湯晶晶

摘? 要 物理公式可以看成是物理規(guī)律的濃縮與精華，是物理學習中的主要內容。以“速度”為例，對物理公式的學習記憶方法展開討論，同時根據調研結果，提出物理公式教學與學習方法的幾個選擇問題。

關鍵詞 物理公式;速度;實驗記憶法

中圖分類號：G633.7? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）03-0093-03

1 物理公式學習的重要性

中學物理教學的主要內容之一是物理概念和物理規(guī)律，而在物理概念和物理規(guī)律教學中必不可少的內容是物理公式的教學。初中階段，隨著學習內容逐漸深入，學生就要開始接觸大量的物理概念和物理規(guī)律，相應的物理公式也比較多，而這三者是密不可分的，物理公式是連接物理概念和物理規(guī)律的紐帶，在一定程度上反映物理的本質，因此，物理公式也是學生學習的重點和難點內容。透過現象看本質，一串串小小的字母展示著無窮的魅力，體現了物理的概念、規(guī)律和本質。

物理公式看起來是由簡單的字母組成的，而每個字母都有它的意義。因此，學生只靠簡單的公式記憶去使用物理公式，必然會遇到一定的問題，這些問題歸納起來有如下幾點[1]：

1）機械背誦，不理解物理意義;

2）生硬地使用公式，不夠靈活;

3）公式中單位換算經常搞錯，換算能力較差;

4）同一公式表述，字母不同就不懂。

以上四個問題是很常見的物理公式學習中的問題。根據學習及教學經驗，筆者發(fā)現其實每個物理公式都有一個使用范圍，恰恰是這點，有些學生會忽略，或者是不清楚物理公式中存在變形，變形后的物理公式的使用范圍可能會變化。

基于現在的評價體系，物理公式是學生用于解題的工具，而對物理公式的學習，將關乎于學生對物理概念的理解、物理規(guī)律的應用、物理本質的熟知，直接影響學生的成績評價。由此可見，學好并記憶物理公式意義重大。

筆者在閱讀了吳躍忠老師對“不同認知水平對數學公式學習的影響”的相關研究文章[2-3]之后，認識到從重視數學公式學習的側面也反映出物理公式學習的重要性，同時思考如何在物理教學過程中幫助學生化解公式學習的諸多問題。

2 物理公式學習的方法

對初中生而言，“速度”不是一個陌生的詞匯，而在學習過程中是他們第一次接觸到比值定義法，是他們第一次體驗到物理實驗規(guī)律可以用數學表達式完美地呈現。通過蘇科版《物理》（八年級上冊）第五章第二節(jié)中的“速度”的學習，他們也是第一次體會到數學公式與物理公式的不同，體驗到了復合單位的美妙。針對以上在物理公式學習中出現的問題，對以下幾種學習方法進行探討。

概念記憶法? 通過多年的數學計算，學生對“速度”一詞比較熟悉，基本上都知道速度等于路程除以時間。但是在物理課中，速度是描述物體運動快慢的物理量，其大小等于物體在單位時間內通過的路程。對比發(fā)現，學生的前概念與書上的表述是有出入的。

首先，就是關于單位時間的解釋。在物理中，單位時間可以指1秒、1分鐘、1小時、1天、1月等。通過這些舉例，讓學生感受到單位時間就是將時間化成單位1。

其次，在物理速度概念中，“單位時間內的路程”明確了路程與時間必須是針對同一個物體，在同一個研究過程中才可代入計算。

通過概念講解與記憶，可以幫助學生理清物理公式的意義，注意公式使用的條件。同時，概念法也最容易搞清楚各個物理量的符號以及對應的單位。

根據概念，速度=路程/時間，速度（velocity）用v表示，路程（distance travelled）用s表示，時間（time）用t表示，所以速度公式可以寫成。當物理公式用符號表示時，一切都簡潔了，而且物理量的符號大都是英文首字母，同時根據公式清晰反映出速度的單位=長度單位/時間單位。因此，要弄清各個物理量的概念、意義，當代入公式時，用字母符號、單位也就很清楚了。

實驗記憶法? 蘇科版書中設置了兩項實驗活動，分別是“比較紙錐下落的快慢”和“測量紙錐下落的速度”?！氨容^紙錐下落的快慢”活動旨在“速度”概念的建立。

觀察圖1中大、小紙錐下落的情形：

（1）讓大、小紙錐底部在同一高度如位置1同時下落，當它們落到各自空中位置2時，你能判斷出離地面較近的小紙錐運動得較? ? （快/慢），這時你判斷的依據為：在相同? ? 內比較? ? 的長短來比較快慢。

（2）讓大、小紙錐底部在同一高度如位置1同時下落，你能判斷出先落到地面的小紙錐運動得較? ? （快/慢），這時你判斷的依據為：在相同? ? 內，比較? ? 的長短來比較快慢。

（3）如果將兩個紙錐從不同的高度同時釋放，怎樣比較它們的快慢？

通常情況下，經過（1）（2）問題的討論，學生會得出比較物體運動快慢的兩種方法：相同的時間比路程;相同的路程比時間。經過前兩個問題的過渡，針對問題（3），學生會提出的方法有：用高度除以時間，比較值的大小，值大的運動快;或用時間除以高度，比較值的大小，值小的運動快。

經過梳理會發(fā)現，這兩種方法都可以表示運動的快慢，但是物理學中用的就是“相同時間比路程”，即“用高度除以時間，值越大運動得越快”來表示物體運動的快慢。學生在這個環(huán)節(jié)會有疑問，因此需要讓他們理解物理學的定義是為了更好地去研究、去解釋所有想象，一切都想化繁為簡，所以哪種方式便捷，更符合人們的日常認識思維，就會去選擇它。

通過實驗，學生會體會到科學探索的過程，更能夠理解公式的來源，便于記憶和運用，在運用中領略各個字母的意義與魅力，理解物理計算與數學運算的差異和復合單位的由來。

“測量紙錐下落的速度”實驗，一方面培養(yǎng)學生設計實驗并開展實驗的能力和對數據的處理能力，另一方面強化學生對速度公式的理解與運用。

圖像記憶法? 圖像記憶法本質是數形結合思想在物理公式學習中的應用。當某個物體以速度v做勻速直線運動，經過t時間后，運動的路程為s。常見的兩種圖像如圖2、圖3所示。

根據圖2，學生可以得出s與t成正比，即s與t的比值是一個定值，在物理學中這個值就是速度v，因此，公式可以記憶成。

根據圖3，學生可以發(fā)現速度v與時間t圍成一個矩形圖，他們已有“矩形面積”等于“長”乘以“寬”的前概念，根據圖形遷移過來發(fā)現：矩形圖形中“長”對應的是“時間t”，“寬”對應的是“速度v”，那圍成的“矩形面積”就相當于“路程s”，所以得到s=vt。

結合圖像記憶公式，使學生頭腦中形成畫面感，也使學生認識到物理與數學的聯(lián)系，可以利用已有的數學知識輔助物理公式的學習。

公式推導法? 公式推導法建立在原始公式的基礎上，對原始公式進行變形，增強公式之間的聯(lián)系，從而收到公式記憶事倍功半的效果。

速度的原始公式，根據這個公式變形，可以得到路程s的計算公式s=vt，時間t的計算公式。

在公式變形中要強調各個物理量的符號和意義，明確公式使用的條件，目前在速度公式中還未體現，但在后續(xù)學習中遇到的公式變形就有重大體現，如柱體壓強公式等。

對比記憶法? 初中階段物體的運動重點強調直線運動，其中又被分為兩大類：一是勻速直線運動;二是變速直線運動。

1）勻速直線運動：速度保持不變，有。

2）變速直線運動：因為變速直線運動比較復雜，所以引入平均速度粗略地反映物體運動的快慢，有。

雖然這兩個公式的意義不同，但是可以對比記憶，求同存異，強化對公式的理解與使用。

3 公式學習方法調查及應對策略

調查結果? 公式的記憶方法有很多，據相關學者研究發(fā)現，口訣記憶法以及象形記憶法[4]也是很不錯的選擇，不過使用不是很廣泛，具有一定的局限性。為了了解學生對這五種記憶方法的接受度以及使用程度，做了相關的使用情況調查。編制“物理運動學公式學習興趣水平調查”問卷，共13題，以發(fā)放問卷形式進行統(tǒng)計調查。此次問卷的重測信度為0.993，在0.01顯著性水平上高度相關;其兩次測量的內容一致性α系數為0.996。

根據此次調研結果可以發(fā)現，學生在記憶物理概念、物理規(guī)律以及物理公式方面，還是偏愛記憶物理公式;在記憶物理公式的五種方法中，對實驗記憶法、推導法、對比記憶法比較熟知，但是在選擇記憶物理運動學公式方面，比較喜歡用實驗記憶法、圖像記憶法、推導法;而教師在講授物理運動學公式方面，主要采用概念記憶法、推導法、圖像記憶法。由此可見，教師選擇的教學方法并不是學生比較容易接受的。數據也反映學生認為實驗記憶法更使得他們容易記憶物理運動學公式，而且希望教師在講授時多做實驗。

根據調查發(fā)現，教師與學生在選擇的方法上出現不同，其原因是多方面的：

首先，教師根據自身的分析與考慮，采取的方法不一定適合學生，帶有一定的主觀性;

其次，教師與學生的知識背景和經歷是有差別的，因此在認知上有一定的差異性;

最后，學生與學生之間也有異質性，不同學生的選擇也有一定差別或者某種傾向。

應對策略? 為此，針對物理公式學習遇到的問題，可以采用如下策略[1]：

1）避免形式主義，在課堂教學中應使學生弄清楚每個公式中的每個字母的物理意義;

2）注重概念教學，聯(lián)系以前所學知識，能夠使學生主動推導公式;

3）結合實驗演示和理論解釋，從感性和理性兩方面使學生理解記憶公式;

4）抽絲剝繭，找出最原始的基本公式，讓學生掌握其中的物理意義，減輕記憶負擔;

5）類似的公式應加以比較，讓學生形成認知沖突，從而加深對兩者的記憶;

6）平時要注意公式的復習，也可通過習題作業(yè)分析使用，加強對公式的記憶。

4 結語

總之，在以后的教學中，教師在講授公式的時候要多從實驗角度出發(fā)，多做實驗，這樣一方面可以激起學生學習物理的興趣，另一面是盡可能選擇學生最容易接受的物理公式記憶方法，而這也是符合學生認知的一種方法。在一定的實驗情境下，學生更容易理解物理現象，那么自然對公式的記憶更加牢固、長久。■

參考文獻

[1]謝知憲.我怎樣指導學生掌握物理公式[J].物理，

1956（12）：750-751.

[2]吳躍忠，王雅春.數學教師教法選擇與學生反應的差異性實驗研究[J].數學教育學報，2008，17（1）：56-58.

[3]吳躍忠，葛鴛鴦，莫雷.不同認知水平的解答編碼對數學公式學習的影響研究[J].數學教育學報，2011，20（3）：30-33.

[4]楊志廣.幾個物理公式的記憶方法[J].天津教育，

1983（10）：43.