加强物理单位教学的策略

□海南省三亚市教育研究培训院 董时平

在物理学中物理单位有着十分重要意义，而中学物理中有关单位的教学又是一个重要的知识点，如何作好物理单位的教学，为以后的学习和生活服务，确实应该引起广大教师的重视。下面笔者就如何加强物理单位的教学谈几点策略。

一、加强对物理单位意义的教学

物理单位可以表示重要的意义，表示事物某一方面的属性，譬如公斤是表示物体质量的单位，米是表示长度这一物理量的单位，等等。

在处理物理数据时一定不要忘记相关的单位，否则将会出现很重大的错误。如只说一个人有170，而不注明单位，至于是说该人有170公斤呢还是有170厘米，还是其它的方面，叫人难以理解。但如果注明单位是厘米，则很容易知道该人身高是170厘米，就不会引起歧义。

在中学生刚接触物理课时，众多的物理课本都将单位的意义作了重要的介绍。教学中要引导学生明白物理单位的存在并不是可有可无的，而是具有十分重要的意义，引起学生对物理单位的重视。

二、重视国际单位的介绍

1.重视国际单位的意义。

长期以来，世界上各国在各方面所用的单位都不一样，在国际交流中，为了便于直观比较和换算，国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫国际单位制（internationalsystemofunits，简称SI）。目前大多数国家和地区已经采用国际单位制，我国的法定计量单位也是以国际单位制为基础的。

2.重视物理量及其基本主单位的介绍。

目前国际单位制共有七个基本的主单位（见表1），也是常用的单位，以它们为基础可以组合成很多种复合单位，这些单位及其所属物理量的符号，在教学中要根据教学进度介绍给学生，并逐步让学生学会用符号表示物理量。在平常学习和生活中要学以致用，并在用中学，从而逐渐熟悉并巩固这些知识。

表1 国际单位制的七个基本单位

3.倍数单位的用法介绍。

国际单位制是由国际单位主单位和其倍数单位组成，倍数单位包括十进倍数单位与分数单位，词头用于构成十进倍数单位与分数单位，在中学物理中常用的词头符号有兆（M）、千（k）、分（d）、厘（c）、毫（m）、微（μ）、纳（n）、皮（p）等。在使用词头时应将词头符号与所紧接的单位符号作为一个整体对待，它们共同组成一个新的单位，即十进倍数单位与分数单位。［1］

如以常用的长度主单位“米”为基础，［2］运用词头扩展使用长度的倍数单位，引导学生熟悉用词头组成新单位的方法。1km＝1000m＝103m；1dm＝0.1m＝10-1m；1cm＝0.01m＝10-2m；1mm＝0.001m＝10-3m；1μm＝0.000001m＝10-6m；1nm＝0.000000001m＝10-9m。

4.特殊单位的读写介绍。

在学习与生活中，要注意一些特殊单位的读写，如复合单位等。

如℃读摄氏度，“℃”是一个整体，［1］大写字母“C”和其左上角的小圆圈“°”是不能分开写的，所以18℃不能写成18°C；18℃读作18摄氏度，不能读为18度，也不能读为摄氏18度。

还有一些复合单位的读写，也需要注意,如表2。

表2 复合单位读写表

5.联系生活加强对单位大小的感知教学。

联系生活应用，引导学生感知某些单位大小，并形成直接的印象，有利于教学与生活。

如长度单位有米，千米、公里、厘米、毫米等，可引导学生发现生活中长度各单位的应用，如观察与测量哪些物件有1米高或长，体验50米或100米跑道的长度，走1公里长的路，增强学生对现实世界的长度大小的感知与体验。还有速度的单位的米/秒，千米/时，公里/时，在教学中也可以联系生活速度的例子开展教学，如行走与跑步的速度，小汽车的速度等。同样可以联系生活实际，对千克、公斤、斤、克、吨等质量单位的直接感知。

当然，对于有些不方便直接观察或体验的，在教学中可以采用作比较等方式来增强学生对单位的认识。

三、培养平时使用物理单位的好习惯

从平时的学习和生活中培养学生注重物理单位的好习惯是学习好物理单位的一条重要途径。

1.关联性记忆单位。

教学中可以适当介绍一些方法帮助学生记忆，如可以采用思维导图mindmap、电子表Excel、量和单位转换等软件工具，将这些物理单位联系起来，织成一张网，在需要应用相关单位时可以达到举一反三的效果。

如可以将各种单位分门别类的记忆，［3］将所有的单位按其所属的物理量进行分类，如按长度、质量、力、时间、功（或能）、磁场强度等物理量分类，同一物理量的单位又可以按相关的进率从大到小或从小到大的顺序来记忆等，也可辅之以表格或其它形式来帮助记忆。

还可联系相关物理学家的故事加深记忆，如欧姆、牛顿、安培、焦耳、特斯拉等都是以物理学家的名字命名的物理单位，教学中可适当讲一讲与物理学家、物理研究相关的趣闻故事，介绍一些物理学史，以加深学生对物理量及其单位的印象。

2.文本记录中正确使用单位。

在接触物理课程前，学生们在小学阶段的学习和日常的生活当中，大多数情况下对数字比较敏感，而对单位却较少提及，这样许多学生就养成了只重数字不重单位的倾向。

对于这种现象教师要适当指正，要让学生明白物理不只是纯粹的数字，明白单位的重要作用和意义。在平时的实验、作业以及其它学习中要注意强调记录数据时不要忘记相关的单位，以及在数据处理时要正确使用单位。

3.图表中正确使用单位。

在应用中，有时为了更简单直观地表示若干物理量的变化关系，往往会借助各种简单的图表来表示大量信息，而在这些图表中正确标注单位则有助于读者理解信息，否则可能会引起误解，所以正确理解和标注图表中的物理量及其单位是需要特别注意的事项。

在教学与生活中，需引导学生通过图表中标注的物理量及其单位，读懂这些图表传达的信息。

如将下面的四个图表结合教学中“熔化与凝固”［2］“密度”［2］“重力与质量”［4］中的知识，可判断出这些图表分别表示某物质温度随时间下降，晶体熔化温度随时间变化，物质密度，重力与质量的关系等。

图1

图2

图3

图4

另外在生活中，也有各种物理量及其单位的应用，如设备铭牌参数等，在实际生活中留意这些信息，做到学以致用，在用中学，如结合某冰箱的技术参数（如表3），将物理单位的教学与实际生活联系起来，有利于加深学生对这些知识的掌握。

表3 XXX型冰箱主要技术参数［2］

4.物理单位参与数据处理的教学。

在教学中有很多教师在进行物理计算时一般只注重数字处理，而不注重单位在物理数据处理中的计算，特别是在有新的复合单位产生的情况下，有些教师容易采取教条式的方法强压给学生某个物理量的新单位，叫学生死记硬背，容易使学生认为单位只是一个附加品，只是在最后的结果处强加一个新的单位就行了，学生在最后的结果处只能凭准确记忆才能填上正确的单位，否则会出现不填或填错单位等现象。但是如果学生能够明白某些单位的来源和计算，知道某些单位的推导，那就可大大避免此类不良现象。下面就有关物理单位的计算简要谈几点体会。

（1）同单位的加减。如果所表示的量为量的和或差，则应当加圆括号将数字组合，把共同的单位符号放在全部数值之后或写成各个量的和或差。比如，12m与7m之差，可以写成（12-7）m或12m-7m;t=28℃±0.2℃可以写成t=（28±0.2）℃，但不能写成t=28±0.2℃。

（2）异阶单位的换算。学生们对于米、分米、厘米、毫米这一类长度单位之间的换算进率容易记住，但对于这些基础单位的二次方单位如平方米、平方分米、平方厘米、平方毫米，以及三次方单位如立方米、立方分米、立方厘米、立方毫米之间的转换进率就容易记错。笔者在教学中以推导方式引导学生记忆，如1米=10分米，1米2=1×（10分米）2=1×（102）分米2=100分米2,即由1米=10分米导出1平方米=100平方分米，同理可导出1立方米=1000立方分米等相关进率。当学生明白此种推导方式后，在忘记了此类高阶单位的进率时就可以此类推，而不必死记。

（3）同一物理量的不同单位的应用与换算。对于同一物理量的不同单位数据之间的处理一般要先将这些不同单位的数据转化为相同的单位，至于转化为何种统一的单位更有利于处理问题，要视情况而定，最好不要一律要求学生一切都最先转化为国际制标准单位，否则会使学生在应用单位方面变得机械而不能灵活应对相关问题。

目前还有许多种单位在实际生活当中应用广泛，所以教学中有必要联系实际生活，介绍它们的应用以及与转化进率。如在国际单位制中，时间的单位是秒（s），除了“秒”之外，常用单位还有小时（h）、分钟（min）。它们之间的换算关系是：1h＝60min，1min＝60s，1h＝3600s。

如在我国有亩、公斤、斤、两、里、尺、寸等，其中类似于“1千克=1公斤=2斤=10两”的知识，教师有必要作一些介绍，以便学生更好的将课本知识和实际应用联系起来。

某些单位有许多种表示方式。如1焦=1牛·米=1伏·安·秒=1库·伏。教师有必要根据这些相关单位和物理量为学生推导出它们相等的缘由。如根据W=FS、W=UIT、W=QU等公式可引导学生推导出它们相等，证明这些物理量相等的过程，为学生更加灵活地理解和应用相关公式奠定了基础。如果学生能够理解这些单位和相关物理量以及物理公式之间的联系，那他们一定能更多地从相关物理单位里获得各种知识信息，如机械能、电能、热能等的转化，他们对单位以及公式的理解和记忆也会更全面。

（4）不同物理量的数据之间的单位处理。对于不同物理量的数据在同一处理式中进行处理时，往往产生新的物理单位，有时还是复合单位。在处理此类计算式时可先将各物理量的单位统一转化为国际单位制中的基本单位，这样所得的数据结果就是以基本单位作为单位的结果。

在此类处理式中物理单位也可象数字一样参与约分等的计算。例如在已知铁的比热容C=0.46x103J/（kg·℃），求一根温度是800℃，质量是1.5克的铁钉温度降低到20℃放出多少热量的计算如图5所示，我们可在草稿上进行约分的单位处理。

图5

另外在此类处理式中一旦出现有些物理量的单位不是国际单位制中的基本单位时，一般可先将其转化为国际基本单位，然后再进行处理或一步步的换算。但是有些时候这样做会很费时，不如将其转化为其它单位会更有利于数据处理，这就要看教师如何引导学生分析结果的要求、已知数据等条件。如求印有着“PZ200-100”的电灯正常工作10个小时所耗电的度数，在此计算过程中就没有必要将一切单位都化为标准单位，根据1度=1千瓦·时，以及所得条件可直接将100瓦转化为0.1千瓦后进行计算可得。0.1千瓦×10时=1千瓦·时，即1度，如果一味强调要学生先将各种单位转化为标准单位，然后进行计算求出以焦为单位的结果，最后再一步步将以焦为单位的结果转化为题目所需要的以度为单位的结果，那计算过程实在过于繁琐，所以教师要善于引导学生灵活应用单位来处理此类问题。