發布時間：2022-03-06 10:56:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇物理小論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
最近幾年來，由于投影教學深入到物理課堂中，給物理教學增添了新的活力。
因為投影手段具有生動形象的直觀性，不受時空限制的再現性，運動變化的易控性和模擬性，色彩鮮艷的啟發性，以及及時反饋等多種功能。在教學中，運用投影可以為學生提供大量的內容豐富的感性材料，展現各種物理現象和物理實驗過程，從而突出和強化了初中物理教學的觀察與實驗機制。另外，投影能夠調動學生的視覺、聽覺的直感作用，提高學生興趣，從而有利于學生能力的培養和智力的開發。因此，投影教學為物理教學改革，開辟了一條新途徑。
一、運用投影教學的再現性功能，可調動學生的學習主動性
心理學表明：興趣是主動學習的前提。針對目前初中學生對學習物理的畏難情緒和對物理現象缺乏感性認識的實際，運用投影將自然界、生產生活中的各種物理現象展現在學生面前，一方面豐富了學生的感知，另一方面增強了教學氣氛。
對初中學生來講，思維的積極性在很大程度上受課堂教學氣氛的影響，活潑有趣的課堂氣氛可以刺激學生積極思維，調動他們的學習主動性。
比如在講《重力》一課時，教師用一抽拉片演示牛頓發現重力現象及自然界普遍存在重力現象的情景。由于比較形象生動地演示出蘋果從樹上落下，跳傘員在空中降落，河水從高處向低處流動這一畫面，激起學生的興趣，活躍了課堂氣氛。教師抓住時機，以片設疑：蘋果為什么會自己往下落？跳傘員為什么向下降落？向上拋出去的粉筆頭為什么又落下來？……以現實生活中的許多重力現象，來豐富學生的感知。然后，以片引思：為什么在地球上的這些物體，只要它們離開支持物，最后總是落向地面；以及是什么力量使河水永不停息地流動？激發學生積極思維，主動獲取知識。最后以片釋疑：通過這些運動著的物理現象的表面，抓住實質：即這些現象都和地球有關，地球在吸引這些物體，從而得出地球對他們的這種吸引作用，我們就把它叫做重力。
這節課雖然只用了一幅抽拉投影片，但是它卻為學生積極主動學習創設一種情景。再結合教師不失時機的引導、點播，激發起學生的學習興趣。把一個抽象的物理概念生動形象地逐步表達出來。課后調查，學生覺得這種學習方法有趣、概念容易理解，記憶也很牢固。
二、運用投影手段模擬物理實驗，揭示物理規律，強化物理教學的實驗性
對初中學生來說，大多數缺乏較高的物理實驗能力和分析、概括物理規律的能力。這也是造成初中學生學習物理知識困難的原因之一。因此，教師能否做好每個演示實驗，對幫助學生掌握物理知識具有特別重要的意義。
比如在講《慣性應用》一課時，應用慣性解釋目常慣性現象是教學的難點。
學生往往由于物理現象瞬時性變化，又涉及力學和運動學中的幾個概念，情況較復雜，難于理解，因而回答不清或回答不完整，感到難學。針對這一具體情況，在教學中，在實物演示的基礎上，運用一框抽拉活動片模擬演示小車遇到障礙物的阻力而停止運動，而小車上的木塊沒有受到障礙物的阻力，由于慣性保持原來的運動狀態仍向前運動。但是又由于木塊底部與小車面的摩擦，使木塊底部受到一個與運動方向相反的摩擦力的作用不能繼續向前運動，因而木塊倒向前方。這一物理現象雖然非常簡單，但是解釋清楚確不容易。我們就利用投影教學圖像的可控性、分解性、再現性的功能，把這一具有瞬時變化的物理現象放“慢鏡頭”。
同時對小車、木塊及兩者之間的關系進行逐個分析，由于圖像清晰，模擬逼真，便于教師講解和學生觀察、理解，因而收到事半功倍的效果。在此基礎上再運用投影將其它幾個有關應用慣性解釋現象的題目投影出來，進行演示，并讓學生照前面的講述進行分析，進行解釋。通過舉一反三的強化訓練，使學生很快掌握應用慣性解釋物理現象的方法。再如大氣壓強、液壓剎車的應用、杠桿平衡條件的應用、液體熱傳遞中的對流現象等等都可以借助投影進行模擬，形象直觀他說明問題，揭示物理規律，從而加強物理教學的實驗性。
還有些物理實驗，雖然可以在課堂上進行演示，但是由于教具小等原因，不便于全班學生觀察，特別是復習階段的重復演示，這時運用投影進行模擬物理實驗，可以加強物理教學的實驗性。
比如《測定小燈泡的電功率》是一節使用多種電學儀器的實驗課，對學生的實驗技能要求較高。往往由于學生平時對實驗儀器接觸較少，一節課使用多種電學儀器進行測量，有的學生就感到不知所措，經常出現電路連接錯誤，還出現忙了一節課連一個實驗數據還沒測量出來的情況。為了減輕學生實驗的難度，讓學生按步驟順利做好實驗，我們設計制做了一框測小燈泡電功率的抽拉、復合模擬實驗過程的投影片，課前教師結合實物實驗，分步演示，講清儀器使用方法和實驗步驟，省時省力，直觀性、可操作性強，因而大大加快了學生實驗速度和準確性。
三、運用投影教學加強信息反饋，教與學的雙向交流，提高教學質量
教育學表明：教學過程實際上是一個完整的信息傳輸和控制過程。而控制過程又是通過信息反饋來實現的。因此，在教學過程中，如何加強信息反饋，也是提高教育教學質量重要措施之一。
比如將某些教學內容，根據教學目標的需要，制成填空、填圖、填表，以及選擇、判斷、改錯等等各種類型的標準化訓練習題片。在教學中，根據教學的需要，把握時機，通過投影及時映出，學生可口答、筆答、討論；有的還可以讓學生把答案寫在玻璃板上，或讓學生到投影儀前將答案書寫在投影片上，當即映出，進行講評。其容量之大、題型變化之多，方法之靈活，出示之快捷，反饋之及時，作用之顯著都是其它教學手段所不及的。
如在講完《阿基米德定律》一節課之后，教師運用一框抽拉、復合投影片演示：①當同一物體浸沒在不同密度液體之中，決定浮力大小的主要因素是什么？
②當體積不同的物體浸沒在同一密度掖體之中，決定浮力大小的主要因素是什么？
③當同一物體浸沒在同一液體的不同深處，浮力大小變化如何？④當一物體在逐漸浸入液體的過程中，浮力大小如何變化？以及不同體積的物體浸沒在不同密度的液體中，浮力大小取決于兩個因素的辯證關系等一系列問題，組織學生進行專題討論。這時教師緊緊抓住阿基米德定律及公式，從物體浸入液體的密度、物體排開液體的體積，兩個關鍵因素出發，借助投影的直觀形象，將各種情況板書對比、比較、歸納總結，引導學生深刻理解阿基米德定律的內涵和分析問題的思維方法。從而讓學生徹底明確浮力大小與什么因素有關。由于投影片的抽拉變化形象具體，啟發思維效果良好。
教學實踐證明：各種習題片，不僅制做簡便，使用靈活，反饋及時，而且可根據知識的針對性、對比性、綜合性特點，運用投影進行知識的歸納、分類、類比、比較、概括、總結等等。從而加強了教與學之間的信息交流。
四、運用投影進行實物演示，增強實驗效果，擴大觀察視野，培養學生的觀察能力
方法在初中物理教學中，需做大量的演示實驗，以具體的事實說明抽象的理論，或從中得出物理規律。這也是初中學生學習物理的主要方法之一。然而由于有的實驗教具小，或變化不明顯，實驗不便于全班學生清晰池觀察，而達不到預期的教學效果。在這種情況下，做實物投影實驗，效果明顯增強。
比如在講《電流的磁撤一節課時，以往奧斯特實驗是在講桌上展示，由于小磁針發生的偏轉，不便于全班學生觀察，而影響教學效果。現改用實物投影做上述實驗，將所發生的現象直觀地放大投影到銀幕上，學生看得一清二楚，從而增強了演示效果，同時這種新穎的方法，刺激了學生的感官，引起學生注意，比觀察實物還認真，因而有助于學生觀察能力的培養。
在初中物理演示實驗中，有很多實驗，如用透明刻度尺和三角板測圓的直徑；不同刻度的刻度尺測小木塊的長度，及刻度尺的使用方法是提高測量準確度的關鍵。小實驗中，雙金屬片的彎曲實驗、液體的擴散現象，磁體周圍磁場的存在及磁場的分布情況等等，都可以通過實物投影進行演示。
當今世界科學技術發展日新月異，發展速度迅猛，每年新的知識大量的涌現。一個人在學校得到的知識是很有限的，且很快會老化。學生如果沒有自學能力，畢業后無論是升入高一級學校深造，還是走上社會勞動就業，勢必很難進一步提高自己的科學文化知識水平，也就無法適應發展變化迅速的信息時代，么就有可能在社會的發展中被淘汰。因此，作為基礎教育的中學物理教學，應以學生終身學習和終身發展奠定基礎為宗旨，把教會學生會學習作為一項教育目標，古人曾提出過閃光的教育思想“受人以魚不如授之以漁”。自學能力是一個人獲得知識和更新知識的重要能力，也是一個人的一種基本素質。在中學時代教師就必須在平時的教學中，充分重視并不斷地培養和增強學生的自學能力，教師不但要向學生傳授知識，而且更要教給學生學習的方法，研究問題和解決問題的方法，增強學生自我獲取知識的方法和能力。
九年義務教育初中物理教學大綱明確的指出：“自學能力對每個人都是終身有用的，閱讀是提高自學能力的重要途徑。培養學生的自學能力，應從指導閱讀教科書入手，使他們學會抓住課文中心，能提出問題并設法解決，還應鼓勵學生進行課外閱讀。”可是在當前不少師生仍然不重視對課本的閱讀，而是熱衷于題海戰術，特別是學生往往只憑課堂上聽老師所講的定律、公式就忙于做題目，造成基礎知識不牢，缺乏分析問題和解決問題的能力的不良后果。在中學要培養學生獨立思考，分析問題和解決問題的能力，就必須從指導學生閱讀課本做起，從來人們都是談學生到學校讀書，而從沒有人談學生到學校“聽書”，而教師在學校則是“教書”，而不是“講書”。教就是引導學生怎樣讀書，怎樣思考分析問題。下面談一點平時怎樣充分利用課本，指導學生閱讀課文，培養學生自學能力和做法，僅供參考。
一、教師要為學生閱讀教材創造條件。
一方面要經常對學生進行自學能力重要性的教育，使學生充分認識到有了自學能力，才能不斷地充實和更新自己的知識，才能適應迅速發展變化的社會，才能不斷攀登科學的高蜂，另一方面在乎時要多為學生閱讀課本創造條件．學生自學必須要有時間的保證，現在中學的科目繁多，各科作業也很重，學生每天平均自習的時間只有2至3小時，學生感到做作業都來不及了，哪有時間去看書啊！這就要求我們教師一方面必須改革教學方法，改變那種填鴨式的“滿堂灌”，一堂課如果一講到底，學生便始終處于被動狀態連思考余地都沒有，有些問題即使上課講了，學生也做了練習了，但一考查起來還是不懂，這說明只有教師的講是不行的，還必須有學生的獨立思考，自己消化才行，另一方面，作業題應少而精，題目是永遠做不完的，重要的是精選典型習題指導學生深入探討，獨立思考，在分析習題過程中探索其規律，使自己在解題的實踐中逐步地掌握其思路和方法。總之，教師在教學中要盡量少灌輸，多誘導，使教學過程成為學生在教師的指導下自己學習和鉆研問題的過程。例如在上《歐姆定律》這課時，教師只通過演示實驗講清電流跟電壓的關系，至于電流跟電阻的關系以及歸納得出定律，就可以讓學生自己通過實驗進行分析比較、歸納和閱讀課文后得出結論，然后教師加以小結．這祥既可以在課堂上有時間讓學生閱讀課本，又可使學生自己實驗、思考、討論和研究問題，更促使學生去認真鉆研教材。
二、根據物理教材的特點，加強閱讀指導。
物理課本中既有對現象的描述，又有對現象的分析，概括；既有定量的計算，又有要動手做的實驗，在表述方面，既有文學“語言”，又有數學“語言”(公式、圖象)還有圖畫“語言”(插圖、照片)。看這樣的書，既要懂得文字表述的意思，又要理解數學的計算及其含義，有時，還得面圖等等。學生剛開始是不易讀懂，也不習慣的，因此，一開始教師就必須用心的加以引導，要要求學生從頭到尾地看，并給予指導，必要時，在課堂上還得邊讀邊講；重要的句子、結論要求學生用筆劃出來，對一些敘述較復雜的段落還要予分析解釋。例如：《阿基米德原理》這一節，學生通過閱讀課文后，對課文提出的概念、定義和原理就有了一個初步的輪廓，對實驗過程和現象也有所了解，并能作大致的分析，這時教師可通過提問和學生一起進行討論研究，使之進一步理解，然后教師指出，并要求學生對阿基米德原理的理解，應特別明確：誰是受力物體，浮力和大小，方向以及在什么情況下才有浮力等，幫助學生理解“原理”的實質，而不致于去死背條文。物理公式是用數學“語言”來描述物理規律的一種數學表達式。初中學生不易看懂，也往往把它當作代數來看待；這就需要教師一開始就要幫助他們去弄清其含義。其實，數學“語言”和文字“語言”是一致的，因此，先要訓練學生當“翻譯”，經常要求他們將某一物理語言或數學語言“譯”成文字語言或將文字語言“譯”成物理語言或數學語言，例如將“鋼的密度比鋁大，比鉛的小”，“譯”成寫成“P鉛＜P鋼＜P鉛”；又如將歐姆定律I＝U／R公式“譯”寫成“導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比”等等。然后求學生還要了解掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位以及單位公式的變形等，經常通過這樣的訓練，就能逐步的提高他們的閱讀能力。此外，物理課本中還常是一些物理術語，如“屬性”、“豎直”、“狀態”、“路程”等等，初中學生也是不易理解的，也需要教師通過討論、比較，幫助學生去認識、了解．
三、引導學生并成預習的習慣，逐步培養自學能力。
在初二開始上物理課時，我就向學生提出“以課本為主，課前要預習，要學會讀書”的要求，為了幫助學生學會讀物理書，我還特別向學生提出預習時應注意了解：①看完一節(或一段)課文后要了解這節(段)課文講了什么物理現象?某個實驗是怎樣進行的，說明什么問題？②這一節(段)講了幾個什么物理概念和規律？這些概念和規律是什么意思？在日常生活、生產實際中有哪些實例?⑧在閱讀課本過程中還要經常提些“為什么?”并要設法解決。④看完了課文后，有什么不懂，不理解的問題，并把不懂的，有疑問的問題記在記本上，以便上課時認真聽講，或向老師提問。除此之外，在開始時，我在課前還擬定了一些預習提綱，用小黑板寫好，掛在班級上，供他們預習時參考。如上摩挾力》這一節課前列出以下提綱：①什么叫做滑動摩擦力？是否兩個物體只要接觸，就一定有摩接力？②在圖9—11所示的實驗中為什么要強調木塊在木板上要做勻速運動?為什么彈簧稱讀出的拉力，就知道了木塊和木板之間的摩擦力？⑧滑動摩接力的大小跟哪些因素有關?有什么關系?通過預習提綱引導學生邊閱讀邊思考，幫助他們有的放矢的進行閱讀課本，了解其課文的中心要點，并逐步學會提出問題，并設法解決，從而不斷的提高閱讀能力。最后，在每上完一個單元后，還要引導學生自覺認真的進行復習，要求他們再進行一次全面閱讀，在閱讀過程中指導他們通過前后聯系，縱橫對比，將知識系統化、條理化，形成完整的知識結構，并進一步地理解概念的內涵和外延，明確公式和定律的成立條件和適用范圍，使之做到理解知識，并融會貫通。總之，培養自學能力是物理教學的戰略任務之一，而提高閱讀能力是培養自學能力的起點。因此，在平時的物理教學中就要充分調動學生閱讀課本的積極主動性，加強指導他們閱讀課本，讓學生在自己的閱讀中獨立地感知，理解教材．通過經常性訓練使學生逐步地學會自我學習的方法，研究問題和解決問題的方法，以及不斷的提高自我獲取知識的能力。
所謂"實驗導入"指的是運用實驗導入新課。它是課堂實驗教學的開端，與一切有目的的行為一樣，良好的開端具有十分重要的意義。實驗導入的主要任務是在學習者和新的學習課題之間創設理想的誘發情境，激發學生學習興趣和愿望，使具有課題意識，明確學習目的，動員必要的已有經驗和認識，運用學會的學習方法。
實驗導入是物理課堂導入的最主要的方法。筆者在教學實踐中主要采用了以下一些方法，現舉例說明，與同行討論。
1、驚奇現象導入法。這是一種相當普遍的實驗導入方法。利用學生意想不到的奇特現象，喚起學生的注意，引起學生思考，從而產生強烈的求知欲望而導入新課。
例1：大氣壓強-覆杯實驗導入
將一只玻璃杯灌滿水，用一張塑料卡片蓋在杯口上，再按住卡片把水杯倒過來。問，當把手移開后，會產生什么現象？松手后學生驚訝不已。從而激發了學生強烈的學習興趣。
2、黑箱導入法。所謂"黑箱"是指內部結構和機制不清楚的系統，可以通過輸入某種信息，從獲得的輸出信息中推斷該系統的可能結構模式和機制。這種研究方法就稱之為"黑箱方法"利用它創造的神秘感可以喚起學生的高度注意和積極思維，同時可以使學生得到科學方法的訓練。
例2：能量的轉換與守恒-魔筒導入。
這是一只金屬圓筒，稱之為"魔筒"，我把它沿臺面滾出去，看一看會有什么現象發生？演示后學生奇怪，滾出去的圓筒還會滾回來，而且還反復地滾來滾去？原來筒里面有二根橡皮筋中間拴著一個重物（如圖）。為什么這樣的結構就會產生這種奇特的運動？在運動過程中能量是怎樣轉換的？學習了下面的課題，這些問題就不難解決。
3、配合故事導入法。在物理學的發展過程中，充滿著許許多多妙趣橫生的故事和傳說，如果在課堂教學中選用一些故事片斷，并做一些模擬演示，就會創設出非常活躍的學習情境。
例3：大氣壓強-模擬馬德堡半球實驗導入。
這兒有兩個橡皮半球，用力將它們擠壓而合在一起，請兩個力氣大的同學上來，看他們能不能把兩個半球拉開？他們費了九牛二虎之力都沒有拉開，這是為什么？其實，早在十七世紀的時候，德國馬德堡市長、科學家格里克就當眾做了一個精彩的實驗。他所用的黃銅半球直徑約20厘米，抽氣以后兩邊共用了十六匹馬才把兩個半球拉開。這就是轟動世界的馬德堡半球實驗。剛才的實驗，我可以不費吹灰之力就把它拉開（演示）。誰知道我是怎樣把它拉開的？——放氣（學生笑了）。為什么抽氣以后就拉不開呢？（板畫）。球的周圍有什么？空氣。顯然是空氣對球施加了壓力。這些實驗生動地告訴我們，大氣存在壓強。
4、解決實際問題和實驗競賽導入法。創設一種解決實際問題的情境或者以雙方競賽來解決某一實際問題的形式導入新課，往往也能產生很好的效果。
例4：兩力的合成-拉健身彈簧導入。
黑板前掛了一只健身拉力器，請一位同學上來拉彈簧的下端把手，要求拉到黑板上劃線的位置（請一位力氣小的女同學，沒能拉到位）。這位同學費了很大的力氣，但沒能完成任務。誰能來幫她一把？（實驗：兩位小同學共同用力把彈簧拉到了線下）。哪位同學能獨立地把彈簧拉到線下？（上來一位同學完成）。這位同學的力氣不小，一個人就頂上了兩個小同學的力氣。換句話說，把彈簧拉到線下，他所施的力與兩個小同學共同施力的效果相同。當一個力的作用效果和兩個力的作用效果相同時，物理學上就把這個力叫做另兩個力的合力。由于實際問題中一個物體往往受多個力的作用，從效果上用一個力來代替幾個力，就會使問題得到簡化，因此求合力是很有意義的。本節課我們就來研究一種最簡單的情況——求同一直線上的兩個力的合力。
例5：簡單機械-撬木板導入。
在講新課以前，請同學們幫我完成一件工作。誰能僅用自己的雙手把釘在一起的兩塊木板扳開？（同學們紛紛舉手，爭先恐后地要求上臺）。（請一個力氣大的同學上臺，但怎么也扳不開）。看來僅憑我們的氣力是難以完成這一工作的。類似這樣的工作很多，好在人類可以利用自己的智慧，創造出一定的工具來解決這些難題。誰能利用一把大的螺絲起子把這兩木塊分開？（請一位小的女同學上臺，輕而易舉地把木板撬開了）。這個同學使用的是一種最簡單的機械，它有什么特點？為什么能輕而易舉地把木板分開？它有哪些應用？這就是下面我們要討論的內容。
5、實驗復習導入法。利用實驗復習，既可以創造一種直觀的環境，又可以較好地起到承上啟下的作用。
例6：阿基米德原理-復習浮力實驗導入。
上節課我們學習了浮力的概念。請問，我們是怎樣證明下沉的物體受到浮力的？（取出實驗裝置，回憶實驗過程）。當我們把重物從空氣中像電視慢動作一樣地逐步放入水中，想一想，物體受到的浮力是怎樣變化的？由此猜想一下浮力與什么因素有關。（演示、觀察、回答：隨著深度的增大而增加）。按照你們的說法，也就是浮力的大小與物體所處的深度有關，是嗎？請再看一遍演示。當物體浸沒水中后，浮力就不再改變，顯然不能認為浮力與深度有關。那么，在上述的實驗中，除了深度改變外，還有什么因素在改變呢？物體浸入水下的部分在改變。未浸入時浮力為零，隨著浸入的部分變大，浮力也就變大；完全浸沒以后，浸入的部分不再改變，浮力的大小也就不變。二千多年前，阿基米德為完成皇帝交給他的任務——辨別皇冠的真偽苦苦思索，當他洗澡的時候，無意中發現浴缸的水被溢出時，猛然想起了身體入水部分的體積跟排開的水的體積相等，他欣喜若狂地喊到："我想出了，我想出了！"從這里我們能得到什么啟發嗎？——浮力與物體排開水的體積，或者說，與排水量有關。下面我們就用實驗來研究這個問題。
實驗導入的類型很多，同一個課題可以有許多不同的導入方法。選擇的依據主要是教學內容的特點和學生的情況。一般在學習單元開始時或課題比較平直，可以考慮選擇趣味性較強的演示法和故事法；如果學生存在著較頑固的錯誤概念，就需要選擇能激起強烈思維沖突的方法；如果課題與前面所學知識的聯系性較強，而學生的準備知識又不足，則選擇復習導入的方法；應用性較強的課題，多引用聯系實際的方法；對年齡較小的學生，可多用競賽的方法。
實驗導入的基本結構大體是：創設實驗情境——激發思維沖突——明確學習目標——鋪設達標階梯。
1、在導入階段創設實驗情境，提供新穎、奇特、驚險、多變的現象，配合教師生動的語言、抑揚頓錯的語調及運用其它對比鮮明的教學媒體，能夠很好地喚起學生的無意注意，激發學生的直覺興趣，但更重要的是，要依靠所創設的實驗情境的內容和教師的引導將學生的無意注意轉變為有意注意。增強趣味性的途徑有兩條：一是選擇趣味性強的實驗；二是巧妙設計實驗教學程序，運用語言的藝術魅力，激其情又引其疑。
2、激發認知沖突，這是保持學生有意注意、激勵學習動機最有效的途徑。當新奇生動的現象出乎學生的意料之外時，好奇的心理驅使他們積極地思索，但不一定能趨向于教學的目標，也不一定會產生劇烈的認知沖突。需要教師精心地引導和組織，及時地抓住學生閃現出來的認知矛盾，掀起思維沖突的狂瀾，使學生產生渴望解決問題，又感到僅用自己現有的知識無法解決問題的心理矛盾。這可以說是決定導入階段成敗最關鍵的一環，特別是那些學生存在頑固的前科學概念的課題。例如，學生中普遍存在"力是維持物體運動的原因"的觀點，它是形成牛頓第一運動定律教學難點的根源。因此在該課題的教學中，應設法讓學生的錯誤觀點暴露出來，再加以擊破。
3、明確目的，建立聯系，這是導入定向的重要環節。在激起思維沖突以后，應當使學生明確學習的目標和解決問題的途徑。
當然，這些導入的環節，并不是死板的模式，可以靈活多變地加以應用。在許多情況下，導入結構并非都是截然分開的四段。而且不同的整體課堂結構，要求有不同的導入結構。在導入階段，可以有側重地完成某一、二項任務，而其它的任務放在展開的階段完成。
一般來說，優秀的課堂實驗導入方案應做到以下幾點：
（1）創設情境和諧，能引起學生的注意和興趣；
（2）課題意識明確，能激發學生的學習欲望；
（3）銜接自然，能調動學生知識、方法上的準備；
（4）實驗與語言的配合密切，能引導觀察和積極思考；
（5）導入時間掌握得當，緊湊。
以上是筆者對于物理課堂實驗導入設計的一鱗半爪的認識，難免有以偏概全之嫌，在此拋磚引玉，與同行共議。
實驗能力是高考物理科要考核的五大能力之一，它要求學生能在理解的基礎上獨立完成"知識內容表"所列的實驗，明確實驗目的，理解實驗原理，控制實驗條件；會運用這些實驗中學過的實驗方法；會正確使用在這些實驗中用過的儀器；會觀察、分析實驗現象，處理實驗數據，并得出結論。
由于實驗的重要性，相信許多學生用在此方面上的時間與精力不會少，17個中學物理實驗的實驗目的、原理、步驟、注意事項、數據處理等等內容一遍遍重復，死記硬背，但這樣的學法與當前高考出題的方向已是大相徑挺。以2000年全國高考實驗題為例，沒有一個照搬課本中的實驗，特別是考驗證動量守恒定律的實驗的題目（題目見本文附錄），其C項是測量小球的直徑的，按書本中的實驗方法這一步是必須的，若守舊不創新，沒有較強的遷移能力和獨立解決問題的能力，則必然會選擇錯誤選項C.那么怎樣對待新高考中的物理實驗復習呢？在教學中該采取什么樣的應對措施呢？本人的體會是如下幾個方面。
一、基本儀器的使用仍是實驗的基礎。
不管上一年度有無考到儀器的使用，我們對常用的物理儀器要熟練運用，這是實驗的基礎，是實驗的工具，任何時侯都不過時。在這方面花些時間是必需的。常駐見的有十三種儀器，這十三種儀器是刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧稱、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。這些工具的使用每本復習用書上都有很詳細的說明，本文不再多言。
二、要以挑戰者的眼光挑剔書本上的實驗。
從2000年度的全國物理高考卷中，我們應感受到高考物理改革的方向了，這不是簡單的照抄課本上的實驗了，它給予的驗證動量守
恒的實驗裝置是對書本上權威的經典裝置的改進。這是對迷信權威者的嘲弄，是對創新者的呼喚。這給予了我們一個大膽的想象力，不要把書本上的實驗奉若神明，要以挑剔的眼光重新審視我們書本上的老式實驗方法。
其實在平時的學生分組實驗中，在教學演示實驗中，我們對教科書中設計的許多方面的差強人意是很不滿的，比如動量守恒定律中的被碰球干嗎一定要放在那很難立得住的小支柱子上；驗證機械能守恒定律的實驗沒必要從第一點就開始計時（即沒必要取第一和第二兩點間長度為2mm），我們完全可以從后面的計數點中取兩個點算出速度與高度來驗證守恒定律，沒必要管第一點準確與否……但總覺得高考它就按書本上實驗裝置考，不敢與它有所沖突，害怕學生高考會吃虧，但從目前的發展趨勢看，這種擔心是沒有必要的，反而不利于學生的開放式思維的發展。
正是出于以上的考慮，我覺得實驗的復習要打破常規，不應該再叫學生跟在書本的后面應該怎樣做不應該怎樣做，盡管我們不否認書本上的實驗是專家學者智慧的結晶，但思維被圈在這當中不是現代教育的要求。要學生們學會找毛病——找設計原理上的毛病；找實驗步驟上的毛病；找數據處理上的毛病，沒毛病也要想想能否改進。這變學生從被動地接受灌輸為主動要學的一招，既提高了學生的參與學習與研究物理實驗的熱情，又能迅速提高學生的實驗設計水平與對物理學的理解程度，若找不到毛病也說明書本中的實驗設計確實是出色的。當學生們擺脫對書本的依賴與迷信時，其獨立性和創造力就被大大地激發出來了。這無論對當前的高考復習還是未來走向社會都是極大的財富。
當然學生們開始也許不適應這樣的教學改革，但這不要緊，可以先提示他們，比如對牛頓第二定律的驗證的實驗原理設計有無問題，為什么不用彈簧稱測拉力，彈簧稱測拉力有何不妥；而為使小桶的重
力等于繩子的拉力，書本上要求小車的質量遠遠大于提供拉力的小桶的質量，這有無必要，我們是否可用學過的連接體的知識修正一下拉力的大小，從而擺脫這個限制。再比如對實驗步驟的設定，每個實驗都有可推敲之處，不應絕對化，死記硬背是沒必要的，很多步驟的前后順序是可以顛倒的（比如許多實驗的準備工作中的先后次序），要讓學生分析每一步驟在實驗中的必然性，是屬于準備階段還是實驗過程階段或數據處理階段，只要歸門別類，前后順序自然明晰。當然我們也會發覺還有一些步驟是不得打亂的（比如打點計時器是先打點后放手還是先放手后打點等等），這種開放式的討論要比老師講解給人的印象深刻得多了。當學生們適應這種學習方法時，學習將成為一種樂趣，因為他們不是書本的奴隸了，而是權威實驗的挑戰者，是評價實驗設計優劣的法官，是成功的實驗發明者。
三、以多種視角重新審視和組合實驗板塊。
學習貴在總結，在物理實驗總復習中，我們不應孤立地看待一個個實驗，而應該從這些實驗的原理、步驟、數據采集與處理方式上的異同上，給這些實驗分門別類，從而組成不同的實驗板塊。平時我們已經自覺或不自覺地把實驗分成力學實驗板塊、電學實驗板塊、熱學實驗板塊、光學實驗板塊。但這樣的處理只是簡單地重復了物理課本知識的體系，大多數情況下也是為了講解的方便，沒有多大的創意，對于學生思維的開發和對實驗的科學思維方式的培養顯得很不夠的。
在此，我認為我們要在這些實驗的組合板塊中挖掘一些功能，培養學生一種實驗的常規意識，比如對于力學板塊，這是由驗證力的合成與分解、打點計時器的使用和測勻變速直線運動加速度、驗證機械能守恒定律、驗證牛頓第二定律、驗證動量守恒定律等實驗組成的一個大的實驗板塊，現在讓我們仔細去找找這些實驗與其它實驗板塊的區別。我們會發覺這些力學實驗無非就是在力F、速度V、加速度a、位移S、質量m這幾個量上做文章而且已。然后我們看看這幾個量是怎么測出來的，今后我們可以用同樣的方式去處理類似的探索式力學
實驗。毫無疑問，這些實驗告訴我們：位移用尺子量（提示學生高精確度該用什么量），質量用天平（鼓勵學生思考大物體質量用什么測），速度與加速度可用打點計時器測量，速度還可以用平拋的方式計算，而力的測定不能用彈簧稱，因為不穩定，影響實驗的準確度……。讓學生們想想電學實驗板塊又能得到些什么呢？
我們還可以把視野再擴大一些，以各種角度重新組合新的實驗板塊，比如按測量型與驗證型可把實驗分成兩大板塊，按能進行圖像處理數據和不能用圖像處理數據又可以把實驗分成兩大板塊。我們可以提示學生這樣劃分板塊，但把一個具體實驗歸類于哪個板塊，這要學生自已思考，比如說用圖像法處理數據，學生們熟悉的是驗證牛頓第二定律和測定電源電動勢和內電阻的實驗，不過畫出的圖形必須是直線，否則不好處理（驗證牛頓第二定律的實驗中加速度與質量成反比就是一個典型的例子，坐標軸改為質量的倒數，從而畫出的是直線），這給予學生們思考的空間，其實還有許多實驗也是可以這樣處理的，它們都可以歸類于用圖像法處理數據，比如用單擺測重力加速度的實驗，我們測的是周期T和擺長L，再由公式來計算，書本上采用的是多測幾組再求平均值法，現在我們可以以L和T2/4л2為坐標軸，用測得的數據放入描點，畫直線求斜率即是g.類似的還有一些，讓學生們想想驗證玻意耳定律是否也可這樣處理。
四、注意可轉為實驗的習題。
在物理上，許多習題的設計與實驗的設計是相通的，它們的區別只是出題的角度不同罷了，讓學生們找一找，改一改，必能開竅。比如高一物理（心修本）第一章的課外習題部分，其第11、12、13題（273-274頁）就很典型，而第17題（見本文附錄）的設計思想更是與物理實驗思路產生共鳴，它有效地克服了手拉彈簧稱測拉力不準的弊病，事實上不論下面的長木板是勻速還是變速均不會影響彈簧稱的
讀數。其實物理課本中每一章的課后習題部分都有可探討之處。幾何光學那一章尤其如此。
五、實驗也要融會物理思維方式在實驗中常用的物理思想方法有等效法、累積法、控制某個變量法、留跡法、圖像處理平均值法，這要學生們能夠領會，并能在每個實驗中找出到底用了什么物理思惟方式。比如在驗證動量守恒定律的實驗中就用了等效法（用位移代替速度）、累積法（重復打了許多點）、留跡法（用復寫紙留下小球落地后的點）等物理思維方法。在實驗復習中通過找各實驗中的思維方法，能夠讓這些思維方法深入學生的腦海中，并用于那些可能遇到的探索型高考物理實驗題。
物理做為一門建立在實驗基礎之上的學科，我想若在實驗復習上有所突破必對學生整體物理水平的提高有很大的促進作用。當然以上只是我的一家之言，有不妥之處，望同行們指點。
物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科。在教學中，有意識地引導學生聯系生活實際，分析物理現象；利用身邊物品，進行物理實驗，都能激發學生的學習興趣，加深學生體會。這里介紹一組與雞蛋有關的物理現象和實驗。
1、液體蒸發吸熱
實驗：把剛煮熟的蛋從鍋內撈起來，直接用手拿時，雖然較燙，但還可以忍受。過一會兒，當蛋殼上的水膜干了后，感到比剛撈上時更燙了。
分析：因為剛撈上來的蛋殼上附著一層水膜，開始時，水膜蒸發吸熱，使蛋殼的溫度下降，所以并不覺得很燙。經過一段時間，水膜蒸發完畢。由蛋內部傳遞出的熱量使蛋殼的溫度重新升高，所以感到更燙手。
2、熱脹冷縮的性質
實驗：把煮熟撈起的蛋立刻浸入冷水中，待完全冷卻后，再撈起剝落。
分析：首先，蛋剛浸入冷水中，蛋殼直接遇冷收縮，而蛋白溫度下降不大，收縮也較小，這時主要表現為蛋殼在收縮。其次，由于不同物質熱脹冷縮性質的差異性，當整個蛋都完全冷卻時，組織疏松的蛋白收縮率比蛋殼大，收縮程度更明顯，造成蛋白蛋殼相互脫離，剝蛋殼就更方便了。
3、驗證大氣壓存在
實驗：選一只口徑略小于雞蛋的瓶子，在瓶底熱上一層沙子。先點燃一團酒精棉投入瓶內，接著把一只去殼雞蛋的小頭端朝下堵住瓶口。火焰熄滅后，蛋被瓶子緩緩“吞”入瓶肚中。
分析：酒精棉燃燒使瓶內氣體受熱膨脹，部分氣體被排出。當蛋堵住瓶口，火焰熄滅后，瓶內氣體由于溫度下降，壓強變小，低于瓶外的大氣壓。在大氣壓作用下，有一定彈性的雞蛋被壓入瓶內。
4、浮沉現象
實驗：把一只去殼雞蛋，浸沒在一只裝有清水的大口徑玻璃杯中。松開手后，發現雞蛋緩緩沉入杯底。撈出雞蛋往清水中加入食鹽，調制成濃度較高的鹽溶液。再把雞蛋浸沒在鹽溶液中，松開手后，雞蛋卻緩緩上浮。
分析：物體浮沉情況取決于所受的重力和浮力的大小關系。浸沒在液體中的物體體積就是它所排開液體的體積，根據阿基米德原理可知物體密度與液體密度的大小關系可以對應表示重力與浮力的大小關系。因為蛋的密度略微比清水的密度大，當蛋浸入清水中時，所受重力大于浮力，所以蛋將下沉。當浸沒在鹽水中時，由于鹽水密度比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋將上浮。
5、慣性、摩擦阻力現象
實驗：選用外形相似的生雞蛋、熟雞蛋各一只，放在水平桌面上。用相同的力使它們在原處旋轉。能迅速旋轉的是熟雞蛋，緩慢旋轉幾圈就停止的是生雞蛋。
分析：生雞蛋的殼內是液狀的蛋清，外力作用在蛋殼上旋轉時，蛋清由于慣性，繼續保持靜止狀態，則它與蛋殼間存在摩擦阻力作用，使整個蛋只能緩慢轉動。而熟雞蛋內蛋清已凝固成蛋白，外力作用時旋轉時，整個蛋就能迅速轉動。
6、物體的穩定平衡
實驗：選用一只生雞蛋，在小頭一端開個孔并清除干凈殼內的蛋清蛋黃。沿小孔滑入一塊重物。以蛋殼的大頭端為底部，扶好蛋殼。點燃一只蠟燭，滴入燭油，把重物封存在蛋殼底部。燭油大約封存至整個蛋殼高度的四分之一即可。把制好的蛋殼推倒后，蛋殼能自動立起。制成一個“不倒翁”。
分析：在空蛋殼的底端封存的重物和燭油，使整個蛋體的重心移近蛋殼的底部，重心起低，穩定性越好。當蛋殼傾斜，偏離平衡位置時，使蛋體的重心升高。因為蛋殼底端是球形的，在蛋體的自身重力作用下，蛋體又恢復到原來的平衡位置上。
7、分子運動現象
實驗：外殼完好的蛋，埋入食鹽中腌制一段時間，可以制成一只咸蛋。雖然蛋殼仍然完好，但連內部的蛋黃都變咸了。
分析：因為物質的分子間存在間隙，而且分子不停地做無規則運動，所以食鹽分子擴散到蛋黃中，使蛋黃也變咸。
一、正確理解考試說明中的考試目標
根據普通高校對新生科學文化素質的要求，參照教育部頒布的《全日制中學教學大綱》，并考慮中學教學實際，可制定以下四項目標。
1．對自然科學基礎知識的理解能力。重視能力和素質的考查是新一輪高考改革的一個特點，雖然在高考中強調了對能力的考查，但自然科學的基本知識仍然是基礎。考能力離不開知識的載體作用，離開了知識的積累，能力就無法形成。強調對自然科學基本知識的考查，并不是要求學生死記硬背自然科學的某些專業名詞、術語，而是要求學生能夠解釋和說明所學自然科學基本知識的含義，并能用適當的形式(如文字、圖或表)進行表達。
2．設計和完成實驗的能力。自然科學是實驗性科學，科學概念、原理和規律都是由實驗推導和論證的。教學過程中的實驗有助于加深學生對自然科學概念、原理和規律的理解，實驗能力也是學生將來從事工作研究的基礎。自然科學的重要知識常伴有實驗是現行高中教材的一個重要特點。
3．能讀懂自然科學方面的資料。人們對自然界的各種現象和規律通常是用文字和圖表來描述的。與文字相比，圖表描述自然科學的研究成果更具有直觀形象的特點，因此常被各類科研文章采用，要讀懂自然科學方面的資料，能看懂圖表所包含的信息，并能從中找出規律是非常重要的。
4．對自然科學基本知識的應用能力。學習自然科學的基本知識僅僅停留在理解上是不夠的，還要能在理解的基礎上，應用這些知識去指導自然科學的研究社會的生產和人類的生活，必須懂得自然科學知識的實用性和社會價值。
現實中人與自然、社會發生的聯系，實際上都是綜合性問題，所以整體或綜合的思路非常重要。以筆者理解，“X”卷包含的知識點難度并不會比以往的要求更高，但要求全面地考查學生的閱讀理解、綜合思維、信息處理及表達能力。由此，中學學科教育也不妨受此啟發，換換思路，重視知識的梳理和融合，鼓勵課堂討論增加實踐機會。
二、打開圖書館、閱覽室的“門”，打開學校的“門”
物理教學必須聯系實際，在抓基本知識點教學的同時，有意識地聯系生活、生產和科研實際，充分利用圖書館、閱覽室的資料，組織學生課外閱讀，拓寬知識面。開設講座，講物理史故事，講現代科技新成就，如激光的廣泛運用，全息照相的妙用，光纖在現代通信中的作用等，既激發學習興趣，又增強現代意識，提高學生素質。
三、具體做法
第一，整體規劃教學，打高考總體仗。對理科總復習，大體上分為三大階段：（1）用80%左右的時間復習好本學科的知識。物理學科要根據學科的特點進行復習，抓好“必修課”和“選修課”。（2）用20%的時間，理化生三科教師坐在一起探討，哪些可以作為切入點，分工合作，編寫一些有一定綜合性（2科、3科）的練習卷。（3）考前留有一定時間對學生進行考試心理訓練教給他們一些應試技巧。
第二，講練并重，精講精練。要堅持講解與練習有機結合的原則，既不能“以講代練”，也不能“以練代講”“精講精練”，使學生能觸類旁通、舉一反三。
講：針對性要強，除重點、關鍵外，側重講單元練習方法和應注意的問題。注意知識的綜合交叉，突出能力的培養，培育應變能力。
練：以定時作業為主要形式，讓學生在解題的能力、速度等方面適應高考的要求。
評：教師講評練應突出重點，重在指導。不是重復重演一遍，不能以題論題。在講課中，要注意知識的縱橫聯系和加大覆蓋面的教材組織，努力達到舉一反三靈活運用的目的，同時要突出規范表達的訓練指導。
第三，組織專題講座，進行學法、解法指導。在整個復習過程中，要求學生：（1）讀書。在教師的指導下有重點地讀書；讀自己認為的缺漏部分；讀高考說明》。（2）總結。自我歸納總結，及時反饋及時糾錯，在心理方面為高考做準備。總結解題經驗，探索解題規律，養成良好習慣，提高審題能力和綜合分析解決問題的能力。
1教師教學理念陳舊，教學方法僵化
任課教師有的滿堂灌，有的滿堂練，有的滿堂問，單純追求課堂氣氛———假熱烈，給人的印象視乎在表演作秀，沒有體現學生的主體地位，忽視學生的學習興趣培養．有的演示實驗效果不明顯，或沒有結果，現象看不到，沒有說服力．比如水沸騰實驗，明明水還沒有沸騰，教師就讓學生站起立即說水在沸騰時有什么現象，教學效果可想而知．有的教師過分依賴仿真實驗或者實驗視頻，一年做不了幾個實驗，經常利用電腦仿真代替演示學生實驗，學生就沒有經歷動手動腦做實驗的經歷和體會．
2實驗器材不足，有些實驗沒有條件做
有的學校多年不添置儀器耗材，實驗器材數量明顯不足，比如某校馬德堡半球實驗只有一套器材，平行班級有八個班，只能等一個班上完以后下一位教師才能使用，影響教學進度．有些學校在經費使用上也不愿意給實驗教學上花費更多的錢財，幾年甚至十幾年也不添置器材，實驗儀器匱乏．有的學校實驗室器材雖然很多，但器材的型號數量配備很不合理，有的過多有的又太少，如某校彈簧秤量程為0～50N的數量多達100個，而量程為0～5N、0～10N的彈簧秤總共只有30個，給教學工作帶來很多不便;有的學校在購置實驗器材時不聽取專業教師的意見和建議，領導拍腦袋想購啥器材就買回來，有的器材對初中物理實驗用處不大，如適合高中教學用的有交流輸出的學生電源在初中使用的時機很少．
3有些教師實驗教學能力有限
可以說這是制約實驗教學質量難以提高的關鍵，困擾著廣大教師，其中存在的問題最多，也是需要我們特別引起重視的地方;比如有些演示實驗操作不規范，甚至有些是錯誤的，有些學生實驗教師不能很好地指導，發給學生實驗器材后讓學生自己亂動，學生想怎么用就怎么用，實驗器材當成玩具，比如有的學生把砝碼浸入鹽水中，用量筒給水加熱等，儀器損壞現象時有發生，課堂教學秩序混亂，實驗效果明顯降低;有些上課用語不規范，比如把溢水杯叫水桶，把燒杯叫玻璃杯，把導線叫電線等．有的教師不清楚滑動變阻器、電阻箱及電位器的適用條件，不分電路情況和實驗精確度的要求任意使用，給學生一個錯誤的信息;有的教師不知道學生電源穩壓和直流輸出的特性，給學生講在任何電路情況下可以隨便使用沒有區別，混淆視聽．有的老師在講授布朗運動和擴散時讓學生在顯微鏡下觀察懸浮花粉微粒或在無風情形觀察空氣中的煙粒、塵埃都會看到微粒的運動，墨汁撒在水中會迅速擴散，并且溫度越高，運動越激烈，擴散也越快，于是老師解釋到我們學生看到的微小花粉或煙粒是它們的分子在做無規則運動，墨汁擴散也是因為墨汁分子在運動等等，當解釋到花粉微粒為啥會在某時刻瞬間不動時是由于水分子靜止不動，試想水分子怎么能在某時刻靜止不動呢?把布朗運動與擴散現象說成是同一種現象;凡此種種漏洞百出的解釋都是老師沒有吃透教材出現的錯誤;還有個別教師實驗課后不打掃衛生，不整理清洗器材，不愛護公共財物，實驗過程中浪費現象嚴重，對學生不進行良好實驗品格的培養，態度情感價值觀教育缺失;不重視總結得失，課后沒有反思，不寫實驗報告、作業批改不認真．
4實驗器材保管使用不當管理混亂
有些砝碼生銹影響測量結果，有些開關，滑動變阻器接觸不良導致電路不通，有些電池電量不足影響實驗效果，有些砝碼不用鑷子取用而用手拿取，天平上的游碼不用鑷子撥動，也是用手直接滑動，有些電流表、電壓表接線柱螺絲松動接觸不良，實驗時電路雖然連接正確但是電流表電壓表指針不動，學生會認為電路錯誤，造成誤解．有的實驗室管理員非專業人員，又不經過培訓對物理儀器不懂，張冠李戴，經常發生儀器搭配不正確現象，儀器擺放不規范，制度不健全，沒有器材更新更換計劃，不重視實驗室建設，學校買啥儀器就保管啥儀器，充其量就是一個保管員的角色，沒有報損賠償制度管理混亂;有的實驗室管理人員由物理教師兼職，教學任務重無暇顧及實驗室工作，有的教師不愿意承擔實驗室工作，認為學校對實驗室人員劃入后勤服務人員，在評職稱評先進績效考核等方面低人一等;有的實驗室裝備精良，先進儀器高端，儀器價值成本較高，裝飾豪華成了應付檢查和學校裝飾門面的工具，長期不使用，或使用率不高，不打掃衛生儀器器材上面灰塵一層，白白浪費了很多財政資金．
5缺少必要的教學掛圖
有些當年很好很實用的教學掛圖，由于經常使用，存在破損現象，沒有及時修理或更換，教學的直觀性打了折扣．比如船閘教學活動掛圖，在長期使用后，閘室閘門損壞，如果能及時修理或更換新掛圖，配上多媒體動畫，教學效果會更好．有的學校近幾年購置的教學掛圖、圖片、光盤都很少，課堂上老師可選用的教具數量少種類單一．
6沒有充分利用好多媒體教學
有些課件與教學內容聯系不十分緊密，或者課件表達的意思不明顯，對學生知識的生成意義不大，有些課件或視頻資料突出趣味性，知識性不足，忽視對學生知識的傳授，顧此失彼．有的老師課件多少年都一成不變，不修改也不增加豐富新的內容，沒有時代氣息，很不適應現代學生的認知理解能力，課堂沒有吸引力．有些老師上課只會演示課件，課堂儼然變成了課件展示會，離開課件就束手無策不會上課．
7教師自制教具能力弱
部分教師不能根據學情、校情獨立制作教學用具，只會使用現有的教學用具，不會開發利用周圍資源制作適合學生實際情況的教學用具．開發創新能力較弱，很難輔導學生的課外手工制作，對于學校或上級舉辦的手工制作大賽也是疲于應付，不能保證工作質量．
8課外實踐活動開展不正常
學校不重視課外實踐活動，學生外出參觀學習機會很少．物理源自生活又應用于生活，理論知識必須與生產勞動想結合，比如在學習水能利用時，可以組織學生就近參觀水電站發電設備，聘請工作人員講解發電流程工作原理，學習汽油機柴油機時，有些老師很少組織學生去汽修廠參觀，學生只能在課堂上看到汽油機柴油機模型，缺乏真實感．
9學校缺乏對學生的科技小制作小發明創作活動的重視
學生課后第二課堂活動缺乏吸引力，有些活動開展流于形式，做表面文章，只是為了應付學校或上級檢查，活動課沒有實效．總之，農村鄉鎮初中由于條件的限制，在實驗課教學方面還有許多方面需要改進，還需要每位教師不懈的努力，繼續加強學校管理，細化責任，改進教法學法，實驗教學就會有改觀。
摘要:對經典力學范圍內現行的慣性觀提出了不同的看法，認為對于慣性要區分：個別研究對象的性質與存在的性質；保持某種狀態的性質與改變某種狀態的性質；物理學規律的動力學特性與審美性。
關鍵詞:慣性；存在；時間；空間
慣性是經典力學中的一個基本概念，同時它又是人們日常生活中的一個基礎性觀念，并且慣性問題也是經常被物理學界討論的一個話題（1）。可是，盡管經典力學經過了漫長的發展時期，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性（2），本文試從幾個方面對慣性進行了討論，望引起大家的共識。
一、慣性的意義
大家知道，慣性是物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質（3）。一個物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會一直靜止下去，而原來運動的則會一直作勻速直線運動。這里的問題在于：慣性是否是物體的性質？依據牛頓第一運動定律，任何物體均具有慣性。因而，看來慣性不是被研究物體的性質，因為這一性質是一切物體所具有的，也就是說它與物體的個別特征無關。因而，慣性只能是存在的一個特征，是被研究對象周圍的環境在此對象上的表現。換一句話說，它是存在于物體周圍的一種條件，一種約束。
二十世紀初，德國數學家諾特爾（4）證明了：空間平移對稱性導致動量守恒、空間轉動對稱性導致角動量守恒、而時間均勻性導致能量守恒。事實上，物體的慣性是時間均勻性與空間對稱性的必然結果。因而它與個別的特殊研究對象無關。慣性不是個別存在物的性質，個別存在物只是慣性的顯現者，慣性的本質與個別存在物的特性無關。從而我們就不能用反映個別存在物性質的量（例如質量）來測度慣性。因為慣性作為存在的一種顯現，并無大小可言，它只是存在之狀態的表達。
二、慣性與物體運動狀態變化的難易程度無關
通常認為質量是物體慣性大小的量度是據于這樣的理由：質量大的物體在相同的力作用下其運動狀態不容易改變。這是由牛頓第二定律所得到的基本結論。而事實上物體運動狀態是否變化，物體運動狀態的變化是難還是容易是與慣性無關的。慣性所揭示出的物體之性質不在于其使（或抗拒）物體運動狀態的改變或代表改變的難易程度的能力，而在于它的保持某種特定狀態（靜止或勻速直線運動）的本領：在最相似的物之間，錯覺說著最巧妙的謊；最小的罅隙是最難度（5）。因而慣性與物體的質量無關。倘若慣性與物體的質量有關的話，則我們也可以說力與慣性也有關系。因為對于相同質量的物體而言，力越小其運動狀態就越難改變。因而，也即力越小物體的慣性越大。事實上，在慣性概念發展的最初時期，牛頓就將慣性與力進行等價的思考，當然現在大家知道牛頓的把慣性等同于力的思想是錯的了。如果要說質量與慣性確有聯系的話，作者以為也只能從這樣的一個視角來看：慣性是由其表現物體周圍存在著的與時空有關的天體質量分布情況決定著的性質。這是因為，根據廣義相對論，空間的性質是由天體質量的分布所決定的。至于時間，自從奧古斯丁（6）提出“什么是時間？”以來，人們還沒有認清它的真面目，也因而從更深的層次上而言，人們只認識到什么是慣性而還沒有搞清慣性是什么。
慣性不是一種由個別物體自身所具備的原因（誠然，所有物體均會表現出慣性），它不是我們的一種吃力的、需要支撐的、痛苦感的反映，事實上，它是存在之美感的綻開。因而“慣性是物體對任何改變其運動狀態的外來作用的阻抗的性質”（7）這樣一種說法就是不當的。因為這一注釋還是從對牛頓第二定律的基本分析而來的，在這一注釋中已經隱藏了牛頓第二定律及對慣性與物體質量等價的認同感。其實，慣性是一種令人十分安全的、舒適的、和諧的存在之性質，它使物體的存在行為非常簡單，而人們也往往由于常見到這種存在的簡單性而忽視了它的深層含義。靜止的永遠靜止，運動的永遠作勻速直線運動，慣性就是將存在如此單調而重復地顯現在人們眼前。凡是背離了這兩種物體的存在情況而用慣性去解釋其存在原因的，作者以為均屬一種不當的詭辯行為。可是這種詭辯行為不僅麻木了人的腦神經而且充斥著各種各樣的教科書（8），我們來看一些下面的例子。
例1．慣性也有不利的一面，高速行駛的車輛因慣性而不能及時制動常造成交通事故。所以，在城市的市區，對機動車的車速都有一定的限制，以利于行車安全。（9）
在這里，不能及時制動是由于慣性還是由于制動力不夠大？略作思考，讀者就可判斷出是由于后者。將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。而發生交通事故的真正原因是，由于車輛質量較大，而相應的制動力在如此質量的物體上所產生的加速度很小，不能使車輛很快地減速，從而在短時間內停下來。倘若對于質量較大的車輛來說制動力也允許更大，那么作者認為還是可以在一定的時間內制動車輛的。
并且，這個例子中的“高速行駛的車輛”及“對機動車的車速都有一定的限制”的字句很容易使學生認為慣性和物體的運動速度有關。這對于初學者來說是一個很大的誤導。
例2．把斧柄的一端在水泥地面上撞擊幾下，斧頭就牢牢地套在斧柄上了，這是什么緣故呢？（10）
通常標準答案是這樣的：開始斧頭和斧柄同時向下運動，當斧柄遇到障礙物時突然停止，而斧頭由于慣性保持原來的運動狀態，這樣斧頭就牢牢地套在斧柄上了。
事實上，斧頭在斧柄上套牢是由于斧頭克服了阻力相對于斧柄運動了一段位移，而慣性不是克服某種阻力使斧頭運動的原因。在此問題中的一個效果是斧頭相對于斧柄產生了某種（克服一定力的）運動，因而我們必須以斧柄為參照系來考察此種運動的實質。當以斧柄為參照時，實際上斧柄在撞擊的過程中是一個非慣性系，它相對于慣性系有一個向上的加速度。因而斧頭在此參照系中必受到一個向下的“慣性力”，正是此力與斧頭的重力克服了斧頭與斧柄之間的彈力與摩擦阻力使斧頭相對于斧柄前進了一段位移，從而使斧頭在斧柄上套牢。如果一定要以地面為參照系來看斧頭在斧柄上套牢的問題，那么可以這樣認為：雖然斧頭在斧柄上向下套牢的過程中沒有受到除重力以外的向下的另外力，但相對于地面而言斧頭具有一定的動能和重力勢能，正是這個能量克服了阻力作功從而轉化為內能。所以從效果上看，一是斧頭相對于斧柄向下移動了一段位移，二是斧頭與斧柄的接觸面上在發熱。
如果僅從動力學的角度來看，斧頭在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小與作
用時間（或所通過的位移）所共同決定的，也就是說它和斧頭相對于斧柄的動能或動量變化有關。斧柄在“水泥地面”上“撞擊”這兩個條件只是使斧柄產生了相對于水泥地面的較大的動量變化率，從而也使斧頭具有了相對于斧柄的慣性力。但是，雖然這個慣性力構成了斧頭套牢在斧柄上的直接原因，可嚴格地說，斧頭在斧柄上套得牢不牢的原因還和斧頭的重力及斧柄的彈性和斧頭與斧柄的摩擦力大小均有關系。并且斧頭在斧柄上套得牢不牢和作用時間也大有關系，因而，撞擊“幾下”也是一個非常重要的條件。
例3．小車上豎直放置一個木塊，讓木塊隨小車沿著桌面向右運動，當小車被檔板制動時，車上的木塊向右傾倒。這是怎么回事呢？（11）
教科書上的答案是這樣的：小車突然停止的時候，由于木塊和小車之間的摩擦，木塊的底部也隨著停止，可是木塊的上部由于慣性要保持原來的運動狀態，所以木塊向右傾倒。
事實上，本例中小車上木塊的傾倒是由于力矩作用的緣故。若以地面為參照物，小車對木塊的摩擦力對木塊的重心而言有一個順時針旋轉的力矩，從而木塊向右傾倒。若以小車為參照物，小車被檔板制動時已是一個非慣性系，作用在木塊（重心）上的“慣性力”對木塊的底端也產生一個使木塊作順時針旋轉的力矩。
需要指出的是，在上述例2和例3中，斧頭在斧柄上套牢和木塊在小車上傾倒已是一個涉及物體在非慣性系中的動力學的問題。其中例2是非慣性系中的質點動力學問題，而例3則是非慣性系中的剛體動力學問題。可是，在非慣性系中，我們通常意義上所論述的牛頓第一定律已不成立，從而也失去了此兩例的代表意義。也就是說，這兩個例子不僅是不準確的解釋而且是不適當的例子。在涉及慣性的問題上我們必須分別那些是屬于慣性現象，而那些則不屬于慣性現象——即為動力學現象。牛頓的例子，毫無疑問是正確的（12），但我們許多的物理學工作者卻將慣性對事物的解釋范圍作了相當隨意而并不恰當的擴展或扭曲。其實在講述慣性時，用不著舉更新鮮的特別例子，倒是需指出慣性使我們對事物常態的存在方式太熟視無睹了。這里問題的關鍵在于，慣性不是使物體改變運動狀態（使火車制動、使斧頭套牢在斧柄上、使小木塊傾倒）的原因。嚴格地說，這些原因和物體的慣性無關，只和力有關，而至于火車制動得及時不及時，斧頭套在斧柄上牢不牢，小木塊傾倒得快不快，則不僅與力有關，還和物體的質量、形體、初速度有關。但即使如此地與質量和初速有關卻也與慣性無關。
慣性，這個我們通常認為是由物體內在因素決定的性質，其實是物體存在方式的一種條件性：“試取汽車為參考系統來研究‘當汽車急劇剎車的時候，車中乘客有向前傾倒的傾向’這個問題，在汽車急劇剎車前，相對于汽車而言，乘客是靜止的，在汽車急劇剎車時，乘客突然向前傾，這就是說，以汽車為參考系統，乘客由靜止而突然向前傾，并不保持其靜止狀態，并不表現出慣性”（13）。這個條件就是：物體要表現出慣性，它必須處于慣性參考系中。而“事物的存在頑強地延續維持不變,無論運動是快是慢抑或停止。”（14）也只在慣性系中才成立。在研究物體的運動學與動力學問題時，慣性系總有著特殊的地位。可是，這個特殊地位的存在并不單單是人類抽象理性的功勞,并不是人類貪懶和間集化的一個報應，慣性系的存在有其形而上的基礎：自然之美的呈現及人對自然之美呈現體認的同一性。如果沒有了存在的時間均勻性與空間對稱性，我們選取的相對于地面作勻速直線運動的參考系對研究動力學問題而言也就將成為一個畸形的怪胎。慣性系不僅在計算上向人類提供了聯系物體的相互作用與相對運動的便利方式，其更根本的是它使人與存在的關系成為審美性的。慣性定律給我們的啟示是：存在是美的。而慣性系則是自然對人的一個饋贈。也因而，我們應當從審美的視角來看待慣性，而不應當將它看成一個惡魔或一件便宜貨。
所有的老師都要求學生不要把慣性與慣性定律混為一談，可是當我們的老師用動力學的觀點來看待慣性——也就是說，把慣性與牛頓第二定律混為一談的時候，對學生的這一期望是合適的嗎？其實這是一個誤區：當教完一些物理學的基本概念與規律以后，就要求學生用它們解釋自然現象。事實上，物理學中有些基本概念與規律不是要求我們去解釋自然現象，它沒有這個功能，它只是告訴我們要去感受些什么，它提供給我們的不是一種推理的方式，而是一個判斷的原則：它促成我們的判斷更接近于自然之美的呈現。
三、慣性定律與牛頓第二定律的關系
當物體所受的合外力為零時，從牛頓第二定律可知物體處于靜止狀態或作勻速直線運動。可是，僅依據這一點卻不能認為牛頓第一定律是牛頓第二定律的一個特例。因為這兩個定律的論述對象其實是不一樣的。牛頓第二定律的研究對象是一個物體，而牛頓第一定律論述的是整個存在的性質。慣性——這個任何物體均具有的性質其實不是我們的個別研究對象所具有的性質，因為這個“任何物體”，包括了天地間的萬物，而萬物的總稱（15）即是宇宙：“四方上下曰宇，古往今來曰宙”.也即任何個別的物體都不可能無條件地具有慣性：慣性是存在的特性，是存在著的時空的特性，是宇宙的特性。
其次，牛頓第二定律是關于個別物體因果性的規律，而牛頓第一定律卻與個別物體的因果性無關，它是存在之狀態的表述，它的表述是與具體的特定的時間無關的、瞬時性的。正是這種非時間性（16）構成了牛頓力學的本質特征。也正是牛頓第一定律所成立的時間均勻性與空間對稱性構成了慣性系的特殊地位，從而使我們可以在牛頓第二定律的意義上來研究物體的動力學關系。因為毫無疑問，物體的運動性質和規律與采用怎樣的空間和時間來度量有著密切的關系（17）。由此可見，不僅牛頓第一定律不是牛頓第二定律和特例，恰恰相反，現行的動力學規律正是牛頓第一定律所揭示的存在之性在具體的個體事物上的展現。慣性定律比牛頓第二定律具有更強的基礎性。也就是說，正是慣性現象，構成了牛頓動力學所以成立的操作平臺。由于物體在不受外力作用下保持其速度不變，因而物體運動速度的變化才跟物體的受力相關。
最后，牛頓把慣性定律放在三個運動定律的首位也是與其對自然的信仰因素有關的。因為在文藝復興之前的絕大部分思想家繼承了亞里士多德關于物體運動內在決定論的觀點。但在牛頓看來，基本的物質粒子
完全是惰性的，沒有任何自發的運動，而電、磁、光這些‘非物質’的力量則成為神在自然中的行動的載體（18）。也就是說，慣性定律內隱含著牛頓否定亞里士多德運動觀的內在目的論從而建立新力學的形而上基礎。
四、慣性與具體物體的質量無關
從上面的討論可以看出：“質量是物體慣性大小的量度”這個論題，在幾個角度去看都是錯誤的。第一，質量不是物體慣性大小的量度。個別研究對象的質量與其所揭示的慣性毫無關聯。因為這兩者從數量上來看是一對無窮大的關系，從內容上來看是個體與存在的關系，在它們之間，人類的理性不可能找到邏輯上的因果鏈。第二，“物體（的）慣性”這樣的說法缺乏依據，因為慣性不是物體的性質。物體只是作為慣性的表現者而存在的。第三，“慣性（的）大小”這樣的說法也缺乏依據，因為慣性沒有大小，慣性只是存在的一種表達方式，一種特定狀態的顯現。第四，既然慣性并無大小，我們也不可去進行量度，事實上，任何一本教科書上也沒有指出慣性與質量的函數關系，因為這一函數關系并不存在，它只是人們的一個虛假的邏輯推測，誰也不能證明質量與慣性成正比或不成正比，更不能得出它們之間的比例系數，因為這些關系均是虛假的。因而，物理學界流傳的物體的慣性等于它的質量（19）只是人們一個隨心所欲的錯誤言說。
由于物體質量與慣性無關，所以，將牛頓第二定律中的質量稱為慣性質量就是不當的，質量的確對物體運動狀態的改變有一種象力一樣的阻抗作用，質量在改變物體運動的狀態上而言似乎有一種“消解”、“抗拒”力的性質。因而作者認為可將現行的“慣性質量”改稱為物體的“抗性質量”。正如牛頓所說：“物體只有當有其他力作用于它，或者要改變它的狀態時，才會產生這種力。這種力的作用既可以看做是抵抗力，也可以看做是推斥力。（20）”因為質量與物體運動狀態的變化快慢有關，它事實上具有動力學特征，當一個物體的質量大時，它對運動狀態改變的阻抗能力就越大。
從邏輯上而言，我們只有將慣性從物質的內在因素中解除出來，才能完全地克服牛頓時代的機械論自然觀與牛頓第一運動定律之間存在著的深刻矛盾。也就是說，這樣才能使牛頓第一定律恰如其分地建立在由文藝復興所形成的機械論而不是亞里士多德的目的論的形而上學基礎之上。
五、慣性定律的表述方式
牛頓第一定律是動力學定律的基礎，但它本身并不表征物體的某種動力學性質，它是關于人類體認自然之美、自然之和諧的陳述。據于上面的論述，對牛頓第一定律的陳述方式作以下的要求是并不過分的：反映時間的均勻性，空間的對稱性，及自然之美對人的呈現。可是，現行的許多教科書中對牛頓第一定律的陳述是很不一致的。當然，這種不一致性用老眼光來看是無傷大雅的，但以今天的眼光來看，這種差異性就成為值得商討的了。
例如：一個物體，如果沒有受到其他物體的作用，它就保持自己的靜止狀態或勻速直線運動狀態（21）。這樣的陳述可能離慣性定律的本義較遠，因為這一陳述的方式是在動力學的維度上來進行的，陳述的對象是“一個物體”。這和牛頓第二定律的研究對象是一致的，這樣方式的陳述毫無疑問地可以把慣性定律認為是牛頓第二定律的一個特例，因為“如果沒有”這幾個字就表達了陳述事件的某種特殊性。
另外一種常見的陳述方式是：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。（22）這樣一種表述比前一種完整多了，它幾乎就是牛頓的原義，但這里的“一切物體”應當換成“任何物體”（23）。因為在此論述中的“任何物體”實際上是對一切物體的否定，而“有外力”應當換成“其它物體的作用”，因為慣性定律是不涉及力的，操作意義上的力這個動力學的基本概念與慣性無關。
作者試著這樣來陳述慣性定律：存在著的宇宙有這樣一種性質，它使任何物體在沒有受到其它物體作用的時候總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。或許，這樣的一種陳述方式是較明晰的陳述方式，它強調了慣性與慣性的表現者（個別研究對象）的嚴格區分，這個陳述的主語是性質，這樣的陳述才可稱為關于“慣性”的定律。而我們也應當將慣性定義為：使物體保持靜止或勻速直線運動狀態的性質。
六、人們誤解慣性的來源
人們在慣性問題上所犯的錯誤認識，既來源于歷史上人們對于和慣性概念相聯結的力與物體運動關系的一貫表達方式，又來源于牛頓的表述與對于牛頓力學理解上的偏差。“事實上，牛頓似乎注定要被人誤解”。（24）
在牛頓所陳述的第一定律中：（25）“每個物體都保持其靜止、或勻速直線運動的狀態，除非有外力作用于它迫使它改變那個狀態（Everybodypersistsit’sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.）”。牛頓對“除非有外力作用于它迫使它”作出了對應的理解，即認為保持其靜止或勻速直線運動狀態的物體是由內部原因的，這個內部原因即稱為慣性：“visinsita,或物質固有的力，是一種起抵抗作用的力，它存在于每一個物體當中，大小與該物體相當，并使之保持其現有的狀態，或是靜止，或是勻速直線運動”。（26）在牛頓時代，作出這樣的判斷是無可厚非的：“一個物體，由于其物質的惰性（現稱慣性——譯者注），要改變它的靜止或運動狀態就極其不易。因此這種固有的力可以用一個最確切的名稱‘慣性’或‘惰性力’來稱它。”（27）因為在牛頓時代是無法判定慣性的本質的。從牛頓的這一段話我們大致可以判斷出，他幾乎是在第二定律的意義上來領會慣性的，因而他才認為（慣性）大小與該物體的運動和質量有關。
這一觀點可以追蹤到亞里士多德，它影響了包括牛頓在內的一大批科學家的思維方式。在牛頓之前的開普勒也就慣性說過（29）：“如果天體不賦有類似于重量的慣性，要使它運動就不需要力，最小的動力就足以使它有無限的速度，但由于天體公轉需要用一定的時間，有的長些，有的短些，因此非常明顯，物質必須具有能說明這些差別的慣性”；“慣性，或對運動的阻力是物質的一種特性，在給定的體積中，物質的量愈多，慣性愈強。”由此我們也可見，在開普勒那里已經有慣性等同于力與質量的觀點了。
從上面的論述可以看出，人們對于慣性的錯誤理解主要是由歷史原因所造成的，這個原因主要在于：人們普遍地認為事物外在的狀態是有其內在原因的。當人們
在物體之外找不到令人信服的可感覺的原因的時候，就只能把它歸因于物體的內部。牛頓將慣性歸因于物體的內部，把慣性看成阻礙物體改變其靜止或勻速直線運動狀況的內力，他假設的慣性非常接近布里丹的沖力——即：慣性作為一個內力，在缺乏外部動力或阻力時，會引起無定限的直線運動（30），另一方面，牛頓的慣性觀又來自于他對古希臘關于自然具有靈魂觀念的繼承，我們可以從他的著作中強烈地感到，他具有自然界的物體與人一樣會在受到作用時產生反作用這樣一種強烈的思想意向。顯然，在現代人看來，自然界的物體是與人具有本質區別的。
在牛頓以后，歐拉則將牛頓關于visinsita的比較隱晦的注釋作了同牛頓之前的有些科學家的直感一樣的有一定危險性的表白：“慣性是物體保持靜止或保持勻速直線運動的能力．．．．．慣性的大小與質量成正比例。”（31）可是現在看來，這種危險性中是帶有錯誤的。從那以后到現在，人們對于慣性的理解基本上是庸俗性質的。隨著現代物理學的發展，特別是諾特爾之后，我們可以認識到使物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的原因并不在物體的內部、也跟力無關，而是由于物體所處的時間均勻性與空間對稱性。也就是說，我們必須對牛頓意義上的慣性作出更開放性與發展性的理解，牛頓的visinsita（慣性是一個消極的本原，靠此本原物體維持它們的運動或靜止，按照作用力的大小接受運動，按照受到阻力的大小抵制運動。（32））可以深入為兩個層面的結論：在沒有外力的作用下，一個物體，它能保持靜止狀態或勻速直線運動是由于慣性，即時間均勻性與空間對稱性；在同樣大小的力的作用下，一個物體它的運動狀態較難改變是由于它的動力學特性——抗性，即它的質量較大。
摘要:對經典力學范圍內現行的慣性觀提出了不同的看法，認為對于慣性要區分：個別研究對象的性質與存在的性質；保持某種狀態的性質與改變某種狀態的性質；物理學規律的動力學特性與審美性。
關鍵詞:慣性；存在；時間；空間
慣性是經典力學中的一個基本概念，同時它又是人們日常生活中的一個基礎性觀念，并且慣性問題也是經常被物理學界討論的一個話題（1）。可是，盡管經典力學經過了漫長的發展時期，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性（2），本文試從幾個方面對慣性進行了討論，望引起大家的共識。
一、慣性的意義
大家知道，慣性是物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質（3）。一個物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會一直靜止下去，而原來運動的則會一直作勻速直線運動。這里的問題在于：慣性是否是物體的性質？依據牛頓第一運動定律，任何物體均具有慣性。因而，看來慣性不是被研究物體的性質，因為這一性質是一切物體所具有的，也就是說它與物體的個別特征無關。因而，慣性只能是存在的一個特征，是被研究對象周圍的環境在此對象上的表現。換一句話說，它是存在于物體周圍的一種條件，一種約束。
二十世紀初，德國數學家諾特爾（4）證明了：空間平移對稱性導致動量守恒、空間轉動對稱性導致角動量守恒、而時間均勻性導致能量守恒。事實上，物體的慣性是時間均勻性與空間對稱性的必然結果。因而它與個別的特殊研究對象無關。慣性不是個別存在物的性質，個別存在物只是慣性的顯現者，慣性的本質與個別存在物的特性無關。從而我們就不能用反映個別存在物性質的量（例如質量）來測度慣性。因為慣性作為存在的一種顯現，并無大小可言，它只是存在之狀態的表達。
二、慣性與物體運動狀態變化的難易程度無關
通常認為質量是物體慣性大小的量度是據于這樣的理由：質量大的物體在相同的力作用下其運動狀態不容易改變。這是由牛頓第二定律所得到的基本結論。而事實上物體運動狀態是否變化，物體運動狀態的變化是難還是容易是與慣性無關的。慣性所揭示出的物體之性質不在于其使（或抗拒）物體運動狀態的改變或代表改變的難易程度的能力，而在于它的保持某種特定狀態（靜止或勻速直線運動）的本領：在最相似的物之間，錯覺說著最巧妙的謊；最小的罅隙是最難度（5）。因而慣性與物體的質量無關。倘若慣性與物體的質量有關的話，則我們也可以說力與慣性也有關系。因為對于相同質量的物體而言，力越小其運動狀態就越難改變。因而，也即力越小物體的慣性越大。事實上，在慣性概念發展的最初時期，牛頓就將慣性與力進行等價的思考，當然現在大家知道牛頓的把慣性等同于力的思想是錯的了。如果要說質量與慣性確有聯系的話，作者以為也只能從這樣的一個視角來看：慣性是由其表現物體周圍存在著的與時空有關的天體質量分布情況決定著的性質。這是因為，根據廣義相對論，空間的性質是由天體質量的分布所決定的。至于時間，自從奧古斯丁（6）提出“什么是時間？”以來，人們還沒有認清它的真面目，也因而從更深的層次上而言，人們只認識到什么是慣性而還沒有搞清慣性是什么。
慣性不是一種由個別物體自身所具備的原因（誠然，所有物體均會表現出慣性），它不是我們的一種吃力的、需要支撐的、痛苦感的反映，事實上，它是存在之美感的綻開。因而“慣性是物體對任何改變其運動狀態的外來作用的阻抗的性質”（7）這樣一種說法就是不當的。因為這一注釋還是從對牛頓第二定律的基本分析而來的，在這一注釋中已經隱藏了牛頓第二定律及對慣性與物體質量等價的認同感。其實，慣性是一種令人十分安全的、舒適的、和諧的存在之性質，它使物體的存在行為非常簡單，而人們也往往由于常見到這種存在的簡單性而忽視了它的深層含義。靜止的永遠靜止，運動的永遠作勻速直線運動，慣性就是將存在如此單調而重復地顯現在人們眼前。凡是背離了這兩種物體的存在情況而用慣性去解釋其存在原因的，作者以為均屬一種不當的詭辯行為。可是這種詭辯行為不僅麻木了人的腦神經而且充斥著各種各樣的教科書（8），我們來看一些下面的例子。
例1．慣性也有不利的一面，高速行駛的車輛因慣性而不能及時制動常造成交通事故。所以，在城市的市區，對機動車的車速都有一定的限制，以利于行車安全。（9）
在這里，不能及時制動是由于慣性還是由于制動力不夠大？略作思考，讀者就可判斷出是由于后者。將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。而發生交通事故的真正原因是，由于車輛質量較大，而相應的制動力在如此質量的物體上所產生的加速度很小，不能使車輛很快地減速，從而在短時間內停下來。倘若對于質量較大的車輛來說制動力也允許更大，那么作者認為還是可以在一定的時間內制動車輛的。
并且，這個例子中的“高速行駛的車輛”及“對機動車的車速都有一定的限制”的字句很容易使學生認為慣性和物體的運動速度有關。這對于初學者來說是一個很大的誤導。
例2．把斧柄的一端在水泥地面上撞擊幾下，斧頭就牢牢地套在斧柄上了，這是什么緣故呢？（10）
通常標準答案是這樣的：開始斧頭和斧柄同時向下運動，當斧柄遇到障礙物時突然停止，而斧頭由于慣性保持原來的運動狀態，這樣斧頭就牢牢地套在斧柄上了。
事實上，斧頭在斧柄上套牢是由于斧頭克服了阻力相對于斧柄運動了一段位移，而慣性不是克服某種阻力使斧頭運動的原因。在此問題中的一個效果是斧頭相對于斧柄產生了某種（克服一定力的）運動，因而我們必須以斧柄為參照系來考察此種運動的實質。當以斧柄為參照時，實際上斧柄在撞擊的過程中是一個非慣性系，它相對于慣性系有一個向上的加速度。因而斧頭在此參照系中必受到一個向下的“慣性力”，正是此力與斧頭的重力克服了斧頭與斧柄之間的彈力與摩擦阻力使斧頭相對于斧柄前進了一段位移，從而使斧頭在斧柄上套牢。如果一定要以地面為參照系來看斧頭在斧柄上套牢的問題，那么可以這樣認為：雖然斧頭在斧柄上向下套牢的過程中沒有受到除重力以外的向下的另外力，但相對于地面而言斧頭具有一定的動能和重力勢能，正是這個能量克服了阻力作功從而轉化為內能。所以從效果上看，一是斧頭相對于斧柄向下移動了一段位移，二是斧頭與斧柄的接觸面上在發熱。
如果僅從動力學的角度來看，斧頭在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小與作
用時間（或所通過的位移）所共同決定的，也就是說它和斧頭相對于斧柄的動能或動量變化有關。斧柄在“水泥地面”上“撞擊”這兩個條件只是使斧柄產生了相對于水泥地面的較大的動量變化率，從而也使斧頭具有了相對于斧柄的慣性力。但是，雖然這個慣性力構成了斧頭套牢在斧柄上的直接原因，可嚴格地說，斧頭在斧柄上套得牢不牢的原因還和斧頭的重力及斧柄的彈性和斧頭與斧柄的摩擦力大小均有關系。并且斧頭在斧柄上套得牢不牢和作用時間也大有關系，因而，撞擊“幾下”也是一個非常重要的條件。
例3．小車上豎直放置一個木塊，讓木塊隨小車沿著桌面向右運動，當小車被檔板制動時，車上的木塊向右傾倒。這是怎么回事呢？（11）
教科書上的答案是這樣的：小車突然停止的時候，由于木塊和小車之間的摩擦，木塊的底部也隨著停止，可是木塊的上部由于慣性要保持原來的運動狀態，所以木塊向右傾倒。
事實上，本例中小車上木塊的傾倒是由于力矩作用的緣故。若以地面為參照物，小車對木塊的摩擦力對木塊的重心而言有一個順時針旋轉的力矩，從而木塊向右傾倒。若以小車為參照物，小車被檔板制動時已是一個非慣性系，作用在木塊（重心）上的“慣性力”對木塊的底端也產生一個使木塊作順時針旋轉的力矩。
需要指出的是，在上述例2和例3中，斧頭在斧柄上套牢和木塊在小車上傾倒已是一個涉及物體在非慣性系中的動力學的問題。其中例2是非慣性系中的質點動力學問題，而例3則是非慣性系中的剛體動力學問題。可是，在非慣性系中，我們通常意義上所論述的牛頓第一定律已不成立，從而也失去了此兩例的代表意義。也就是說，這兩個例子不僅是不準確的解釋而且是不適當的例子。在涉及慣性的問題上我們必須分別那些是屬于慣性現象，而那些則不屬于慣性現象——即為動力學現象。牛頓的例子，毫無疑問是正確的（12），但我們許多的物理學工作者卻將慣性對事物的解釋范圍作了相當隨意而并不恰當的擴展或扭曲。其實在講述慣性時，用不著舉更新鮮的特別例子，倒是需指出慣性使我們對事物常態的存在方式太熟視無睹了。這里問題的關鍵在于，慣性不是使物體改變運動狀態（使火車制動、使斧頭套牢在斧柄上、使小木塊傾倒）的原因。嚴格地說，這些原因和物體的慣性無關，只和力有關，而至于火車制動得及時不及時，斧頭套在斧柄上牢不牢，小木塊傾倒得快不快，則不僅與力有關，還和物體的質量、形體、初速度有關。但即使如此地與質量和初速有關卻也與慣性無關。
慣性，這個我們通常認為是由物體內在因素決定的性質，其實是物體存在方式的一種條件性：“試取汽車為參考系統來研究‘當汽車急劇剎車的時候，車中乘客有向前傾倒的傾向’這個問題，在汽車急劇剎車前，相對于汽車而言，乘客是靜止的，在汽車急劇剎車時，乘客突然向前傾，這就是說，以汽車為參考系統，乘客由靜止而突然向前傾，并不保持其靜止狀態，并不表現出慣性”（13）。這個條件就是：物體要表現出慣性，它必須處于慣性參考系中。而“事物的存在頑強地延續維持不變,無論運動是快是慢抑或停止。”（14）也只在慣性系中才成立。在研究物體的運動學與動力學問題時，慣性系總有著特殊的地位。可是，這個特殊地位的存在并不單單是人類抽象理性的功勞,并不是人類貪懶和間集化的一個報應，慣性系的存在有其形而上的基礎：自然之美的呈現及人對自然之美呈現體認的同一性。如果沒有了存在的時間均勻性與空間對稱性，我們選取的相對于地面作勻速直線運動的參考系對研究動力學問題而言也就將成為一個畸形的怪胎。慣性系不僅在計算上向人類提供了聯系物體的相互作用與相對運動的便利方式，其更根本的是它使人與存在的關系成為審美性的。慣性定律給我們的啟示是：存在是美的。而慣性系則是自然對人的一個饋贈。也因而，我們應當從審美的視角來看待慣性，而不應當將它看成一個惡魔或一件便宜貨。
所有的老師都要求學生不要把慣性與慣性定律混為一談，可是當我們的老師用動力學的觀點來看待慣性——也就是說，把慣性與牛頓第二定律混為一談的時候，對學生的這一期望是合適的嗎？其實這是一個誤區：當教完一些物理學的基本概念與規律以后，就要求學生用它們解釋自然現象。事實上，物理學中有些基本概念與規律不是要求我們去解釋自然現象，它沒有這個功能，它只是告訴我們要去感受些什么，它提供給我們的不是一種推理的方式，而是一個判斷的原則：它促成我們的判斷更接近于自然之美的呈現。
三、慣性定律與牛頓第二定律的關系
當物體所受的合外力為零時，從牛頓第二定律可知物體處于靜止狀態或作勻速直線運動。可是，僅依據這一點卻不能認為牛頓第一定律是牛頓第二定律的一個特例。因為這兩個定律的論述對象其實是不一樣的。牛頓第二定律的研究對象是一個物體，而牛頓第一定律論述的是整個存在的性質。慣性——這個任何物體均具有的性質其實不是我們的個別研究對象所具有的性質，因為這個“任何物體”，包括了天地間的萬物，而萬物的總稱（15）即是宇宙：“四方上下曰宇，古往今來曰宙”.也即任何個別的物體都不可能無條件地具有慣性：慣性是存在的特性，是存在著的時空的特性，是宇宙的特性。
其次，牛頓第二定律是關于個別物體因果性的規律，而牛頓第一定律卻與個別物體的因果性無關，它是存在之狀態的表述，它的表述是與具體的特定的時間無關的、瞬時性的。正是這種非時間性（16）構成了牛頓力學的本質特征。也正是牛頓第一定律所成立的時間均勻性與空間對稱性構成了慣性系的特殊地位，從而使我們可以在牛頓第二定律的意義上來研究物體的動力學關系。因為毫無疑問，物體的運動性質和規律與采用怎樣的空間和時間來度量有著密切的關系（17）。由此可見，不僅牛頓第一定律不是牛頓第二定律和特例，恰恰相反，現行的動力學規律正是牛頓第一定律所揭示的存在之性在具體的個體事物上的展現。慣性定律比牛頓第二定律具有更強的基礎性。也就是說，正是慣性現象，構成了牛頓動力學所以成立的操作平臺。由于物體在不受外力作用下保持其速度不變，因而物體運動速度的變化才跟物體的受力相關。
最后，牛頓把慣性定律放在三個運動定律的首位也是與其對自然的信仰因素有關的。因為在文藝復興之前的絕大部分思想家繼承了亞里士多德關于物體運動內在決定論的觀點。但在牛頓看來，基本的物質粒子
完全是惰性的，沒有任何自發的運動，而電、磁、光這些‘非物質’的力量則成為神在自然中的行動的載體（18）。也就是說，慣性定律內隱含著牛頓否定亞里士多德運動觀的內在目的論從而建立新力學的形而上基礎。
四、慣性與具體物體的質量無關
從上面的討論可以看出：“質量是物體慣性大小的量度”這個論題，在幾個角度去看都是錯誤的。第一，質量不是物體慣性大小的量度。個別研究對象的質量與其所揭示的慣性毫無關聯。因為這兩者從數量上來看是一對無窮大的關系，從內容上來看是個體與存在的關系，在它們之間，人類的理性不可能找到邏輯上的因果鏈。第二，“物體（的）慣性”這樣的說法缺乏依據，因為慣性不是物體的性質。物體只是作為慣性的表現者而存在的。第三，“慣性（的）大小”這樣的說法也缺乏依據，因為慣性沒有大小，慣性只是存在的一種表達方式，一種特定狀態的顯現。第四，既然慣性并無大小，我們也不可去進行量度，事實上，任何一本教科書上也沒有指出慣性與質量的函數關系，因為這一函數關系并不存在，它只是人們的一個虛假的邏輯推測，誰也不能證明質量與慣性成正比或不成正比，更不能得出它們之間的比例系數，因為這些關系均是虛假的。因而，物理學界流傳的物體的慣性等于它的質量（19）只是人們一個隨心所欲的錯誤言說。
由于物體質量與慣性無關，所以，將牛頓第二定律中的質量稱為慣性質量就是不當的，質量的確對物體運動狀態的改變有一種象力一樣的阻抗作用，質量在改變物體運動的狀態上而言似乎有一種“消解”、“抗拒”力的性質。因而作者認為可將現行的“慣性質量”改稱為物體的“抗性質量”。正如牛頓所說：“物體只有當有其他力作用于它，或者要改變它的狀態時，才會產生這種力。這種力的作用既可以看做是抵抗力，也可以看做是推斥力。（20）”因為質量與物體運動狀態的變化快慢有關，它事實上具有動力學特征，當一個物體的質量大時，它對運動狀態改變的阻抗能力就越大。
從邏輯上而言，我們只有將慣性從物質的內在因素中解除出來，才能完全地克服牛頓時代的機械論自然觀與牛頓第一運動定律之間存在著的深刻矛盾。也就是說，這樣才能使牛頓第一定律恰如其分地建立在由文藝復興所形成的機械論而不是亞里士多德的目的論的形而上學基礎之上。
五、慣性定律的表述方式
牛頓第一定律是動力學定律的基礎，但它本身并不表征物體的某種動力學性質，它是關于人類體認自然之美、自然之和諧的陳述。據于上面的論述，對牛頓第一定律的陳述方式作以下的要求是并不過分的：反映時間的均勻性，空間的對稱性，及自然之美對人的呈現。可是，現行的許多教科書中對牛頓第一定律的陳述是很不一致的。當然，這種不一致性用老眼光來看是無傷大雅的，但以今天的眼光來看，這種差異性就成為值得商討的了。
例如：一個物體，如果沒有受到其他物體的作用，它就保持自己的靜止狀態或勻速直線運動狀態（21）。這樣的陳述可能離慣性定律的本義較遠，因為這一陳述的方式是在動力學的維度上來進行的，陳述的對象是“一個物體”。這和牛頓第二定律的研究對象是一致的，這樣方式的陳述毫無疑問地可以把慣性定律認為是牛頓第二定律的一個特例，因為“如果沒有”這幾個字就表達了陳述事件的某種特殊性。
另外一種常見的陳述方式是：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。（22）這樣一種表述比前一種完整多了，它幾乎就是牛頓的原義，但這里的“一切物體”應當換成“任何物體”（23）。因為在此論述中的“任何物體”實際上是對一切物體的否定，而“有外力”應當換成“其它物體的作用”，因為慣性定律是不涉及力的，操作意義上的力這個動力學的基本概念與慣性無關。
作者試著這樣來陳述慣性定律：存在著的宇宙有這樣一種性質，它使任何物體在沒有受到其它物體作用的時候總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。或許，這樣的一種陳述方式是較明晰的陳述方式，它強調了慣性與慣性的表現者（個別研究對象）的嚴格區分，這個陳述的主語是性質，這樣的陳述才可稱為關于“慣性”的定律。而我們也應當將慣性定義為：使物體保持靜止或勻速直線運動狀態的性質。
六、人們誤解慣性的來源
人們在慣性問題上所犯的錯誤認識，既來源于歷史上人們對于和慣性概念相聯結的力與物體運動關系的一貫表達方式，又來源于牛頓的表述與對于牛頓力學理解上的偏差。“事實上，牛頓似乎注定要被人誤解”。（24）
在牛頓所陳述的第一定律中：（25）“每個物體都保持其靜止、或勻速直線運動的狀態，除非有外力作用于它迫使它改變那個狀態（Everybodypersistsit’sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.）”。牛頓對“除非有外力作用于它迫使它”作出了對應的理解，即認為保持其靜止或勻速直線運動狀態的物體是由內部原因的，這個內部原因即稱為慣性：“visinsita,或物質固有的力，是一種起抵抗作用的力，它存在于每一個物體當中，大小與該物體相當，并使之保持其現有的狀態，或是靜止，或是勻速直線運動”。（26）在牛頓時代，作出這樣的判斷是無可厚非的：“一個物體，由于其物質的惰性（現稱慣性——譯者注），要改變它的靜止或運動狀態就極其不易。因此這種固有的力可以用一個最確切的名稱‘慣性’或‘惰性力’來稱它。”（27）因為在牛頓時代是無法判定慣性的本質的。從牛頓的這一段話我們大致可以判斷出，他幾乎是在第二定律的意義上來領會慣性的，因而他才認為（慣性）大小與該物體的運動和質量有關。
這一觀點可以追蹤到亞里士多德，它影響了包括牛頓在內的一大批科學家的思維方式。在牛頓之前的開普勒也就慣性說過（29）：“如果天體不賦有類似于重量的慣性，要使它運動就不需要力，最小的動力就足以使它有無限的速度，但由于天體公轉需要用一定的時間，有的長些，有的短些，因此非常明顯，物質必須具有能說明這些差別的慣性”；“慣性，或對運動的阻力是物質的一種特性，在給定的體積中，物質的量愈多，慣性愈強。”由此我們也可見，在開普勒那里已經有慣性等同于力與質量的觀點了。
從上面的論述可以看出，人們對于慣性的錯誤理解主要是由歷史原因所造成的，這個原因主要在于：人們普遍地認為事物外在的狀態是有其內在原因的。當人們
在物體之外找不到令人信服的可感覺的原因的時候，就只能把它歸因于物體的內部。牛頓將慣性歸因于物體的內部，把慣性看成阻礙物體改變其靜止或勻速直線運動狀況的內力，他假設的慣性非常接近布里丹的沖力——即：慣性作為一個內力，在缺乏外部動力或阻力時，會引起無定限的直線運動（30），另一方面，牛頓的慣性觀又來自于他對古希臘關于自然具有靈魂觀念的繼承，我們可以從他的著作中強烈地感到，他具有自然界的物體與人一樣會在受到作用時產生反作用這樣一種強烈的思想意向。顯然，在現代人看來，自然界的物體是與人具有本質區別的。
在牛頓以后，歐拉則將牛頓關于visinsita的比較隱晦的注釋作了同牛頓之前的有些科學家的直感一樣的有一定危險性的表白：“慣性是物體保持靜止或保持勻速直線運動的能力．．．．．慣性的大小與質量成正比例。”（31）可是現在看來，這種危險性中是帶有錯誤的。從那以后到現在，人們對于慣性的理解基本上是庸俗性質的。隨著現代物理學的發展，特別是諾特爾之后，我們可以認識到使物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的原因并不在物體的內部、也跟力無關，而是由于物體所處的時間均勻性與空間對稱性。也就是說，我們必須對牛頓意義上的慣性作出更開放性與發展性的理解，牛頓的visinsita（慣性是一個消極的本原，靠此本原物體維持它們的運動或靜止，按照作用力的大小接受運動，按照受到阻力的大小抵制運動。（32））可以深入為兩個層面的結論：在沒有外力的作用下，一個物體，它能保持靜止狀態或勻速直線運動是由于慣性，即時間均勻性與空間對稱性；在同樣大小的力的作用下，一個物體它的運動狀態較難改變是由于它的動力學特性——抗性，即它的質量較大。
啟發式教學是物理教學中經常應該運用的一條原則，運用啟發式，常常要提問（當然提問不等于啟發式）。怎樣提問，是當前教學中值是研究的一個重要問題。下面就物理教學中的提問談一些情況和看法。
一、提問要有明確的目的，不要搞為提問而提問，提問的目的，歸納起來，主要有四個：
1．檢查、鞏固已學的知識。學過的東西該記的是否記住了，理解是否正確，是否完整，通過提問，常常可以發現教和學兩方面存在的問題，便于及時予以補救。
2．引導學生接受新知識。為了便于學生接受新知識,通過提問喚起舊知識也是很重要的,教學的成敗,和師生的思維活動是否協調一致，關系極大。否則盡管都是言之諄諄，學生仍然聽之藐藐。每堂課的重點、難點、一般說教師是心中有數的，但在學生來說卻不一定。如果在關鍵處向學生提問，引起學生重視，是很必要的，問的結果，不外乎兩種情況：一是答得來，這當然好，再一是答不來，也有好處，便于引起學生注意，使他對接受新知識作好思想準備（當然不是每個新知識必須提問，也可設問，或用其它方法喚起注意）。
3．培養學生的物理語言應用能力，表達能力。
總之，提問一個問題之前，教師一定要明確：為什么要問這個問題，估計學生的答案會出現那些情況，每種情況的問題在哪里。否則亂問一通，看起來好像課堂氣氛很活躍，但對于培養學生分析問題，解決問題能力沒什么作用，還有可能問的學生暈頭轉向，給教學設下障礙。
二、問題要提得確切，不能信口提問。有的問題，提得含糊，學生摸不清意圖，不好回答。有的問題，答案范圍過大，也不妥當。為便于學生思考，每個問題，都應該象出考試題一樣，一字一句都要斟酌好。使所提問題的邏輯要嚴密，語言要簡煉、清楚、確切。切忌出現科學性錯誤，使學生心理受壓，影響正常的思路展開。
三、要啟發，不要暗示。教學中我發現有的提問是帶暗示性的，暗示的結果，不是培養了真正的分析問題，解決問題的能力，而是盲從。當然“是非問”有時是必要的，遇到一個問題，學生很可能答錯時，“是非問”還是可以的。
四、對學生的答案要有著、有落。教學中常見這樣的現象，學生回答了老師的問題后，教師一下子拿出自己的答案，而對學生的回答卻不置可否，實際上把提問當成了一個沒意義的過場，特別是對不確定的或錯誤的答案，尤其不能放過，缺了什么，錯了什么，應該落實下來，這本身就是解決問題，分析問題能力的培養過程。而且在這教師學生活動中，還可以把方法論問題穿插在其中，故要引起足夠的重視。
有的教師怕被學生的答案打亂了自己的教學計劃，我認為（一）教學計劃不是不可以改變的。（二）發現意外答案是好事。而不是壞事（當然希望學生全能答對，但不現實）由于問題暴露出來，教學就會更有針對性。有經驗的教師常常會有意識地讓暴露問題。再說出現了相互矛盾的兩種答案，更便于啟發學生思維，這種相互矛盾的答案正是教師事先想找而找不出來的。為使學生明確一個物理概念，教學中常用比較法，這種意外答案正是很好的比較材料。（三）有意外答案，教師覺得不對．但又一下子說不來道理，這情況是常有的，武斷他說不對，不行，怎么辦？要實事求是，可告學生：“這個問題，馬上不好解決，咱們下去繼續考慮”。這佯做，表面上好像會喪失教師的尊嚴，實質上，在向學生提倡一種知之為知之，不知為不知的好學風，經過研究再向學生解答，比武斷、不置可否強得多。教師滿可以坦率地告訴學生，教師并非無所不知（當然教師要盡力將自己所教范圍的內容理得清一些，鉆研得深一點）。
五、提問對象要注意普遍性，比較簡單的應盡量讓中、下學生回答，較難的也可讓中等學生回答，然后再讓基礎較好的學生補充，解答，這樣上、中、下三個層次的學生都有回答機會。
