Introducción: Podemos comparar los conceptos físicos con un "sistema" que es abstracto en apariencia y complejo en connotación. Las cantidades físicas son sólo expresiones de los conceptos físicos correspondientes del mismo nombre. Además de las propiedades cuantitativas, los conceptos físicos también tienen muchas otras propiedades cualitativas. A continuación se muestra mi artículo sobre la diferencia entre conceptos físicos y cantidades físicas. vamos a ver.
En la literatura publicada, hay muchos artículos sobre la enseñanza de conceptos físicos, pero en esta literatura publicada, muchos autores no distinguen bien entre conceptos físicos y cantidades físicas, confundiendo los límites entre los dos. En particular, los conceptos físicos y las cantidades físicas con el mismo nombre a menudo se expresan como "conceptos físicos cuantitativos, es decir, cantidades físicas" o "las cantidades físicas son conceptos físicos cuantitativos".
De hecho, existe una diferencia esencial entre conceptos físicos y cantidades físicas: los conceptos físicos son la premisa de los trabajos de enseñanza de física y la base de las cantidades físicas están subordinadas a los conceptos físicos correspondientes de las mismas. nombre. Sin conceptos físicos, no hay cantidades físicas; las cantidades físicas generalmente tienen conceptos físicos correspondientes con el mismo nombre, pero los conceptos físicos no necesariamente tienen cantidades físicas correspondientes con el mismo nombre. Aunque tienen el mismo nombre, existen muchas diferencias entre los dos. Los conceptos físicos tienen significados más ricos que las cantidades físicas. A continuación se explica desde dos aspectos.
1. La diferencia entre conceptos físicos generalizados y cantidades físicas.
1.1 Las definiciones son diferentes.
Un concepto físico es una generalización y reflejo abstracto de las mismas características y atributos esenciales de un fenómeno físico en el cerebro humano. Es una forma de pensamiento que abstrae y generaliza fenómenos físicos y procesos físicos. El concepto de física ya no es un fenómeno físico individual, ni un proceso físico o estado físico específico, sino una abstracción y generalización de objetos físicos, procesos físicos y estados físicos con atributos esenciales en el mundo físico, por eso se le llama "concepto". ".
Cantidad es la representación y medida numérica específica de las cosas. La cantidad física es una cantidad en física que mide las propiedades de la materia o describe el estado de movimiento de un objeto y su proceso de cambio. Para cantidades físicas con unidades, deben describirse tanto con números como con unidades; de lo contrario, no se puede derivar ningún significado físico.
Debido a las diferentes definiciones, sus significados son naturalmente diferentes. Los conceptos físicos y las cantidades físicas describen fenómenos físicos, hechos físicos o procesos físicos desde diferentes perspectivas.
1.2 se introdujo con un propósito diferente.
En términos generales, siempre que se abstraigan y resuman los atributos y características esenciales de los fenómenos físicos, se forma un concepto físico, que es una unidad de conocimiento formada por una combinación única de características. Según los diferentes atributos esenciales y las características idénticas de los fenómenos físicos, los conceptos físicos se pueden dividir en dos categorías: una son conceptos cualitativos y prescriptivos, como movimiento mecánico, movimiento armónico simple, interferencia, polarización, etc. El otro tipo son conceptos que tienen regulaciones tanto cualitativas como cuantitativas, como velocidad, aceleración, intensidad de campo eléctrico, resistencia, fuerza electromotriz, etc.
Para el segundo concepto, además de expresar sus atributos cualitativos, también es necesario expresar claramente sus atributos cuantitativos. ¿Cómo expresarlo? Esto lleva a las personas a medir y expresar sus objetos abstractos con valores numéricos específicos, de modo que se puedan introducir cantidades físicas que tienen el mismo nombre que los conceptos físicos correspondientes. Se puede observar que la introducción de cantidades físicas debe basarse en los conceptos físicos establecidos del mismo nombre, y su propósito es únicamente cuantificar los atributos cuantitativos de los conceptos físicos del mismo nombre, por lo que las cantidades físicas están subordinadas a la conceptos físicos. Las cantidades físicas generalmente tienen conceptos físicos correspondientes con el mismo nombre, pero los conceptos físicos no necesariamente tienen cantidades físicas correspondientes con el mismo nombre. El alcance de los conceptos físicos es más amplio que el de las cantidades físicas.
Por supuesto, dado que la cantidad en sí misma contiene los significados duales de número y grado, como introducción de cada cantidad física, también da una representación y medida cuantitativa al objeto general abstracto del concepto físico correspondiente, lo que por supuesto hace que los conceptos físicos correspondientes sean más científicos, y las cantidades físicas sean complementos y cuantificaciones necesarios de los conceptos físicos.
Las funciones de 1.3 son diferentes.
Los conceptos físicos son la base de las leyes y teorías físicas, porque las leyes físicas revelan las interrelaciones y limitaciones entre los conceptos físicos. Por ejemplo, si los estudiantes no tienen claros conceptos como fuerza, masa, aceleración, etc., no podrán dominar y comprender la segunda ley de Newton y mucho menos aplicarla correctamente. Se puede decir que sin una serie de conceptos como base es imposible formar un sistema físico.
Por otro ejemplo, sin una serie de conceptos como circuito, corriente, voltaje, resistencia, intensidad de inducción magnética e inducción electromagnética, es imposible formar un sistema electromagnético sin una serie de conceptos como fuente de luz, luz e imagen real; , e imagen virtual, es imposible formar un sistema óptico.
Por lo tanto, los conceptos físicos son los elementos básicos de la física, y el aprendizaje de conceptos físicos juega un papel central en todo el aprendizaje de la física.
Las cantidades físicas dan significado a los conceptos físicos correspondientes. Bajo ciertas condiciones, se pueden realizar operaciones matemáticas entre cantidades físicas, lo que permite definir nuevas cantidades físicas. Dado que cada cantidad física tiene un símbolo correspondiente, la expresión física es más concisa y hermosa. La expresión cuantitativa de las leyes físicas hace de la física un tema cuantitativo, de modo que las conclusiones de la física pueden probarse rigurosamente en cualquier momento, lo que favorece la comprensión humana. de la naturaleza y captar las reglas. La combinación de la expresión cualitativa de conceptos y leyes físicas con una expresión cuantitativa matemática precisa constituye una de las características más destacadas de la física.
La clasificación 1.4 es diferente.
Las cantidades físicas se pueden dividir en cantidades físicas básicas y cantidades físicas derivadas, pero los conceptos físicos son sólo conceptos básicos en un sentido amplio y no existen conceptos básicos.
1960 11 La Conferencia Internacional sobre Pesos y Medidas estableció el Sistema Internacional de Unidades en junio de 1960, denominado sistema SI. En el Sistema Internacional de Unidades, 7 cantidades físicas generalmente se seleccionan como cantidades físicas básicas (sus unidades corresponden a unidades básicas), y las cantidades físicas restantes son cantidades físicas derivadas, y las unidades correspondientes son unidades derivadas. La cantidad física derivada está definida por dos o más cantidades físicas y debe expresarse mediante una determinada fórmula física (expresión matemática).
Sin embargo, aunque los conceptos físicos son solo conceptos básicos en un sentido amplio y no tienen expresiones de conceptos básicos, son jerárquicos (Nota: este artículo no explica otros métodos de clasificación de conceptos). Un concepto puede ser una relación entre un concepto de nivel superior y un concepto de nivel inferior, o una relación paralela, o una relación de inclusión. Sólo aclarando la relación jerárquica entre conceptos podremos comprender mejor los conceptos, lo que se puede hacer dibujando mapas conceptuales. Por ejemplo, si la energía se considera un concepto de nivel superior, entonces su energía potencial, energía cinética, energía interna, etc. son conceptos de nivel inferior. La energía potencial incluye conceptos más específicos como energía potencial gravitacional, energía potencial eléctrica. y energía potencial molecular. Una vez que comprenda los niveles de los conceptos físicos, podrá distinguir correctamente leyes que se confunden fácilmente, como la conservación de la energía y la conservación de la energía mecánica. Los estudiantes tendrán pocos o ningún problema para aplicar estas leyes.
2. La diferencia entre conceptos físicos y cantidades físicas con el mismo nombre.
Las cantidades físicas y los conceptos físicos a veces tienen exactamente los mismos nombres y se corresponden entre sí. Las cantidades físicas y los conceptos físicos correspondientes son consistentes al expresar y reflejar objetos y se corresponden en apariencia. Sin embargo, son esencialmente diferentes en significado físico y significado, lo que determina su obvia anisotropía en los métodos y funciones de definición. Esta es también la parte más confusa para los profesores.
Por ejemplo, la fuerza es un concepto físico y una cantidad física con el mismo nombre. La fuerza, como cantidad física, se define como la fuerza requerida para que un objeto de 1 kg obtenga una aceleración de 1 m/s2, que es 1n; la física moderna también define la fuerza como la tasa de cambio del momento de un objeto; es un vector; generalmente expresado como La fuerza de tracción F = 8 N, la dirección es el este no es una cantidad física básica, etc. Como concepto físico, la fuerza se define como el efecto de un objeto sobre un objeto; además de las propiedades de las cantidades físicas antes mencionadas, existen otras características: la fuerza tiene materialidad y reciprocidad tiene tres elementos: tamaño, dirección; , punto de acción; y gravedad, elasticidad, fricción, fuerza del campo eléctrico y otras fuerzas específicas tiene efecto instantáneo, efecto de acumulación de tiempo, efecto de acumulación de espacio, etc. El concepto tiene una connotación y extensión más ricas.
Otro ejemplo, el trabajo es un concepto importante en la escuela secundaria y tiene una cantidad física correspondiente del mismo nombre. Como cantidad física, su definición es W=Fscosθ. Podemos entender que el trabajo incluye trabajo cero, trabajo positivo y trabajo negativo está relacionado con el sistema de referencia esta fórmula se aplica a fuerza constante, y si es una fuerza variable; , debe tratarse en consecuencia; el trabajo es una cantidad escalar; su unidad es el julio, la suma de la fuerza y el trabajo es el trabajo resultante, y así sucesivamente. Pero si tomamos el trabajo como un concepto físico, ¡no basta con comprender los aspectos anteriores! En cuanto al concepto de trabajo, los estudiantes sólo podrán entender por qué el trabajo se define como el producto de la fuerza y el desplazamiento si aprenden la relación funcional o el teorema de la energía cinética.
Sólo cuando los estudiantes aprendan la ley de conservación de la energía mecánica, la primera ley de la termodinámica y la ley de conservación de la energía podrán comprender verdaderamente la esencia del concepto de trabajo: el trabajo es una medida de la conversión de energía, y todos los procesos de realización de trabajo Son procesos de conversión de energía.
Otro ejemplo, la resistencia es a la vez un concepto y una cantidad física. Como cantidad física, la resistencia se define como R=UI, lo que proporciona un método importante para medir la resistencia. Como concepto, ¿qué papel juega la resistencia en un circuito además del tamaño? ¿Qué determina la resistencia? ¿Cómo surge la naturaleza rebelde? .....Muchos otros conceptos con el mismo nombre tienen características similares.
Se puede observar que el concepto físico con el mismo nombre es más complejo que la cantidad física correspondiente e implica un alcance más amplio. Además de la información de la cantidad física correspondiente, también contiene otra información rica. .
Con la ayuda de cantidades físicas, las leyes físicas se pueden presentar en forma de fórmulas físicas (expresiones matemáticas). A primera vista, estas fórmulas físicas sólo implican cantidades físicas, pero en realidad son las interconexiones y limitaciones de conceptos físicos. Sólo comprendiendo los conceptos físicos podremos dominar estas fórmulas y leyes físicas. Por tanto, memorizar fórmulas físicas es una condición necesaria para aprender bien la física, pero no es suficiente. Si ignora la comprensión de los conceptos físicos y solo se concentra en el estudio de cantidades físicas, caerá en la idea errónea de que "la física se trata solo de memorizar fórmulas", y los estudiantes también estarán en la situación de "memorizar fórmulas, pero no No te fue bien en el examen."
En resumen, a través de la comparación anterior, podemos ver que existen muchas diferencias entre conceptos físicos y cantidades físicas, y son términos físicos diferentes. En comparación con las cantidades físicas, se puede decir que los conceptos físicos son superiores, más abstractos y contienen más información. Las cantidades físicas son simplemente expresiones de conceptos físicos correspondientes con el mismo nombre. Además de las propiedades cuantitativas, los conceptos físicos también tienen muchas otras propiedades cualitativas.
Podemos comparar un concepto físico con un "sistema" que es abstracto en apariencia y complejo en connotación, que incluye la introducción de propósito (o trasfondo), definición, significado físico, relación con otros conceptos, otros. propiedades, etc Si un concepto tiene un atributo cuantitativo, habrá una cantidad física correspondiente con el mismo nombre.
Al conocer la diferencia entre los dos, los profesores no simplificarán la enseñanza de conceptos a la enseñanza de cantidades físicas, y mucho menos la enseñanza de fórmulas. Esto ayudará naturalmente a los estudiantes a aprender conceptos físicos, no solo a saber por qué, sino también a aprender conceptos físicos. pero también puede comprender mejor los conceptos físicos en su conjunto y en esencia.
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