传播遵循的规律

§3透镜及其成像

§4.光学仪器

内容提要

本书是在1981年版本的基础上，经过十几年的使用，进行增删、充实，改

写而成的。

全书共分十八章：一至十一章阐述了中学物理教学的目的、原则、关键、

方法、手段等；十二至十四章为运动定律、动量、机械振动和机械波教材分析;

十五至十八章为热学、电场、稳恒电流、儿何光学教学研究。

本书的特点是简明、扼要，以物理实例阐述物理教学思想和规律。可作为

高师“中学物理教材教法”课程的教材或参考书，也可供教育学院、教师进修

学院、中专和中学物理教师参考。

再版前言

本书1981年第一版和1984年第二版出版以来，北京师范大学物理系一直

用作物理教材教法课的教材;有些兄弟院校和教育学院也先后选为教材或参考

书。许多老师和读者来信给予支持和鼓励，并希望发扬务实精神，经过增删、

充实再版。

这次再版，保持了原有的结合实际、突出重点、以物理实际来阐明教学原

理的特点，并结合多年来教学改革实践，进行修订。全书贯彻的教学思想是：

教好中学物理和学好中学物理，应遵循“一观察、实验，二思维，三运用”的

认识过程，使学生亲自动手、动脑完成认识上的两个飞跃；在教学过程中要把

培养能力放在首位，使学生在掌握知识的同时，掌握方法，提高能力。为此，

增删和充实了一些内容，以物理教学的实例来说明物理教学的规律性，力图使

未来的物理教师在学习和实践中，掌握物理教学理论，提高分析教材、处理教

材和选择教法的能力；为以后开展教学研究、指导教学实践、提高物理教学质

量打下良好的基

础。

对本书不妥之处，恳切希望广大教师和读者批评指正。

阎金铎

绪论

中学物理教材教法课，是一门综合性的边缘学科.它以党的教育方针为依

据，以辩证唯物主义为指导，把物理专业知识、教学理论和教学实践有机地结

合起来，系统地研究中学物理教学过程的规律、教材、教法、实验和实践.

在高等师范院校物理系开设这门课程的目的，是使学生在从事物理教学实

践前或实践中，能初步掌握物理教学的一般规律和方法，初步具备分析和处理

教材、选择教法的能力，为开展中学物理教学研究，不断提高物理教学质量打

好基础.

中学物理教材教法课，主要包括四部分内容：中学物理教学概论；中学物

理教材分析；实验研究；教学见习和试教.

物理教学概论，主要阐述中学物理教学的目的、任务，物理教学内容，物

理教学原则，物理教学的关键，物理教学方法、手段，以及物理教师的备课.这

一部分是本课程的基础知识.以此为依据，进行分析教材，选择教法，开展实

验研究和教学实践.

教材分析，主要是综合运用物理专业知识和教学理论，分析和处理现行中

学物理教材，进行教法研究.以整编教材、单元教材.、课题教学为例，说明分

析教材、处理教材、选择教法的思路和方法.

实验研究，主要是使学生亲自动手，掌握中学物理实验技术（包括常用设

备的使用，如计时装置、闪光照相、低压电源、示教电表、教学示波器、幻灯

和投影技术、教学电影放映等）和实验操作技能，改进实验仪器，设计物理实

验练习等.

见习和试教，是本课程联系实际的一个重要的方面.通过见习中学物理教

学、自己备课、试讲和评议，丰富感性知识，培养教学的初步能力，为教育实

习打下良好的基础.这部分内容可结合概论部分的教学，灵活进行安排.

作为一个未来的物理教师，一个合格的物理教师，不但要有培育下一代的

强烈责任感，将毕生精力献身于教育事业的决心，而且要有努力学习和钻研物

理专业知识、物理教学理论和积极实践的顽强意志.在学习和实践，以及今后

的工作中，要有所创造，有所发现，不断地提高物理教学质量.

通过本课程的学习，初步掌握物理教学的一些基础知识，练习指导自己的

物理教学实践活动.这对今后的教学工作，对开展教学研究，提高物理教学质

量，都是极为有益的.

综上简述可知，中学物理教材教法课程，是培养合格的中学物理教师的重

要课程之一.高等师范院校物理专业的学生，必须从理论和实践上积极地、认

真地学好这门课程，并在教育实习中巩固和运用.

怎样学好中学物理教材教法课呢？

首先，要牢固地掌握物理学知识，熟悉近代物理学的成就，了解新的科学

技术发展及其应用.对于物理教材教法课来说，没有物理专业知识，既谈不上

教学原则，也谈不上物理教材分析，更谈不上物理教法研究.

第二，掌握教育学、心理学有关教学论方面的一些基本原理，了解中学生

的年龄特征和心理状态，并能够把这些知识应用于物理教学之中.

第三，要实践，要结合亲身从事物理教学实践的经验、体会进行学习，并

关心国内、外中学物理教学动态，积极参加教学研究活动，吸收先进教学经验,

积累教学资料•，不断地分析、总结，提高到理性认识，再指导自己的教学实践

活动.

总之，通过本课程的学习，能够初步掌握物理教学的一般规律，提高分析

教材、处理教材和选择教法的能力，为进一步开展物理教学研究，提高物理教

学质量打下良好的基础.

第一章中学物理教学的目的

中学物理教学的目的和任务，不是任何人可以主观任意地确定的.就实质

而言，首先是由社会存在或者说社会经济、政治的发展要求（主要是社会生产

力水平和生产关系状况）决定的.不同的社会发展阶段，不同的时代，对教育

就提出不同的要求.就我国而言，它是根据党的教育方针、中学教育的性质、

物理学科的特点及其在学校整个教学计划中的地位和作用、学生的年龄特征等

因素来确定的.

本章从中学教育的培养目标开始，由培养全面发展的人和提高全民族素质

出发，讨论中学物理教学在知识、能力、思想品德等方面的目的，也从理论上

作初步的阐述.

§1中学教育的性质和任务

教育的基本职能是培养人.人的发展离不开社会，而社会的进步又要通过

人的发展来实现.在人与社会的关系中，就人作为有生命的实体来说，他要求

社会满足他生活和自身发展的需要，包括物质需要和精神需要，社会应当为人

的发展创造各种条件；就人作为社会成员来说，又要求每个人要为社会的发展

作出贡献，要为社会、为人类服务.因此，我们为了培养新的i代人，既要创

设条件使其具有为了适应现代生活、工作所需的科学文化知识，不断追求新知，

勇于创新的科学精神；又要使其具有热爱社会主义祖国和社会主义事业，为国

家富强和人民富裕而艰苦奋斗的献身精神.一句话，社会主义教育应以培养全

面发展的人为目的.

中学教育包括初级中学教育和高级中学教育.初级中学教育是普通教育中

的义务教育阶段，是每个适龄少年必须接受的培养基本素质的教育，高级中学

教育是与九年义务教育相衔接的高一层次的基础教育.普通高中要进一步提高

学生的思想道德、文化科学、劳动技能和身体心理素质，发展学生的个性和特

长，有侧重地对学生实施升学预备教育或就业预备教育，为高等学校输送合格

的新生，为社会各行各业输送素质较高的劳动后备力量，为培养社会主义现代

化建设所需要的各类人材奠定基础.总之，中学教育是基础教育，其任务是为

提高全民族的素质.

素质，是有机体具有的生理特点，主要是感觉器官和神经系统方面的特点,

是能力发展的前提和基础，也是在学习和社会实践中逐渐发育和成熟起来的.某

些素质上的缺陷，可以通过学习和实践获得不同程度的弥补.

人的素质是历史的产物，又给历史以巨大影响.全民族的素质不单单是全

体公民素质的简单总和，它是社会物质文明和精神文明、民族昨天的历史和今

天的面貌、经济、政治、文化、社会生活各方面的综合反映，对每个人的成长

和发展起着重大的影响.提高全民族素质，分为提高整个民族的思想道德素质、

科学文化素质、身体心理素质和劳动技能素质四个方面.

1.思想道德素质

思想道德素质主要体现在具有爱国主义、集体主义思想，树立道德观念，

分辨是非、善恶和美丑，养成实事求是，言行一致，爱人民、爱科学，勇于献

身，奋力开拓的行为和习惯，其核心是有民族自尊心，有社会责任感，热爱中

国共产党、热爱社会主义祖国，能自觉地树立为社会主义现代化建设而努力奋

斗的志向.

2.科学文化素质

科学文化素质不仅体现在了解和掌握知识的多少和水平上，而且体现在科

学的求实精神，运用和探索知识的能力，以及现代社会物质与精神生活所必需

的一般文化知识与修养上.例如，在观察事物、现象或实验事实时，能够找出

其特征，了解它出现的条件，在一些典型情境中，能分析、概括出共性的东西,

从而了解知识的内容，认识其本质，甚至对新的情境能进行分析、整理，作出

判断和推理等等.

3.身体心理素质

身体心理素质主要表现在以下四个方面：

(1)身体形态发育水平.

主要指发育是否正常，体型是否匀称，姿势是否正确.主要指标有身高、

体重、肺活量、胸围，以及它们之间的比例.

(2)生理机能水平.

主要指新陈代谢的功能，各种器官系统的工作效能是否正常.其中主要指

标是：视力是否正常、抗病能力的强弱.

（3）身体素质水平.

主要指动作的速度、耐力、灵活程度等.

（4）心理发育水平.

主要指身体感知能力、意志、个性，以及对外界刺激的适应能力.

4.劳动技能素质

劳动技能素质主要表现在以下四个方面：

（1）劳动观点.

社会主义公民对待劳动、劳动果实和劳动人民应有的正确态度.其核心内

容是热爱劳动，珍惜劳动果实和尊重劳动人民.

（2）劳动习惯.

社会主义公民应以劳动为荣，养成为他人服务及自我服务的劳动习惯.

（3）劳动知识.

劳动知识主要指工业、农业和服务性行业方面的一般劳动知识和技能，如

木工、金工、电工、种植、饲养、栽培、裁剪、缝纫等.

（4）劳动专长.

由于各个地区条件的不同和每个人的兴趣和爱好的差异，某些人可以在劳

动工种的某一方面有所专长.

百年大计，教育为本.全面理解和认真贯彻培养全面发展的人，提高全民

族素质，为21世纪培育出一代代优秀人才，是所有教育工作者，包括中学物理

教师在内的光荣任务.

§2中学物理课程

物理学是中学中的一门主要课程.物理学研究的是最基本、最简单的运动

形式的一般规律，以及如何应用这些规律去利用自然、改造自然.

物理学的知识和研究方法已广泛地应用于许多自然科学部门和生产、技术

领域，对于科学技术的发展起着重要作用.

这里，应当指出：物理科学与物理课程是两个不同的概念.物理科学是反

映自然界物理现象、物理运动相互作用及其客观规律的、系统的物理知识体系;

物理课程是按照教学目的、要求和学生认识规律，有计划地选取物理科学的内

容，并改造成为学校的一门课程.不同层次的学校，有不同的目的任务，从而

教学内容和要求不同.

制订中学物理课程，应当根据中等学校（基础教育）的目的、物理学科的

内容、特点，结合考虑中学生的年龄、心理特征，适应社会的需求，以及教学

设备和条件，加以选择、组织和安排的.也就是说，它应遵循的基本原则主要

有以下儿点.

1.体现物理学的基本内容、特点和方法，发挥其应有的作用

物理学既是一门实验科学，又是一门具有严密的逻辑体系和数学表述的理

论科学.物理学从它早期萌芽到近现代发展，都以它丰富的方法论和世界观等

充满哲理的物理思想，影响着人们的思想、观点和方法，因此，它还是一门带

有方法论性质的科学.物理学的方法已具有普遍方法论的意义，对培养学生辩

证唯物主义观点，科学态度和科学精神、对培养学生智力、提高能力，有着极

其丰富的内容.

在制订物理课程过程中，应当充分认识物理学本身，结合其它教学因素，

精选其内容和突出物理学的特点，充分发挥它的作用.

2.符合学校教育目的和培养目标，适应社会的需求

学校的教育目的，集中地反映了特定社会的经济建设和社会发展对课程的

客观要求，而每门课程都是实现教育目的的手段.

物理课程，必须考虑社会主义现代化建设的当前需要和未来需要，为提高

全民族素质，培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义公民，作出贡

献.

3.适合不同年龄阶段学生身心发展特点，符合大多数学生可接受的限度

学生在13岁到18岁阶段，属于少年期和青年初期.学生在这一时期的主

要特点是：生理发展逐渐成熟，精力旺盛，求知欲强烈，思维已从具体形象思

维进入到抽象逻辑思维，也就是说，这一时期正是长身体、长智慧、立志向、

初步形成人生观和世界观的关键时期.

课程内容的要求、深度、广度和结构，必须适合以上特点，既不能超出学

生可接受的限度，又要能促进学生智力、体力的一般发展.

要树立全局观点，不应过分地强调物理学科的重要性，既要照顾本课程的

纵向联系，又要照顾与相关学科的横向联系，相互配合，以利于学生学习逐步

深化，达到预期的目的.

4.适应我国办学的具体条件和地区发展不平衡的状态

我国各地区经济、文化发展很不平衡，物理课程教学内容的实施条件，如

师资队伍、物理实验室设备、仪器套数等，也各有不同.基于这种现状，既要

坚持培养目标的统一标准，又要因地制宜，留有余地.

因此，在制订物理课程的教学内容过程中，既要考虑当地经济建设和社会

发展的需要，又要考虑其实现的可能.也就是说，要从国情出发，实事求是，

讲求实效.制订出的物理课程内容，应当是大多数学校的物理教师和学生经过

努力能够达到的基本要求.

制订物理课程的教学内容，除遵循上述四条基本原则之外，还应处理好继

承与发展的关系.应当继承我国物理课程建设的有益成果，也应当借鉴国外物

理课程的有益经验并注意改革的趋向.

§3中学物理教学目的

中学物理教学，与其他学科一样，都应体现中学教育的总目标，并为总目

标的实现做出应有的贡献.

中学物理教学的目的，可概括为：掌握基础知识；培养学生能力；激发学

生兴趣；培养高尚品德.

正如《全日制中学物理教学大纲（1990年修订本）》中所规定的：

“中学物理教学必须使学生比较系统地掌握学习现代科学技术和从事社会

主义建设需要的物理基础知识以及这些知识的实际应用；要培养学生的观察、

实验能力，思维能力，分析和解决实际问题的能力.

在教学中要注意培养学生学习物理的兴趣；要重视科学态度和科学方法的

教育；要鼓励独立思考和创造精神；要结合物理教学进行辩证唯物主义教育和

爱国主义教育.

下面，对这个教学目的实质和要求作如下论述.

1.教给学生必要的物理基础知识

物理学是自然科学中的-门基础学科，它是研究物质运动最一般的规律和

物质的基本结构及其应用的科学.具体地讲，物理学研究大到天体，小到基本

粒子的各种物质的性质和相互作用，以及它们的运动规律.物理学的知识和研

究方法已广泛地应用于许多自然科学部门和生产、技术领域，对于科学技术的

发展起着重要的作用.

作为中学教学科目的物理课程，使学生掌握所谓的物理基础知识，指的是

物理学最初步的、最基本的知识，它是为今后进一步学习科学技术，参加生产

劳动和有关实际工作所必备的.也就是说，使学生具有与现代生产和现代科学

技术发展相适应的中等文化修养.因此，把在当前工农业生产和现代科学技术

中应用最广泛的、物理学中最重要、最基本的主干知识，确定为中学物理的教

学内容，广泛地联系实际，扩大学生的知识面.再根据学生现有的基础、智力

发展水平和潜力，确定教学内容的深度和具体要求.

根据上述精神确定下来的物理教学内容，也应分清主次.一般分为三类：

重点知识；重要知识；一般常识.

(1)重点知识.

这类知识在物理学体系中占有最重要的地位，是进一步学习或参加社会主

义建设所必需的，而且学生能够接受的那些重要的物理概念和规律.例如，初

中阶段学习的密度、压强、电功、电功率等概念，二力平衡、液体内部的压强

规律、欧姆定律、焦耳定律等规律；高中阶段学习的力、加速度、质量、惯性、

功、动能、重力势能、电场强度、电势、电势能、电流强度、电压、电阻、电

动势、安培力、洛仑兹力等概念，牛顿运动定律、动量守恒定律、功能关系、

机械能守恒定律、库仑定律、闭合电路的欧姆定律、楞次定律、法拉第电磁感

应定律等规律，都属于重点知识.

对于重点知识，要求学生掌握它们.所谓掌握，包括领会、巩固、运用三

个环节.领会是对知识由不知到知，从浅知到深知的过程，是了解知识和理解

知识的认识过程；巩固是防止遗忘，保持理解、强化记忆的过程；运用是把知

识变为实际行动，解决有关实际问题的过程.衡量学生是否掌握了某一概念或

规律，主要看学生是否明确它是从哪些客观事物或现象中抽象、概括出来的，

是否知道它的确切含义，是否能用它说明、解释一些有关的物理现象，熟练地

分析和解决有关实际问题.也就是说，对于重点知识，要求理解得比较确切，

运用得比较灵活.

(2)重要知识.

这类知识是为了掌握重点知识而必须学习的过渡性知识，也包括本应属于

重点知识，由于学生基础不足或接受能力的限制等原因而适当降低要求的知

识.例如，初中阶段学习的力、重力、惯性、滑动摩擦、浮力、功、功率、温

度、熔点、沸点、电流、电压、电阻等概念，阿基米德定律、物体沉浮条件、

功的原理、光的直线传播等规律；高中阶段学习的位移、速度、向心加速度、

振动和波动的有关概念，理想气体及其状态方程、电容、电感、交流电的有效

值、干涉、衍射、光电效应、玻尔模型、核能、质能关系等，都属于重要知识.

对于重要知识，要求学生知道它的确切含义，会运用它判断、分析和解决

简单的问题.

(3)一般常识.

这类知识是为了扩大学生眼界的常识性知识，在物理学中也占有重要地位,

也很有生命力，但由于学生基础不足，接受能力等限制而降低到只作初步介绍

的知识.

对于这类知识，一般不需要推理、论证，也不需要一定给出定义.要求学

生对事物、现象有初步的印象，了解它的要点、大意，在有关问题中能够识别

它们.

总之，教给学生的物理基础知识，要分清主次，突出重点，狠抓关键，力

戒平均使用力量.

2.教给学生方法，培养学生能力

知识是人们在实践活动中对客观世界的认识和总结，主要是反映自然现象

和事物本质属性的概念和规律.

能力是完成某种活动的一种个性心理特征，是认识事物、探索知识和运用

知识的本领，是影响活动效率的基本因素.

虽然知识和能力的本质不同，但它们的关系极为密切.知识是培养能力的

基础，只有在掌握知识(含技能)的过程中才能发展能力，而能力又制约着掌

握知识的快慢、深浅、难易和巩固程度，能力的提高又为掌握知识提供了有利

条件，只要学生具备了较好的能力，就可以主动地、自觉地去学习，在知识的

海洋中得到自由.因此，必须寓能力培养于讲授知识之中，而讲授知识必须立

足于培养能力.

在物理教学中，应主要培养学生什么能力呢？这取决于物理学本身的特点

和学习物理的基本方法.

众所周知，初学物理必须从观察、实验出发，把观察、实验的结果进行高

度的概括，或逐步运用数学作为语言工具和推理工具，上升为理性认识，建立

概念，建立有关物理量之间的定量关系，从而得到反映客观事物性质的基本规

律.最后运用它们说明、解释现象，分析、解决有关的实际问题.这就是说，

学习物理要强调观察、实验，思维，运用.

因此，中学物理教学大纲中规定：“要培养学生的观察、实验能力，思维

能力，分析和解决实际问题的能力."

(1)观察能力.观察，是有目的、有计划地运用各种感觉器官，了解周围

环境、事物和现象的•种知觉过程.通过观察，可以了解现象的特征，及其发

生、发展的条件，认识事物的部分属性和特点，以及从平常的现象中发现不平

常的东西，从表面上无关的东西发现它们的相似点或因果关系.因此，观察是

认识事物、获得知识的源泉，是学习和科学研究的一种方法.

概括地说，观察的目的有三：一是了解现象，认识事物，按计划仔细地观

察知觉对象，通过比较、归纳来感知对象的主要特征、条件；二是取得资料，

把观察的结果随时记录，或通过测量记录下所取得的数据；三是发掘问题，要

善于发现细微的，但很有意义的问题，积极思考，从而达到正确的感知和准确

的判断.

观察，作为学生的一种能力，并不是天生具有的，而是要通过培养和训练,

在课堂教学和课外实践活动中逐渐形成和发展的.学生应该具有的观察能力，

主要是能有目的地进行观察，观察过程中抓住对象的主要特征，明确现象出现

的条件.为此，除引导学生进行自然观察之外，更多的是指导学生进行实验观

察.实验观察是人为地创造条件，控制现象的发生和发展过程，进行反复观察.

教学中的演示实验，不但是为了有助于对知识的理解，而且特别有利于培

养学生的观察能力.

在物理教学中，教师应做好下列工作：

①要明确观察的目的，引导学生进行观察.例如，在学习光学现象“虹”

的时候，应明确观察目的在于找到现象的发生条件.可以先唤起学生已有的感

知：夏季雨后，背日观看天空，这就是观察到虹的先决条件.在此基础上，再

让学生自己创造条件去观察虹.或在室内利用电灯当作光源，或在室外直接以

太阳为光源，当背向光源站立，向空中喷水（先吸口水，再向空中斜上方喷出）

以形成许多小水珠，这时由于创造形成虹的先决条件，就可能观察到彩虹.

②要教给学生科学的观察方法.物理实验观察，通常采用的方法有：重点

观察法、对比观察法和归纳观察法.

a.重点观察法.重点观察法是引导学生注意对与实验目的有关的事物和现

象进行观察.一般可遵循由整体到局部，再由局部到整体，进而由表及里的观

察程序，或先一般地了解全貌，再集中观察某一现象.在观察过程中狠抓现象

的主要特征和发生的条件.

b.对比观察法.人们认识事物、现象，往往是通过两个事物、现象的对比,

或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的.教学中经常采用这种

方法，例如，观察液体在沸腾前和沸腾时的情况，观察某一物质熔化或凝固时

的体积变化，等等，对比观察法有利于掌握现象的特征，以及它与其它类似现

象的区别.

c.归纳观察法.研究一些涉及变化因素较多的问题或总结一些现象的一•般

规律时，通常采用归纳观察法，即通过对个别现象分别进行观察，得到一些个

别的结论，再通过归纳得出一般规律.例如，探求声音是怎样发生的，可以通

过对各种现象的观察，归纳得出结论；研究质点的加速度与力、质量的关系，

就在先确定质量这个因素是不变的条件下，观察加速度与力之间的关系，然后

再确定另一个因素——力不变的条件下，观察加速度与质量之间的关系，最后

归纳得出一般规律.使用归纳观察法，有利于掌握现象的实质，以及研究比较

复杂现象的一•般规律.

③要鼓励学生在课外勤于观察、善于思考，养成良好的习惯.教师要善于

因地制宜，就地取材，有意识地引导学生观察他们周围的事物和现象，并提出

各种启发性问题，使学生将注意力集中到观察对象的特征和条件上来.

例如，在城市的楼房里，都装有比较粗的下水管，这根粗管竖直地立着，

向下直通下水道，向上却穿出楼顶.你观察过吗？想想这是为什么？

又如，在农村麦收后，为了把麦粒与麦皮、小石粒分开，需要在场地上扬

场.般有两种方法：一种是用木锹将它们铲起向上方扬出，它们落下后将彼

此分开；另一种是利用扬场机，将它们向斜上方抛出，它们落下后将彼此分开.请

观察麦粒、麦皮、小石粒的分布情况，找出它们各自的特征及条件，再想想它

们所依据的原理.

总之，培养观察能力，要明确观察的目的、任务，激发学生的观察兴趣.观

察训练应严格要求，逐步做到观察得准确、全面、细微、敏锐，养成善于观察

的良好习惯.

（2）实验能力.

实验，是在人为地控制的条件下，利用仪器、设备，突出自然界或工农业

生产中的物理现象的主要因素，使它反复再现.其特点有二：一是可控制性；

二是可重复性.这样，就便于观察、测量，从而了解现象，取得资料•，发掘问

题.

实验能力，主要是指掌握实验技能和方法，自己制造实验观察条件，进行

操作，取得数据并进行处理，得出结论的能力.具体地讲，它包括有正确使用

基本测量仪器和基本设备，正确操作、观测、读取数据、正确处理数据、归纳

得出结论，并写出书面报告的能力.

（3）思维能力.

思维，是人脑对客观世界的一-种间接的、概括的反映，是将观察、实验所

取得的感知材料进行加工，上升为理性认识的过程.

思维过程，主要包括分析、综合、抽象和概括.

分析是在头脑中把整体分解为部分，即把整体的个别特性、方面分解出来.

综合是在头脑中把整体的各个部分或个别特性、方面联合起来.

分析和综合是相反的两个过程，但又有密切的联系.初级的分析和综合活

动，主要是对具体事物或现象的分析和综合，属于感性认识、表面认识范畴.高

级的分析和综合活动，则是对事物本质因素和内在联系的分析和综合，属于理

性认识范畴.

抽象是在头脑中抽出事物的一般的、本质的属性，并把它和其它属性区别

开来.

概括是在头脑中把抽象出来的各种现象或现象之间的共同属性结合起来，

并推广到同一类事物上去的过程.

抽象和概括，是在对大量事物或现象分别进行分析、综合活动的基础上，

总结出适用范围更为广泛的结论的过程.

概念的建立，以及推理得出规律，都是分析、综合、抽象、概括等思维过

程的结果.

中学物理教学中，应当在事物、现象的分析和综合的基础上，突出科学抽

象、概括和科学推理的方法.

①科学的抽象和概括.客观存在的事物、现象，往往是错综复杂的，由于

它处于多种条件下而且有多方面的特性.然而，在一定的现象中，并不是所有

的条件，所有的性质都起着同等重要的作用，因此，为了便于研究，采取暂时

舍弃个别的、非本质的因素，突出主要因素，这种科学的处理方法，叫做科学

的理想化.这是根据大量的物理现象和实验事实，经过分析、综合等思维过程,

对现实进行的一种高度抽象和概括.

中学物理所研究的物体和过程，多是利用科学理想化的方法建立起来的理

想化模型和理想化过程.例如，质点、刚体（有固定转轴的物体）、理想气体、

点电荷、光滑表面……这些研究对象都是理想化的模型；匀速直线运动、匀变

速直线运动、匀速圆周运动、抛体运动、简谐振动、等压变化、等温变化、绝

热变化……这些过程都是理想化的过程.

把复杂的、具体的物体或现象，用简单的模型来代替，可以简化问题、突

出主要因素，便于研究它的性质，便于找出其中的规律.研究理想化模型，一

方面具有现实意义，因为在一定范围内，或在要求误差允许的条件下，可以把

许多实际物体或现象，儿乎看作是某个理想化的模型来处理；另一方面，它是

一种重要的科学研究方法，因为解决了主要矛盾之后再考虑次要因素，问题就

容易得到逐步解决.

因此，在物理教学中，应使学生掌握这种科学抽象和概括的思维方法.首

先，应使学生明确物理概念和各种模型是根据哪些事实，是怎样建立起来的？

它的适用范围、适用条件又是怎样的？其次，应使学生学会把实际的物体或过

程，在某种条件下，看作是学过的模型中的哪个模型.这是运用知识解决实际

问题的关键.

②科学的推理.推理是根据一个或一些已知的事实或结论，得出另一个新

的结论的思维形式.按照思维进程的不同，推理可分为归纳推理、演绎推理、

类比推理.

a.归纳推理.归纳推理是由个别性的前提，推出一般性规律的方法.

归纳推理的思维过程是：根据观察、实验获得的资料，分别得知关于个别

事物的知识，再经过分析、综合、抽象、概括，得出一般性的规律.

归纳推理又可分为简单枚举归纳推理、完全归纳推理和科学归纳推理.

例如，根据天文观测得知：地球是绕太阳运动的；金星是绕太阳运动的，

于是得出结论：太阳系的所有行星都绕太阳运动.这种只根据一二个事例就推

出一般性结论的推理，叫做简单枚举归纳推理.

如果根据天文观测得知：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、

海王星、冥王星都绕太阳运动，于是得出结论：太阳的九大行星都绕太阳运动.这

种归纳推理叫做完全归纳推理.

显然，完全归纳推理具有不容置疑的意义.然而，这是一种理想化的推理,

是不现实的.在物理教学中，更不可能采用这种归纳推理方法.

枚举归纳推理所得的结论，并非完全正确.尚需经实践检验.在物理教学

中，采用这种推理方法，应向学生说明，所得结论必须要经过实验检验才能成

V-

如果不仅根据大量的实验事实，而且对每个事实进行分析、作出科学的解

释，然后进行概括，从而归纳出一般性的结论，这种归纳推理叫做科学归纳推

理.例如，通过实验发现：铁受热后膨胀，银、铜受热后也膨胀.经过分析知

道：铁、银、铜等金属受热后，分子运动加剧，反抗分子间相互作用束缚的本

领增强，从而分子间的距离增大，即体积膨胀.最后得出结论：所有纯金属受

热后，其体积膨胀.这在高中物理教学中是经常采用的.

b.演绎推理.演绎推理是从一般性的结论推出个别性的结论.

演绎推理的思维过程是：根据已知的一般性规律，通过分析，并限制条件,

运用数学的推导，得出个别性的规律.

例如，已知质点的运动学和动力学规律，可以推理得出质点的动量定理，

也可以推理得出质点的动能定理.它们分别描写力对时间积累过程和力对空间

积累过程的规律.

又如，电阻串联或并联的等效电阻与分电阻的关系式，也是根据一般性的

规律——欧姆定律和电荷守恒定律，限定了条件之后，运用演绎推理的方法得

出的.

这里应当指出：演绎推理得出的结论，仍应由实验加以检验，或经大量实

践验证之后，才能正式成立.

C.类比推理.类比推理是从个别的、特殊的结论，推出另一个别的、特殊

的结论，即根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其它属性也

可能相同的结论.

类比推理的思维过程是：从特殊过渡到特殊，主要是对两个对象进行比较,

由已知的相同点推出未知的、可能的相同点.

惠更斯把光现象与声现象进行比较，根据光也像声那样能够发生反射、折

射、衍射，从而推出光也是一种波动，提出光的波动说；德布罗意根据光的波

粒二象性而提出微观粒子也具有波动性，提出了物质波的概念，这些都是物理

学史上应用类比推理的方法提出假说的实例.

应当指出：类比推理所得的结论是或然的，是否正确仍需经过实践的检验.

提高类比推理结论的可靠程度的方法，通常是更多地比较两个或两类事物

的属性，比较的属性越多，属性间相互制约的情况越容易被看出，从而结论就

更趋于正确；或者通过寻找有无与结论相排斥的属性，这样就可以防止不正确

的结论出现.

在物理教学中，用类比推理讲述知识，既要注意相类比的事物间的相似之

处，也要注意事物之间的差异，因为差异可以限制类比的结论.

总之，培养学生的思维能力是教学工作的重要任务.正如中学物理教学大

纲中明确阐述的：“在物理教学过程中，应该通过概念的形成、规律的得出、

模型的建立……培养学生分析、概括、抽象、推理、想象等思维能力.”

（4）培养学生分析问题、解决问题能力.

掌握知识的目的，是运用它分析和解决有关的实际问题.结合物理学的特

点，培养学生分析问题和解决问题的能力应狠抓如下几个方面：

①了解物理现象，突出物理过程的分析.物理概念和规律，都是从一定的

物理现象和物理过程中抽象概括出来的.因此，只有分析清楚研究对象所进行

的物理过程的特点，才能选用它所遵循的规律，从而利用它们来解决问题.关

于如何培养学生分析物理过程，将在第三章中讲述.

②正确处理“变”与“不变”、“曲”与“直”的矛盾.在物理教学中和

在解决实际问题时，常常遇到“变”与“不变”、“曲”与“直”的矛盾.例

如，我们已经知道，物体（质点）在任何相等时间内通过的位移都相同的运动

（匀速直线运动）中，位移和通过这段位移所用时间的比值为一恒矢量.这个

恒矢量的大小反映了运动的快慢，其方向表示运动的方向.因此，这个恒矢量

是描写物体运动快慢和方向的物理量，叫做匀速直线运动的速度.

然而，对于在任何相等时间内通过的位移不相同的运动（变速直线运动或

曲线运动），如何精确地描写物体（质点）运动的快慢和方向呢？事实上，这

就出现了“变”与“不变”、“曲”与“直”的矛盾.也就是说，如何利用已

经会了的“不变”的、“直”的情况，来解决“变”的、“曲”的问题呢？

处理的方法是把整个过程分成许许多多的小过程，简称为分小段的办法.尽

管在整个过程中运动的快慢是不同的，路径也可能是弯曲的，但在每个小段过

程中，可以近似认为运动的快慢是不变的，小路径近似是直的（因为任何一条

曲线都可以看作是无限多个无限小的直线段所组成的）.这样，通过分小段的

办法，把“变”的、“曲”的看成是由许许多多“不变”的、“直”的所组成

的，从而在每一个小过程里，都可以按匀速直线运动来处理.小段分得越小（当

然所用的时间也越小），求出的速度就越接近实际情况.于是，我们分的小段,

或说选取的时间间隔小到这样的程度：你说它多小，它比你说的还小，但就是

不等于零.小到这种程度，就可以精确地描写物体在各个时刻的运动情况了.因

此，我们把这时间的速度叫做即时速度.

这种分小段，或先分小段再取总和的措施，对解决类似问题具有普遍意义,

在物理学的其它部分里也经常用到.

③解决复杂问题的方法.对于一个复杂的运动过程，可以看作是儿个简单

运动的合运动.例如，平抛运动可以看作是一个水平匀速直线运动和一个竖直

向下的自由落体运动的合运动；斜抛运动可以看作是一个水平匀速直线运动和

一个竖直上抛（或下抛）运动的合运动；匀速圆周运动也可以看作是相互垂直

的两个简谐振动的合运动，用数学表示为

x=Rsin3t,

y=Rcos3t.

在以上两个方程中消去时间t,可得

x2+y-R2.

显然，这是圆心在坐标原点、半径为R、角速度为3的匀速圆周运动的轨道

方程.

这种把一个复杂运动看作成两个或几个分运动的合成的研究问题方法，对

物理学和其它领域都有重要意义.

对于综合性的问题，也可以看作是由几个物理过程组成的，并找出两个相

邻物理过程之间的联系点，这样，便可逐一地解决.

此外，还要不断地提高学生运用数学进行定量计算的技能.熟练的、准确

的、巧妙的数学计算，往往可以迅速地解决一些复杂的物理过程所提出的问题.

最后，应当指出，培养学生观察、实验能力，思维能力和分析问题、解决

问题能力，这儿个方面并不是孤立的，是紧密联系、彼此促进、相辅相成的.在

物理教学过程中，应贯彻始终.

3.培养学生高尚的思想情感

情感，是人对客观事物或现象是否符合需要与愿望而产生的态度的体验.凡

能符合或满足人的需要的客观事物或现象，就能引起人的积极态度，从而产生

肯定的情感，如愉快、热爱等，反之，就引起人的消极态度，从而产生否定的

情感，如悲伤、厌恶等.

情感是伴随一定的认识过程（感觉、知觉、思维等）产生的，又随着认识

的发展变化而改变的，并且和人的社会观念及评价系统分不开的，它反映着个

体与社会的一定关系.

社会情感可分为理智感、道德感、美感等.

理智感，是在智力活动过程中，认识和探求的需要是否得到满足而产生的

一种情感.积极的理智感表现形式有好奇、求知欲望，热爱学习等.只有浓厚

的理智感，才能发挥出巨大的力量.

道德感，是人们根据一定的道德行为标准，评价自己或别人的言行所产生

的•种情感.社会主义道德感主要包括爱国主义和国际主义，集体主义和荣誉

感，同志友谊感，社会劳动的责任感和义务感等.

美感，是由审美的需要与观念是否得到满足而产生的情感.可使人精神振

奋，积极乐观，对两个文明建设起促进作用.

积极的情感，对促进学生德、智、体、美全面发展，起着极为重要的作用.

培养学生高尚的思想情感，应从学生个性心理特征出发，紧密地结合物理

教学内容，生动活泼地进行.正如中学物理教学大纲中所规定的：

“要注意培养学生学习物理的兴趣；要重视科学态度和科学方法的教育；

要鼓励独立思考和创造精神.要结合物理教学进行辩证唯物主义教育和爱国主

义教育.”

兴趣，是人要求认识客观事物、获得知识的一种心理表现，是一个人获得

知识、开阔视野、丰富精神生活内容、推动学习的一种最实际的内部动力.

态度，是个人对事物（包括对人）的比较持久的肯定或否定的内在反应倾

向.科学态度，主要是指尊重事实、实事求是、严肃认真、按科学规律办事的

态度.培养学生相信科学，热爱科学，鼓励学生提出问题和发表自己的看法，

组织他们进行必要的讨论，并尽可能地组织各种形式的课外活动，充分发挥学

生的主动性和创造精神.

进行爱国主义教育，主要介绍科学家热爱祖国的事迹，介绍我国历史上的

科学技术贡献，介绍我国现代化的科学技术成就，讲述祖国和家乡建设的发展

前景，及其对青年一代的殷切期望，培养学生的民族自豪感和社会责任感，以

及自强不息的精神，对社会主义祖国的热爱，为祖国和家乡的繁荣富强而努力

的志向.

进行辩证唯物主义教育，主要是通过物理教学潜移默化地使学生了解世界

是物质的，物质是运动的，运动形式是多种多样的，物质运动的变化是有规律

的，这些规律是可以逐渐认识的，人们可以通过认识和掌握这些规律来利用自

然、改造自然.

实际上，物理教学本身处处都渗透着辩证唯物主义世界观教育.从内容上

看，物理学的科学体系本身，各部分之间的内在联系就是辩证的；从研究方法

上看，物理学是从直观的实验、观察，到思维加工、总结出规律，再回到实践

中检验和运用，正是体现着辩证唯物论的认识论；从教学方法上看，把课堂讲

授和实验课，习作课，课外活动有机地结合起来，引导学生动手、动脑，自觉

地探索知识、运用知识，也正是以科学的态度，按照认识论的规律处理各个教

学环节的关系.

在物理教学过程中，应当充分利用上述的有利条件，有意识地对学生进行

辩证唯物主义世界观的教育.对初中学生，着重于观察、实验，增强感性知识,

进行定性分析和形象思维的训练，激发学生学习的兴趣，养成善于观察，勤于

思考，动手实验的习惯；对高中学生，则应进一步培养他们观察、实验能力，

并加强理性认识和抽象思维的训练，激发学生具有饱满的学习情绪、顽强攻关

的意志，提高认识事物、探索知识、运用知识解决实际问题的能力，养成热爱

学习、勇于实践，积极进取的精神.

总之，应当通过物理教学的各阶段，各环节，渗透对学生的思想教育，培

养学生高尚的思想情感.

第二章中学物理教学过程

正确认识和理解中学物理教学过程，认识中学物理教学的特点和规律，理

解和掌握中学物理教学原则，对于正确而有效地进行教学工作，不断提高教学

质量，具有重要意义.

§1物理教学过程

教学过程本质上是一种认识过程，不过这种认识又有其特殊性，不同于一

般的认识和其它形式的认识.其特殊性就在于它是学生个体的认识，是教育的

认识.这种认识具有三个基本特点，即间接性（主要是学习间接经验）、指导

性（学生的认识是在教师的指导下进行的）、教育性（学生进行认识的过程同

时是使学生在德、智、体、美、劳各方面得到发展的过程）.

依据上述的基本观点，物理教学过程是物理教师通过各种途径，使学生认

识物理客体，完成物理教学目的，即使学生掌握物理基础知识、技能、方法，

发展学生观察和实验能力、思维能力、运用知识分析问题和解决问题的能力，

促使学生形成辩证唯物主义世界观的过程.

一个教学过程，是由多种因素构成的，这些因素之间有着密切的联系，形

成整体功能.在物理教学过程中，存在着三个最主要、最基本的因素，即主体、

客体和媒体.这三个因素的基本关系是：认识的主体是学生，这是被教育的对

象；认识的客体是自然界和社会中有关事物和现象，以及人类的思维；促进学

生主体认识客体的一些媒体，是指教师、教材、设备……，其中教师是

主要的媒体.有了这三个方面，物理教学就可以构成一个整体，也就形成

为一个结构.这个结构就可以发挥其教育的功能了.这三方面因素，存在着必

然的、内在的联系，它们之间的相互联系和相互作用就构成了一个完整的教学

系统.

由于人们对这“三体”在整个教学过程中所处的地位有不同的认识，从而

导致了不同的教学思想和不同的教学方法.

忽视学生学习的主动性，否定学生的主体地位，过分地强调教师的作用，

而认为教师的讲解是学生获得知识的唯一途径；或者，忽视教师的作用，否定

教师这一主要媒体的地位，过分地强调学生的主动性，而认为教师不必讲解，

完全靠学生自己去发现问题、解决问题，获取知识.以上两种教学思想和教学

方法，都是片面的、不正确的.

狭义地理解“知识”的含义，把学生认识的客体，只简单地认为是几个定

义和儿个公式，以及儿种操作技能，忽视科学思维的地位和作用，等等，也是

片面的、不正确的.

由此可见，只有正确地认识“三体”在整个教学过程中的地位和作用，正

确地处理好“三体”彼此之间的相互关系，才能发挥各自的作用，使各个因素

之间形成最佳的组合，发挥出教学系统的最佳整体功能.为此，应当明确：

第一，学生作为认识的主体，应理解为他们是培养、教育的对象.学生要

在教师的指导下，发挥主观能动性，完成认识客体的任务，同时发展智力.

第二，学生认识的对象（客体），是以间接的、系统的知识（包括科学思

维等）为主.

学生的认识对象，主要是经过前人无数次实践总结慨括出来的成果.中学

生的学习任务，是学习间接知识，接受真理，而不是发现真理.学生学习的知

识是根据社会的需要，从人类知识宝库中精选出来的、最基本、且能够接受的

材料.教学中组织学生参加一些实践活动，或在课堂内做探索性的实验，是给

学生创造学习环境，提供更多的感性知识、思维材料］加深对所学知识的理解

和巩固，熟悉和掌握认识问题、处理问题和解决问题的科学方法，为掌握知识,

发展能力，形成科学的世界观打好基础.

第三，教师是整个教学过程的组织者和学生学习的指导者.

教师首先要认识客体，根据教学要求，充分发挥教学设备、教材等其它媒

体的作用，创造设定的教学环境，深入了解学生的特点，激发学习兴趣，引导

学生积极思维活动，这是提高教学质量的关键.

教师之所以要发挥主导作用，就是因为在教学过程中，教师是直接担负着

落实教学目的、完成教学任务的设计者和组织者.学生学习兴趣、情绪、意志

的培养，知识的掌握，能力的发展，都决定于教师的水平，教师发挥主导作用

的程度.

总之，教学过程是学生在教师指导下，在特定的教学环境中掌握知识、技

能和方法，发展能力，养成科学的态度和科学的作风的过程.教师要发挥主导

作用，首先必须认识物理客体（物理学的内容、特点和思维方法），深入了解

学生；在此基础上，创造物理学习环境，认真处理教材，选择教学手段和教学

方法，达到预期的教学目的.

§2中学物理教学原则

教学原则是教师在教学的全过程中必须遵守的准绳.

关于各个学科教学的一般原则，在教育学中已作了详尽的论述.物理教学

中当然应该贯彻.然而，由于各个学科的教学具有共性之外，还有各自的特点,

所以，在各科教学中还应突出其中的儿项原则.

根据物理教学的目的和学习物理的方法，中学物理的教学原则应突出的是:

科学性原则，生动的直观性原则，启发积极思维原则，理论联系实际原则.

1.科学性原则

科学性原则是对一个物理教师搞好教学的最起码的要求.它主要从两个方

面体现出来.

（1）教师对讲授的物理内容必须做到正确无误.

对于任何一个物理概念、规律，都必须确切地理解，正确地表达，不应有

科学性的错误.那么，什么是科学性错误呢？让我们分析下面几个例子.

例1在儿何光学教学中，当讲到光的折射成像时，通常用到在水面斜上方

观察水中物体的例子，结论是由于光的折射作用，在水面斜上方看到水中的物

体是“升高”了.但是，同一个结论可

能画出三个不同的光路图，如图2—1（a）、（b）、（c）所示.图（a）

中物体“升高”到左上方；图（b）中物体“升高”到正上方；图（c）中物体

“升高”到右上方.然而，在--定条件下进行观察，例如都从水面右上方观察,

结果只能是一个.也就是说，三个图中只有一个图是正确的，另外两个图都是

不正确的.究竟哪一个正确，请读者自己考虑.在教学中，教师尽管不必给学

生推证上述结论，但却不能画错.否则，就是犯了所谓的科学性错误.

例2有两个平面镜M和N,它们之间的夹角为九在其中放一点光源S,试

求点光源总共能成儿个像？

对于0=90°的情况，如图2—2所示.很容易证明，S对M镜成像为8；S

对N镜成像为S2；Si对N镜成像为工,4对M成像也为£.于是，成像的个数n=3.然

而，如果由此便给学生总结出成像个

数的公式n=k-l,则是不科学的.

图2-2

这个■仑对8=90°的情况，n=W?-l=3,是正确的.然而，当8=

120°时又怎样呢？如果点光源S位于两镜面夹角的平分线上，如图2—3

(a)所示，则S对M镜成像为S；S对N镜成像为£；Si和

S2分别位于避竟和M镜的镜面延长线上，不再成像，从而符合n=1|^

T=2.但是，如果点光源S不在两平面镜夹角的平分钱上，如图2—3(b)

所示，则S对M镜成像为，；S对N镜成像为工；而£对N

镜还可以成像为$3,因此n卢2,而是等于3.“公式''n=等-l就不

再是正确的了.这种在逻辑上称为用枚举法的不完全归纳所得出的结论，

并不是永真的.

图2-3

例3在一悬线的下端挂一个质量均匀的金属空心球，球内充满水，

构成一个单摆.如图2-4所示.悬点A到金属球球心0的距离而=1.

当它做简谐振动时，其周期为

1二2限

如果盛水的空心球底部中间有一个小孔，水从小孔不断流出，其周期T将

如何变化？

有的答案是，在单摆运动过程中，随着水从球内流出，周期逐渐变大，直

到水流完时，恢复为原周期.这是因为：单摆的摆长是由A点到摆球质心0（该

质心是空心球和满球水的公共质心）的距离，当尚未流

出时，摆长为1,单摆的周期由T=2元《决定.当摆球摆动时，球内的水

从小孔慢慢流出，这时，空心球的质心仍在球心，而球中的水由于不断减

少而引起水的质心降低，那么，空心球和水的公共质心（即摆球质心）也随之

降低，致使摆长变长，周期慢慢变大，直到水全部流完后，空心球的质心就是

摆球的质心，又回到0点，摆长恢复为1,所以周期恢复为原周期.

乍看起来，这是一个合乎逻辑的解释，但是，实际上是错误的.错在质心

的改变上.在水开始流出的前一个阶段，由于水的质心降低，确实引起空心球

和水的公共质心慢慢降低，摆长变长，周期变大.然而，不要忘记，空心球的

质量是不变化的，因此，公共质心不是随着水不断流出而始终降低，而是降低

到一定程度后（注意，水并没有全部流出），公共质心又逐步上升，直到水全

部流出时，公共质心就是空心球的质心，即又回到水未流出时空心球和水的公

共质心0点.这就是说，在水不断流出的过程中，周期变化的过程是：从原周

期先增大，增大到一定程度以后（这时水并没有全部流完），再减小，直到恢

复原周期.

由此可见，原来的解答是有科学性错误的.然而，仔细推敲一下，这个题

目本身也是有问题的.问题在于什么是单摆.我们知道，单摆是一个理想化模

型，它的装置是一根不可伸长的轻绳（质量忽略不计），上端固定，下端悬挂

一个可视为质点的摆球.题目中给出的装置，在摆球的大小远远小于悬线长度

时，球中的水并不流出的情况下，则可以看作是一个固定的单摆.当它摆动时,

如果摆角小于5°,则其摆动的周

期可按r=2兀（来计算.然而，文睬在摆动过程中，球中的水不断流出，

又不忽略摆球质心的微小变化，则该装置就不是一个固定的单摆了，只能

是在某一时刻就相当于一个摆长的单摆，过一瞬间，这个单摆就消失了，又相

当于另一个摆长的单摆，……也就是说，题目研究的是“瞬时单摆”的情况.“瞬

时单摆”的周期有什么意义呢？又怎样用实验测定呢？在教学中讨论这样的问

题，是无益的，且混淆学生对单摆的认识.因此，题目本身是不妥的.

为了防止教学中的科学性错误，要求物理教师要有高一级的物理知识水

平.只有教师对知识理解得透彻，掌握得牢固，才能在讲授时深入浅出、通俗

易懂，且无科学性错误.

这里，应当指出：我们所说的科学性原则，主要是指科学内容上要正确无

误，并不意味着不分对象，不分学习阶段，单纯地追求严格性.要知道，严格

是相对的.对某一概念或规律，从初中的定性说明，到高中的定量表述，内容

的深度和严格的程度，显然是不同的，但必须都是正确的.

例如，在初中讲授功的概念时，只讨论恒力的方向跟物体位移方向一致的

情况，得到

W=F・s.

即外力对物体所做的功等于物体所受的外力与在该力方向上的位移的乘

积.到高中阶段，进一步考虑恒力的方向跟物体位移的方向有夹角。的情况，

从而涉及到力的分解，得到

W=F,scos0.

两者严格的程度虽然不同，但都没有科学性错误.

又如，讲能量概念时，通常说“能够做功的物体都具有能量”，这虽然不

是能量的确切定义，但考虑到中学生的理解能力和接受情况，这样讲法是可以

的，不能算是科学性错误.但是，如果说“物体有能量就有功”或“物体能量

小就一定做功少”，等等，却都是错误的.

再如，在初中讲“大气压是由大气层的重量产生的”，虽然这不是大气压

产生的实质，但这种说法是可以的.然而，如果讲“密闭容器里的气体的压强

是由其重量产生的”，则是荒谬的.

(2)阐述物理概念和物理规律要有充分的事实依据.

所谓充分的事实依据，包括直接观察的现象和实验事实，也包括已有的知

识结论.

有许多物理现象是日常生活中常见的，学生可以体验得到的.例如，用手

拍桌子时，手的疼痛感觉告诉我们，当手给桌子一个作用力时，桌子也给手一

个作用力；当你直立在黑板前，水平用力推黑板时，黑板将会把你推倒.这些

事实说明两个物体间的作用是相互的，力是同时成对出现的，而且分别作用在

两个不同物体上.这种结论的事实依据是充分的.至于作用力和反作用力的量

值关系，则还必须要用另外的定量实验来说明.

还有很多物理现象是学生不能亲身感受到的，这就必须通过实验令学生观

察.例如，讲授电流周围存在有磁场这一内容，如果只是把结论讲给学生听，

由于学生以前没有感性知识，现在也没有亲自观察过，只能是生记硬背，这样

的教学是缺乏科学性的.这时，我们可以把若干个检验磁针摆放在通电导线的

周围，或者在一个垂直通电导线的平面上放置一些铁屑，磁针的摆动取向或铁

屑的有秩序的排列，为我们阐述电流周围存在磁场提供了充分的事实依据.实

际上，这也是培养学生实事求是的科学态度的重要途径.

2.生动的直观性原则

学习物理，首先就要对事物和物理现象进行细心的观察，包括在课堂上和

在实验室里通过实验进行观察，使学生具有生动的、具体的感性知识.这是获

得知识的源泉，提供思维加工的丰富资料.因此，在物理教学中，教师必须创

造条件，使客观事物、现象形象化，便于学生观察、想象.只有这样，才有利

于学生了解物理现象，发掘问题，取得数据，进行思维加工活动，从而建立概

念和规律，以及运用，这就是生动的直观性原则的目的.

例如，有的教师在讲授电流表时，发给每个学生一块电表和•把小改锥，

令学生在课堂上亲自动手打开电表的后盖，观察电表内部的结构.在学生已获

得感性知识之后进行讲授，效果很好，甚至有些内容，如调零点的螺丝等等，

教师不需要再讲，学生