“單位換算”成為學(xué)生頻繁出錯(cuò)的原因研究

趙仿學(xué)

摘 要：學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，單位換算是做題的重點(diǎn)，也是一大難點(diǎn)。許多學(xué)生在做題時(shí)，容易記錯(cuò)單位和相關(guān)進(jìn)率，造成“一著之錯(cuò)，滿盤皆輸”的后果。因此，對(duì)單位換算頻繁出錯(cuò)原因詳細(xì)剖析，從計(jì)量單位、教師、學(xué)生、審題四個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明，使學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，找準(zhǔn)出錯(cuò)原因，避免繼續(xù)犯錯(cuò)。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)習(xí)；單位換算；出錯(cuò)原因

物理的學(xué)習(xí)中，對(duì)某個(gè)物理量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通常都需要對(duì)物理量的單位進(jìn)行換算。單位換算對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)并不陌生。從小學(xué)開(kāi)始，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)簡(jiǎn)單的單位換算。如長(zhǎng)度單位為米、分米、厘米、毫米之間的換算從大到小是10倍的關(guān)系；人民幣的單位元、角、分之間的換算也是10倍的關(guān)系。這些單位換算生活中很常見(jiàn)，而且小學(xué)開(kāi)始便反復(fù)練習(xí)，比較熟悉也比較簡(jiǎn)單。在中學(xué)物理的學(xué)習(xí)中，物理量變得越來(lái)越多，單位越來(lái)越復(fù)雜，之間的相互換算對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)更是一頭霧水。所以，單位換算雖不是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，卻變成了物理學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。

在學(xué)習(xí)中，正確的單位換算是物理運(yùn)算的基礎(chǔ)，也是鞏固物理概念的必要手段。因此，習(xí)題中經(jīng)常涉及單位及其換算，但各種問(wèn)題仍是層出不窮，主要表現(xiàn)為：概念不清楚，對(duì)一些物理量的單位不知道；進(jìn)率不明確，復(fù)雜單位之間的進(jìn)率胡亂換算；轉(zhuǎn)化不清楚，不知道該乘以還是除以進(jìn)率。本文對(duì)上述出現(xiàn)的原因本質(zhì)進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)主要是以下幾方面造成的。

一、計(jì)量單位的抽象性

單位換算的根本是對(duì)物理量概念的掌握，只有完全理解物理量單位，才能對(duì)物理量之間的單位換算游刃有余。中學(xué)階段接觸到的計(jì)量單位有許多，諸如電流強(qiáng)度、電壓、電阻、密度、壓強(qiáng)等，這些物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律難以理解，學(xué)生日常生活中也接觸不到，沒(méi)有這方面的感受導(dǎo)致這些物理量對(duì)他們來(lái)說(shuō)很抽象。所以，學(xué)生也很難理解這個(gè)量究竟是什么，到底有多大。記憶起來(lái)也會(huì)很吃力。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，生活中經(jīng)常使用“秒、分、時(shí)”等時(shí)間單位，但學(xué)生仍然對(duì)這些時(shí)間單位及其進(jìn)率關(guān)系不能完全掌握，究其原因是學(xué)生對(duì)計(jì)量單位的認(rèn)識(shí)不深刻，一分鐘是多久，一小時(shí)有多長(zhǎng)，這些概念仍較為模糊，更別說(shuō)多大力是一牛頓。如果不能完全理解這些物理量的單位，做題時(shí)當(dāng)然會(huì)有問(wèn)題。

二、教師教學(xué)方面

在中學(xué)物理教學(xué)中，多數(shù)老師認(rèn)為某些物理量的單位及換算小學(xué)時(shí)學(xué)生學(xué)過(guò)，默認(rèn)學(xué)生已經(jīng)掌握，再次學(xué)習(xí)時(shí)只需自己看看，沒(méi)必要再在單位及換算上浪費(fèi)時(shí)間，于是只是讓學(xué)生機(jī)械地記憶。“低單位化成高單位要除以進(jìn)率，高單位化成低單位要乘以進(jìn)率”，簡(jiǎn)單點(diǎn)就是“低變高除進(jìn)率”“高變低乘進(jìn)率”。然后通過(guò)大量的習(xí)題來(lái)鞏固。至于為什么乘，為什么除，學(xué)生依然一頭霧水。短期雖然靠大量練習(xí)可以熟練，但由于沒(méi)有理解單位換算的根本原因，時(shí)間久了，便會(huì)忘記或記混，導(dǎo)致做題的時(shí)候，好多學(xué)生根據(jù)死記硬背來(lái)的東西猜測(cè)，導(dǎo)致單位換算頻繁出錯(cuò)。例如，密度單位千克每立方米與克每立方厘米的換算關(guān)系是1×103g/cm3=1 kg/m3，電能單位是千瓦時(shí)，與焦耳的換算關(guān)系是1kW.h=3.6×106J，老師上課時(shí)直接給出單位換算關(guān)系式，不給學(xué)生講明單位換算背后的真正含義，學(xué)生只靠記憶中的關(guān)系式進(jìn)行運(yùn)算，出現(xiàn)1kg=9.8N也不足為怪。

三、學(xué)生學(xué)習(xí)方面

中學(xué)生在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)，習(xí)慣用純數(shù)學(xué)的思維方式學(xué)習(xí)物理知識(shí)。數(shù)學(xué)著重研究數(shù)量之間的關(guān)系，要想說(shuō)明結(jié)論正確，需要詳細(xì)證明。而物理是對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的研究，很多結(jié)論都是實(shí)驗(yàn)所得，無(wú)法詳細(xì)證明。所以對(duì)初學(xué)物理的學(xué)生來(lái)說(shuō)，思維方式的轉(zhuǎn)變很重要。這就要求學(xué)生可以經(jīng)常聯(lián)系生活實(shí)際，多動(dòng)手、多實(shí)驗(yàn)，對(duì)常見(jiàn)的物理量及大小可以正確認(rèn)識(shí)。不能靠死記硬背，這樣會(huì)造成單一單位及換算的難度。再加上中學(xué)物理中一些復(fù)合單位本身便比較復(fù)雜，例如水的密度是1.0×103kg/m3，換算成g/cm3時(shí)，需要知道1kg=1000g，1m3=106cm3，然后再進(jìn)行換算，得到水的密度為1.0g/cm3。學(xué)生若沒(méi)有對(duì)其推導(dǎo)過(guò)程完全理解，對(duì)復(fù)合單位換算便會(huì)無(wú)從下手，使得復(fù)合單位換算變得難上加難，從而無(wú)法完全掌握物理學(xué)習(xí)中的單位換算問(wèn)題。

四、審題不明確

大多數(shù)的學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了在老師的引導(dǎo)下被動(dòng)地審題。在自己獨(dú)立做題時(shí)，并不能對(duì)題目中的有用條件完全找到，更別說(shuō)找到隱含信息。或者只是匆忙地看下題目信息，然后按照習(xí)慣做題，并沒(méi)有注意到題目中關(guān)鍵信息被加工，單位需要換算這一陷阱。而且在比較復(fù)雜的題目中，學(xué)生容易顧此失彼。比如，5立方米60立方分米=（0.06）立方米。其出錯(cuò)原因便是學(xué)生只將60立方分米換算立方米，而忽略了5立方米的存在。這種典型的粗心大意，不認(rèn)真審題經(jīng)常出現(xiàn)。

物理學(xué)習(xí)中單位換算頻繁出錯(cuò)，一定要引起教師和家長(zhǎng)的高度重視。只有深入了解單位換算出錯(cuò)的原因，找到有效解決問(wèn)題的策略，才能對(duì)癥下藥，讓學(xué)生在單位換算中不再出錯(cuò)。及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，才能讓學(xué)生有更多的熱情持續(xù)學(xué)習(xí)新的物理知識(shí)。

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編輯 李燁艷