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1、浅谈在初中物理教学中建立量变与质变观北京师范大学厦门海沧附属学校庄运武摘要 初中物理的很多内容体现量变与质变的思想，从空间排列次序上的变化、空间位置的变化、程度的增强或减弱、结构的复杂或简单、个别属性的变化等等揭示质变与量变的辩证关系。鼓励学生坚持不懈地去努力积累，去完成质变的飞跃。关键词量变质变量变就是事物量的规定性的变化。量变不仅指事物在数量上的增减变化，还包含各个组成成分在空间排列次序上的变化、空间位置的变化、程度的增强或减弱、结构的复杂或简单、个别属性的变化等等。这些变化中要没有引起事物根本性质改变的都叫做量变。质变是指事物根本性质的变化，能产生质的飞跃，完成了由一种质态转变成另一种质
2、态。量变是质变的前提和必要准备，质变是量变的必然结果。一切事物的运动发展，都从量变开始，量变积累到一定程度，才能突破度的界限，引起事物的质变。没有一定量变的积累， 就没法实现质变。任何事物的量变是不可能永久持续变化的，当量变积累到一定的程度，必然会突破事物的限度或界线，产生事物的质变。量变和质变是相互转化的。 事物的发展总是先从量变开始， 量变积累到一定限度， 量变 引起质变，在新质变的基础上又开始新的量变。质变和量变交互循环往复、互相交替、互相渗透，由此推动着事物不断发展。初中物理体现量变与质变思想的内容不少。如通过体会物体温度的量变会引起物态的质变，而物态的质变又会导致体积、密度、比热等量
3、的变化。体会透镜成像时，物距的量变会 引起像的质变等，可揭示质变与量变的辩证关系。让学生认识到不管事物外延的量变还是内涵的量变，量变只要达到一定程度必然引起质变。领悟到学习和工作要有锲而不舍、水滴石穿、绳锯木断的精神，脚踏实地坚忍不拔地做好一件事，才能水到渠成取得成功。 对于不好的行为习惯也要防微杜渐，时刻警记“勿以善小而不为， 勿以恶小而为之” 来规范自身的行为。教师对于学生的教育也需等待，孩子的量变达到一定程度时才会出现“开花、结果”的 质变。需静等花开，而不是拔苗助长。教师要不时地鼓励学生坚持不懈地去努力积累，去完成质变的飞跃。1 一、量变是质变的前提，质变是量变的结果老子中说：“九层之
4、台，起于垒土；千里之行，始于足下。”荀子中说：“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”都是说明量变是质变的必要准备，量变的积累是质变的前提，质变是量变的结果。许多物理现象和物理规律都揭示事物在一定数量、空间1徐雪荣，浅议感悟从量变到质变物理思想的重要性 J.中学物理，2014,(10)位置、程度的增强或减弱等的不断变化， 累积到一定限度，就引起质的突变，产生质的飞跃。 物理教学涉及很多量变与质变的例子， 可以通过速度的量变引起质变、温度的量变引起质变、 空间位置的量变引起质变、程度的量变引起质变等等，让学生知道渐进的不显著的量变积累 到一定程度就会发生根本性的、显著的质变。事物在数量的
5、累积引起质变。 如物理现象中速度、 温度、时间等等物理量在数量上的积累变化，引起质的变化。如案例 1是速度的量变引起质变；案例 2是温度的量变引起质变。【案例1】速度的量变引起质变-牛顿的人造卫星原理地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。但是抛出的初速度越大，物 体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就 曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速 度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造 卫星。【案例1分析】从高山上用不同的水平速度抛出物体，速
6、度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。当速度足够大时，就发生了质”变，物体就不会落回地面了，成为了一颗人造卫星。如果速度没有足够大， 物体就会落回地面。 牛顿的人造卫星原理充分说明了量变引起质 变是需要量变积累到一定程度，量变是质变的前提。因此我们学习过程中应注重积累，要脚踏实地付出汗水，特别是对目前的学习成绩还不理想的学生要鼓励他们继续坚持，等待质变发生的哪天。【案例2】温度的量变引起质变-熔化和凝固的物态变化规律2尤爱惠，陈显盈量变到质变规律在物理教学中的体现J.中学物理，2012,(06)师：我为同学们准备了海波，让我们用实验探究这种固体的熔化特点。师：请同学们每隔半分钟记录一次
7、固体的温度，并观察固体的状态。 直到固体全部熔化完后5min为止。最后根据记录的数据请在坐标纸上画出固体的温度随时间变化的图线。师：请同学们将记录下的数据绘制成图像。并分析收集的数据有什么规律?师：我们选一组同学将他们得出的实验表格和图像绘制在黑板上。师：请同学们观察海波熔化的实验记录，大家可以发现哪些特点?生：海波在熔化过程中温度不变。生：当海波全部由固体完全熔化成液体后，温度才升高 生：海波在熔化过程中，我们要不断对它加热。生：海波在48 C前是固态，温度达 48 C开始熔化，此时是固液共存的状态。熔化完成后温 度才升高。【案例2分析】通过实验探究海波的熔化过程，观察和记录海波在加热过程温
8、度的变化、状态的变化。感受到海波吸收了热量温度升高，当温度达到海波的熔点时会引起状态“质”的变化。温度没到达海波的熔点之前海波还是固态，只有达到熔点时才开始熔化变成液态。晶体在吸收热量温度升高到熔点时才会熔化。晶体在放出热量温度降低到凝固点时才开始凝固。体会量变是质变的前提和必要准备，质变是量变的必然结果。一切事物的发展，总是先从微小的不显 著的量变开始，量变积累到一定程度， 才能突破度的界限， 突破关节点就产生了根本性的显 著的质变。我们在教育教学中也应抓住能引起质变的关节点，促成学生完成质变的华丽转变。事物在空间位置的量变、排列顺序的量变、结构变化的量变累积到一定程度也会发生质 的变化，如
9、案例3是空间位置的量变引起质变。【案例3】空间位置的量变引起质变-凸透镜成像规律 FT? EZE三、探索凸透镜成像规律学生根据数据实物投影开始讨论，分析归纳出凸透镜成像的规律。当u 2f时，倒立缩小实像；当fv u v 2f时，倒立放大实像；当u v f时，正立放大的虚像。u=f是成实像和虚像的分界点。u=2f是成放大实像和缩小实像的分界点。且物近像远像变大，物远像近像变小。【案例3分析】实验探究过程中体会透镜成像时， 蜡烛的空间位置发生变化时， 是物距的量变会引起像 的大小、正倒、虚实等质的变化，找出 u=f是成实像和虚像的分界点， u=2f是成放大实像 和缩小实像的分界点。跨过分界点就会引
10、起质的变化，进一步揭示质变与量变的辩证关系。从物近像远像变大，物远像近像变小等规律中又可认识到物距的量变是像质变的前提，像的质变是物距的量变的必然结果。深化对凸透镜成像规律的认识。当u2f时，成倒立缩小实像；当f v uv 2f时，成倒立放大实像；当 uv f时，成正立放大的虚像。使学生进一步理解 照相机、投影仪和放大镜的原理。学会做任何事情都要从一点一滴的小事做起，要脚踏实地，埋头苦干，积极做好量的积累，为实现事物的质变创造条件。在量变已经达到一定程度，只 有改变事物原有的性质才能向前发展时，要果断地抓住时机， 促成质变，实现事物的飞跃和发展。事物的程度变化包含程度的增强和减弱两方面的量变，
11、当程度增强到一定量或减弱到一定量时都会发生质的变化。如案例4是程度的量变引起质变。【案例4】程度的量变引起质变-真空不能传播声音的实验手机放在广口瓶里，盖好橡胶塞子，不断往外抽气。拨打手机，手机铃声响起。随着空气不断抽出，瓶内的空气变得越来越稀薄，铃声就越来越弱小。如果空气完全被抽出,也就是在真空环境里，声音就引起质”变，声音就听不到了。如果反过来往瓶里打气，让瓶里的空气不断增多，就会从听不到声音发生质变到能听见声音。【案例4分析】瓶内的空气被不断抽出，空气变得越来越稀薄，铃声就越来越弱小。空气完全被抽出，引起质变就是听不到声音了。瓶内的铃声仍然在响，但我们在瓶外就听不到。它是在空气被减弱到没
12、 有时才发生的。这说明事物的质变不是偶然的， 更不是凭空产生的，而是以量变为基础，是由逐 渐的、不明显的量变所准备好的。高楼如果不是 从底层一层一层地盖起来，哪就只能是“空中楼阁” 一日之寒”，“善不积不足以成名，恶不积不足以灭身”图2-2真空不能传播声音实验，还有许多至理名言如“冰冻三尺，非，“千里之堤，溃于蚁穴”，“操千曲而后晓声，观千剑而后识器”等等，这些名言警句都在一定意义上反映了量变必然引起质变的道理。二、量变与质变互变促进事物的发展量变中包含着、渗透着部分质变，即总的量变过程中包含着部分质变。质变中包含着、渗透着量变，体现为质变过程中量的扩张。量变引起质变，质变进入一个新阶段，并在
13、新的质的基础上不断量变，不断相互转变，螺旋式前进，推动事物不断运动变化，不断发展前进。【案例5】量变与质变互变冰的熔化和水的汽化把冰装在大烧杯里用酒精灯加热，用温度计记录它的温度变 化，并观察现象。对冰加热时，冰 吸收热量温度升高，达 0C时开 始熔化，熔化过程温度保持不变，图2-3冰的熔化与水的沸腾实验固态和液态共存。当完全熔化后温度继续升高，达到100 C时，水开始沸腾，水发生剧烈的汽化，但温度保持不变。【案例5分析】学生在实验探究中观察到：冰在加热过程中不断吸收热量，温度不断升高，没有达到0C时还是固态，只有加热到 0C时才开始熔化。体会到晶体当吸热和达到熔点两个条件同 时满足时，物态才
14、会发生质的变化，才能熔化成液态。整个熔化过程处于固态和液态共存的状态。继续加热温度不变，部分的质变还在不断地量变，当量变到冰块完全熔化成水时，水温度又开始升高，内能增加，但水并没有明显的性质的变化，水面也比较平静，当水的温度升高到1000C时，平静被打破了，水沸腾了，产生剧烈的汽化现象，有显著的质的变化，但 此时水的温度并没有上升，物态则由液态逐渐转化为汽态，再次量变引起了质变。学生在探究中亲身体验冰刚开始质变熔化成水时，发生了质变，熔化过程中是部分质变的不断量变，当量变积累到完全熔化成水时再次发生质变，原来保持不变的水温再次开始升高。进入最后的质变以前也存在着许多的质变，即水沸腾前，在任何温
15、度下都在发生蒸发现象，同时在质变中伴随着量变，如水在沸腾时温度虽然不变，但外界需要继续提供热量， 这些热量转化为内能，从而促使物质的聚集状态发生质的飞跃。冰的熔化到水的沸腾的过程其实是从量变质变新的量变新的质变的过程，量变和质变相互转化，互 相渗透。让冰熔化成水、水又汽化成水蒸汽，冰从固态质变成液态水、液态水又质变成气态 的水蒸汽。它在一次次的量变和质变中不断变化，实现了固、液、气三种状态的改变。往往 事物的发展也是这样，在经历了量变到质变，又从质变到量变，在量变和质变的交织中不断 变化着、运动着，最终促进了事物由简单到复杂、由低级到高级的渐进发展。我们要让学生明白在学习和实践中由量变发生质变时并不是结束，只是又一个新的开始。 在量变达到能够引起质变时要有敢于突破极限的勇气和敢于推陈出新的
