初中物理单位的数据处理

摘 要：单位是初中物理的重要知识点，由于数学倾向性等原因，导致教学中易产生一些错误。结合单位教学中的弱现象，以实例，从单位高阶换算、不同单位的应用与换算、物理单位的计算处理三个方面，介绍了加强物理单位参与数据处理教学的技巧。

关键词：单位;数据处理;换算

在物理学中物理单位有着十分重要的意义，而中学物理中有关单位的教学又是一个重要的知识点。由于数学倾向性等原因的影响，有时会只注重数字处理而忽视对单位的处理，而影响教学。笔者结合物理单位教学的一些弱现象，并以实例，从单位高阶换算、不同单位的应用与换算、物理单位的计算处理三个方面，介绍了物理单位参与数据处理教学的技巧。

一、物理单位教学的弱现象

在教学中有些教师或学生在进行物理计算时一般只注重数字处理，而不注重物理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，有些教师只是采取教条式的方法强压给学生某个物理量的新单位，就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附加一个单位罢了，至于在推算过程中单位如何进行转换，学生却懵然不知。特别是有较多的物理单位，或稍微复杂一些的单位参与时，会引发学生产生一些错误，如在物理教学运算中经常出现不填或填错单位等现象。

所以针对物理单位的数据处理开展教学在初中阶段是应该引起重视的一个教学点，接下来，笔者就此方面的教学技巧做些介绍。

二、物理单位参加数据处理的教学技巧

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.基本单位的高阶换算

学生对于米、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。

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，就可大大避免此类不良现象。

在教学中先简介长度主单位“米”，运用词头扩展使用长度的倍数单位，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，都是十进倍数单位与分数单位。

然后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，就可以此法类推，而不必只靠死记这一条死胡同了。

3.同一物理量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。不要一律强求学生将所有单位都统一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，而不能灵活应对有关问题。

目前在我国的单位中，还有许多种单位存在，而且其应用还十分广泛，作为教师有必要联系实际生活介绍它们的应用以及转化进率。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=20两”的知识，教师有必要作一些介绍，以便学生更好地将课本知识和实际应用联系起来。

某些单位可有许多种表示。如1焦=1牛·米=1伏·安·秒=1庫·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，其实为了证明这些物理量相等的过程也同时为学生更加灵活地理解和应用相关公式夯实了基础。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，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。

（1）在处理此类计算式时可先将各物理量的单位统一转化为标准单位，这样所得的数据就是以标准单位为单位的结果。在物理计算中如果计算式较长，物理量较多，且单位又繁琐，在计算式中把每个单位都写出，学生会很易出错，但如果采用这种方法将会大大简化处理过程。

如：将5升30℃的水煮沸至少需多少热量？在解此题中可先执行V=5l=5×10-3m3，将升化为立方米，然后在计算式中只取各物理量的标准单位下的数字进行计算即可。

即Q=cm（t1-t0）

=cρV（t1-t0）

=4.2×103×1.0×103×5×10-3×（100-30）

=1.47×106（J）

如果在上式的第3步中代入各个物理量的单位将是多么麻烦，在解题的过程中将会浪费大量的时间且易出错，学生有时会被烦琐的单位弄糊涂（读者可自己代入单位后作一个简单的比较）。

另外本人认为在最后一步中“（J）”不可少，之所以要“J”是因为第1步中的物理量即“Q”的大小中必要单位，而要加括号是因为第3步中省了单位，即单位不是从第3步中继承所得。

（2）在此类处理式中物理单位也可像数字一样参与约分等计算。例如在已知铁的比热C=0.46×103J/（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下所示，我们可在草稿上进行约分之类的单位处理。

这样在学生有时记不清某些物理量的单位时，可以此种方法推导出最后所需的单位。

（3）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制标准单位时，一般可先将其转化为国际标准单位，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，不如将某些单位转化为其他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要求结果的要求，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，那实在太麻烦，所以教师要善于引导学生灵活应用单位来处理此类问题。

参考文献：

[1]王前.高中物理教学中应渗透国家标准的“量和单位”[J].现代中小学教育，2013（1）：93.

[2][3]邢蕙兰.物理量单位符号在高中物理中的使用[J].课程·教材·教法，1996（12）：17-18.

[4][5]人民教育出版社课程教材研究所.物理·八年级·上册[M].北京：人民教育出版社，2012：10-11，56-57，113，62.

[6]人民教育出版社课程教材研究所.物理·八年级·下册[M].北京：人民教育出版社，2012：10.

作者简介：董时平（1975.11—），男，教育硕士，高级教师，海南省中学教师物理学科带头人，三亚市教育研究培训院教师，专注中学物理教学及信息化教研与教师培训。

编辑 鲁翠红