【名校推荐】破解新课程高中物理教材(6)速度.docx
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1、,名校名师推荐 ,破解新课程高中物理教材(6)速度关于速度概念的提出、定义等关于速度这个物理量的内容,新老教材中有较大的区别。老教材是在匀速直线运动的介绍中提出速度的概念, 给出速度的定义, 然后又在变速直线运动中给出平均速度和瞬时速度的概念和定义。对瞬时速度,老教材只给出一个定性的描述(物体在某一时刻或某一位置时的速度,叫瞬时速度),不作定量要求(不提及极限思想)。这样处理,在速度的定义上比较严格,学生应该也比较容易接受;欠缺是速度的定义有条件限制,即是匀速直线运动的速度。后面在变速运动中,教材对速度概念的拓展一笔带过,比较含糊,逻辑上是不严密的。可以说,老教材对速度概念的表述停留在较低的层
2、次上,不太注重理论上的高度和逻辑上的严密似乎有新课程的风格。原教材和新教材中速度概念是单独给出的, 新教材中专门有一节 “运动快慢的描述速度”,介绍了速度、平均速度、瞬时速度等概念和定义,给出速度定义时不提及运动形式, 也就是不作任何限制, 介绍瞬时速度时提到了极限思想 (还在“说一说”中介绍了费曼关于瞬时速度的一个笑话)。新教材这样的处理, 似乎是想要避免老教材中速度概念表述上的不严密, 即不是在一种特定的运动中去定义速度,而是提出一个普适的速度定义。但这样做是否就严密了?我看未必。一步到位,操之过急新教材独立于具体的运动形式而直接提出一个速度定义: 物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比
3、值表示物体运动的快慢,这就是速度。令我非常疑惑的是, 这样定义的这个速度到底是什么?如果是在匀速直线运动中,这个比值就是速度,既是平均速度也是瞬时速度;如果是在变速直线运动中,这个比值是平均速度;如果是在曲线运动中,这个比值还可以叫做平均速度,但实际上已无多少实际意义。当然,正如教材后面提到的,如果这里所取的时间非常非常小,则不论是什么运动,这个比值都可以叫作瞬时速度,也即速度。问题是,教材上提出 “位移与所用时间的比值就叫速度” 时是没有任何前提的,这个不基于任何运动形式的、高度概括的、笼统而抽象的速度到底是什么?新教材的用意似乎是要求学生对速度概念的理解一步到位,一开始就掌握速度这个物理概
4、念的全部含义。而新课程是明确反对在物理教学上搞一步到位的。新教材在介绍瞬时速度时,提到了极限思想,似乎也有一步到位之嫌。瞬时速度实在是很难用初等代数来定义的,所以只能说“非常非常小”的时间,至于小到什么程度才算“非常非常小”,教材不作说明,其实也无法说明。实际上,大和小本身就是相对的,到底多短的时间是“非常非常小”是因具体情况而异的,并不见得一定要很小。瞬时速度只能借助高等数学才能定义清楚,可是高中生没学过微积分,所以这个时候想要学生一步到位地理解,是有点操之过急了。先有具体,才能有抽象- 1 -,名校名师推荐 ,而我认为,问题还不全在于操之过急。抽象应以大量的具体为基础, 过去有句话,叫“先
5、要把书读厚,才能把书读薄” ,说的就是这个意思。先要读厚,就是先要有大量的具体、感性的认识,再读薄,就是产生抽象的理性的认识。在我看来,高于任何运动形式之上的、笼统而抽象的“速度”是否存在,都是值得质疑的。实证思想是科学精神的重要方面, 物理学研究的对象首先必须是可观测的。 物理学研究的是具体的、可观测的运动(如匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动等),而不是包含一切形式的、抽象的哲学意义上的运动。从物理学的角度,那样的运动是不可观测的,也就是不存在的。因此,物理学中也不存在一个能涵盖一切运动形式的、抽象的速度。物理学发展最终形成的速度概念,只是反映了各种具体运动共同特征的一个物理
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