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【编辑】

科学思想、科学精神、科学态度、科学毅力和科学习惯,是成就一个人的重要基石;科学方法,则是成就一个人的锐利武器。

一个人若有了上述的“基石”和“武器”,就会在“成人成才”的道路上,飞得更高、走的更远。


【内容简介】

本书别开生面地采用辩证唯物思想为指导,以自主学习为核心的“八个理念”来引领中学生跨进物理的大门,揭开这座“科学大厦”中诸多的神奇与奥秘,让学生不仅能轻松愉快地学习物理,还能在学习中品尝物理的原汁原味,享受物理的内在美!本书以“沪粤版初中物理教材”为依托,将中学生在学习物理的过程中,可能遇到的问题整理出来并采用问题导学的方式逐一解决,在解决这些问题的过程中突出解决问题的思想、观点、路子、方法以及技能技巧,为学生在学习物理的过程中扫清各种各样的问题障碍。


【作者简介】

汪延茂,安徽省铜陵市义安区钟鸣镇人。1967年毕业于安徽师范大学物理系。毕业后一直从事中学物理教学工作,坚持物理学科教学改革近40年,参与初、高中物理教材编写工近30年。

曾担任安徽省首所示范高中——“马鞍山市第二中学”校长;被评为享受国务院津贴优秀专家和安徽省特级物理教师;曾被选为全国中学物理教学工作委员会常务理事和安徽省中学物理教学工作委员会理事长;被聘为安徽师范大学硕士生兼职导师;被聘为初中物理课程标准研制核心组成员,并担任沪粤版初中物理课程改革教材副主编和上海科教版高中物理课程改革教材分册主编。先后获得王丹萍教育基金奖、全国中学物理教学改革金钥匙奖,安徽省教育科学研研成果一等奖。


【目录】

章 走进物理世界
1.1 希望你喜爱物理
1.2 测量长度和时间
1.3 长度和时间测量的应用
1.4 尝试科学探究

本章值得思考与探究的问题

第二章 声音与环境
2.1 我们怎样听见声音
2.2/2.3 怎样区分声音
2.4 让声音为人类服务
本章值得思考与探究的问题

第三章 光和眼睛
3.1 光世界巡行
3.2 探究光的反射规律
3.3 探究平面镜成像特点
3.4 探究光的折射规律
3.5 奇妙的透镜
3.6 探究凸透镜成像规律
3.7 眼睛和光学仪器
本章值得思考与探究的问题

第四章 物质的形态及其变化
4.1 从全球变暖谈起
4.2 探究汽化和液化的特点
4.3 探究熔化和凝固的特点
4.4 升华和凝华
4.5 水循环与水资源
本章值得思考与探究的问题

第五章 我们周围的物质
5.1 物体的质量
5.2 探究物质的密度
5.3 密度知识的应用
5.4 认识物质的一些物理属性
5.5 点击新材料
本章值得思考与探究的问题

第六章 力和机械
6.1 怎样认识力
6.2 怎样测量和表示力
6.3 重力
6.4 探究滑动摩擦力
6.5 探究杠杆的平衡条件
6.6 探究滑轮的作用
本章值得思考与探究的问题

第七章 运动和力
7.1 怎样描述运动
7.2 怎样比较运动的快慢
7.3 探究物体不受力时怎样运动
7.4 探究物体受力时怎样运动
本章值得思考与探究的问题

第八章 神奇的压强
8.1 认识压强
8.2 研究液体的压强
8.3 大气压与人类生活
本章值得思考与探究的问题

第九章 浮力与升力
9.1 认识浮力
9.2 阿基米德原理
9.3 研究物体的浮沉条件
9.4 神奇的升力
本章值得思考与探究的问题

第十章 从粒子到宇宙
10.1 认识分子
10.2 分子动理论的初步知识
10.3“ 解剖”原子
10.4 飞出地球10.5宇宙深处
本章值得思考与探究的问题

第十一章 机械功与机械能
11.1 怎样才叫做功
11.2 怎样比较做功的快慢
11.3 如何提高机械效率
11.4 认识动能和势
本章值得思考与探究的问题

第十二章 内能与热机
12.1 认识内能
12.2 热量与热质
12.3 研究物质的比热容
12.4 热机与社会发展
本章值得思考与探究的问题

第十三章 探究简单电路
13.1 从闪电谈起
13.2 电路的组成和连接方式
13.3 怎样认识和测量电流
13.4 探究串、并联电路中的电流
13.5 怎样认识和测量电压
13.6 探究串、并联电路中的电压
本章值得思考与探究的问题

第十四章 探究欧姆定律
14.1 怎样认识电阻
14.2 探究欧姆定律
14.3 欧姆定律的应用
本章值得思考与探究的问题

第十五章 电能与电功率
15.1 电能与电功
15.2 认识电功率
15.3 怎样使用电器正常工作
15.4 探究焦耳定律
本章值得思考与探究的问题

第十六章 电磁铁与自动控制
16.1 从永磁体谈起
16.2 奥斯特的发现
16.3 探究电磁铁的磁性
16.4 电磁继电器与自动控制
本章值得思考与探究的问题

第十七章 电动机与发电机
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 探究电动机转动的原理
17.3 发电机为什么能发电
本章值得思考与探究的问题

第十八章 家庭电路与安全用电
18.1 家庭电路
18.2 怎样用电才安全
18.3 电能与社会发展
本章值得思考与探究的问题

第十九章 电磁波与信息时代
19.1 快的“信使”
19.2 广播电视与通信
19.3 走进互联网
本章值得思考与探究的问题

第二十章 能源与能量守恒
20.1 能源和能源危机
20.2 开发新能源
20.3 能量的转化与能量守恒
20.4 能源、环境与可持续发展
本章值得思考与探究的问题

学完初中物理之后的一些建议
各章值得思考与探究的问题解答思路和参考建议
后记



【前言】

序一

授之以鱼不如授之以渔

古人云“授之以鱼不如授之以渔”,说的是送给别人一条鱼,只能解其一时之饥饿,却不能解其长久之温饱,如果想让他永远有鱼吃,不如教会他捕鱼的方法。这句话的广义是指在帮助一个人或一群人的时候,若直接给金钱与物质,不如教给他们怎样获取财富的方法。因为直接给金钱与物质,只能救一时之急,不能解决根本问题。其实,教育也是这样的道理,联合国教科文组织曾谈道:

“今后的文盲将不再是不识字的人,而是不会自学和学了知识不会应用的人。成功的教育不应是填鸭式的模式,而是激发学生的自主学习能力,提高学生的创造力。”

我们的汪延茂老师在他古稀之年的精品奉献中,提出“学习物理的八个理念”,并告诉初中生在学习中如何践行,就是他在联合国教科文组织倡导的方向上所做的一种成功尝试。

传统的物理教育采用“自上而下”的方式,虽然终结性地呈现了物理知识的完美体系,却难以展示物理学中原生态的美。

但是,物理学以及任何科学与技术的发展,都是自下而上的,源于自然、源于生活和生产、源于人类与自然之间的相通与互动现象。

然而,汪老师在他的《叩开学习物理的门与道》这本书中,用心选出的一些课外阅读资料完美地解决了上述的矛盾。

例如,书中“从密度的微小差异中发现新元素的瑞利”这一课外阅读资料,就是一个非常好的案例。它不仅让学生明白了测量的意义和重要性,同时也为学生清晰地演绎了人类在自然中进行科学探究的七个基本要素,即: ① 提出问题;② 猜想与假设;③ 设计实验与制订计划;④ 进行实验与收集证据;⑤ 分析与论证;⑥ 评估;⑦ 交流与合作。

科学家卡耳·波普曾说:“科学始于问题,是问题激发我们去观察、去思考、去探究,为了解决问题,寻求答案,便试探性地提出某些猜想与假设。”

同样,一本好的学习参考也离不开好的问题。

好的问题在于它能启发学生思考,进而再提出更好的问题,甚至能对问题的答案提出科学的猜想与假设,并对猜想与假设做出可行性的验证方案,进而培养学生独立研究问题的能力。好的问题具有多方面的作用,不仅能激发学生的求知欲望和创新意识,而且能驱使学生积极地去观察自然、探究自然、学习自然,同时还能引导学生怎样去学习物理、总结物理和应用物理。

难怪爱因斯坦说“提出问题,往往比解决问题更重要!”

汪老师在书中提出一系列具有启发性的问题,就非常好地体现了这个原则。

因此,在本书中诸多好的问题的引导下,采用巧妙的学习支架,让同学们在解决问题的同时,掌握学习中的思想、观点、路子、方法和技能技巧,终一定会驱使学生自觉地步入自主与创新并存的学习轨道,进而达到培养学生自主与创新学习的能力和习惯的目的。

在科技发展日新月异的今天,我们更加需要会自主学习并能创新的人才!

期望汪延茂老师的这本《叩开学习物理的门与道》,在初中生学习物理的大好时机能开此先河,授学生以渔,不仅教授学生物理知识,更重要的是教会学生怎样去学习!


【书摘与插画】

4.1从全球变暖谈起

1. 怎样认识物理量?

课本上多处出现“物理量”这个词。例如,本节课文中就出现温度是表示物体冷热程度的物理量。那么,什么是物理量呢?

大自然充满了运动的物质和物质的运动,这就是我们在前面“八个学习理念”中,提到的大自然与生俱来的物质性和运动性的表现。

自然中的物质与运动,常常以形态、运动形式和量值等方式来表现它们的存在。其中的量值,往往反映的是物质与运动中本质的东西。

因此,科学家开尔文说:“当你能够量度你所说的东西,并且能用‘数’来表示,那你就对它有所了解了,如果你不能量度而且不能用‘数’来表示它,那你的知识便是贫乏的和不能令人满意的。”

在物理学中,把反应物质与运动中那些本质的量值,统称为物理量。

大凡物理量都是有名称的,物理量的名称就是我们通常所说的物理概念。例如,表示物体冷热程度的物理量的名称,就是温度。

其实,物理这门科学从某种意义上也可以讲,它是科学家们在寻找物理量,并发现物理量之间关系的一门科学。

2. 物理学中常数的意义到底在哪里?

物理学中,把自然中那些非常重要的不变的量值,称作常数。在初中物理中遇到的常数只有几个,例如,自然中的光速299792458m/s;自然中的温度点-273.15℃以及0。它们意义分别如下: 

当物质运动接近或达到光速时,时间和空间的性质将发生质的变化。

例如,当时间不再是与其外界事物无关而均匀流逝,空间也不再是与外界事物无关而永恒不变时,那么,牛顿等科学家创立的经典物理学就不再适用了,取而代之的便是科学家爱因斯坦创立的相对论。

当物质的温度接近或达到-273.15℃时,物质的性质将发生质的变化。

例如,汞(水银)在4.2k,即-268.95℃时,其电阻将突然降至为零。

物理学中的“0”,并非是“无”,它代表守恒状态或平衡状态。

例如,物体受到合力为“0”时,那么,物体处于静止或匀速直线运动两种平衡状态或守恒状态。

又例如,物体内部正负电荷数相等时,即正负电荷相互作用为零时,物体处于不显电性的静电平衡状态。

可见,常数具有维持物质在较大范围内运动与变化秩序的功能。

上述事实说明了“真理既是的,又是相对的”和“量变到质变是自然中事物变化的普遍规律,变中有不变,不变中有变,变与不变是对立的统一体”,以及“事物总是在否定之否定中前进”的自然哲理。

课外阅读资料

制定温标的人——华伦海特

华伦海特(1686—1736)是荷兰物理学家。他出生在波兰,1701年因父母突然去世,15岁的华伦海特由他的监护人送到荷兰阿姆斯特丹接受商业教育,学习科学仪器的制作。

由此,华伦海特对物理产生浓烈的兴趣,因此,他在荷兰建立了一个机械车间,主要制造温度计、气压计、液体比重计和其他物理仪器、天文仪器,并被荷兰核准为仪器制造专家。

他主要是通过旅行,即游学的方式进行学习,一生中拜访了许多科学家和仪器制造者,甚至是基层的工匠。

1707年曾到柏林、莱比锡、哈勒等地参观学习工匠的操作,进而学到了许多技术,掌握了不少仪器制作的技能,进而积累了丰富的经验。

1708年遇到天文学家罗默,他们之间建立了深厚的友谊,又向他学习了许多天文方面的知识。1715年,他又跟数学家莱布尼茨合作,研制成了测量大海经度的时钟。由于他发现多种液体的沸点和凝固点是不变的,并首先提出把水的沸点定为212度,冰点定为32度,中间等分180份,每份是1度(华氏度)。因此,1724年人们正式确定用他的名字来命名温标,即华氏温标,符号为°F。

目前,美国、加拿大等少数国家以及航空上还在用这种温标。

例如,我们在飞机上,常常能听到播音员播报地面温度时,除了播报摄氏温度外,还播报华氏温度。

他重要的贡献是1709年发明了世界上支酒精温度计,1714年改成水银温度计,制定出历史上个经验温标——华氏温标。

同学们千万不要小看温度计的发明和温标的制定,正是它们的出现,才为热学进入定量研究奠定重要的物质与思想基础。华伦海特还进行了一系列的实验研究,发现所有液体的沸点,均随气压变化而变化;实验研究了液体的沸点与压强和溶于其中的盐含量的关系,发现当液体中含有杂质时,沸点会发生变化;设计制造出带气压表的温度计;研制出比重计,编制出比重表,相当于我们今天初中物理课本中学习的密度计和密度表。


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