三、初中物理课本趣读浅析——有声有色、新奇有趣的联系

我国初中生的年龄大致在13-16岁，正是好玩、好奇、对一切新鲜事物都充满兴趣的阶段。我们人民教育本初中物理的编写者紧紧抓住学生们的这个特点，课本开篇就先来一段“科学之旅”，写和煦的阳光、浩瀚的大海、细软的沙滩，写光滑的卵石、美丽的贝壳，这些具体生动的形象一下子把学生们引入物理学的“知识海洋”里面。用活泼的文字配以彩色的画面，再加上亲眼所见的神奇实验，就把这个年龄段孩子的好奇心和大自然的新奇性快速联系起来，这就是编写者的高明之处。

物理学这么好玩，又与人们的日常生活息息相关，那该怎么才能学好物理呢？仍然是要与孩子们好动的本性相联系：多动眼，多看书，勤于观察；要多动手，多做实验；多动脑，善于思考；多动脚，走到广阔的社会实际中去。让孩子自己的“好动”和“多动”联系起来，也就把“学物理”和“学好物理”联系起来了。

物理课本第一章的“机械运动”从最常见的“物体的运动”讲起。物体的运动既是与其它物体互相作用的结果，而其表现也是以其它物体作为参照物观察的结果。比如，当我们乘坐火车时，只看周围的乘客感觉不到列车的运动，再看月台或车窗外的原野树木时明确知道列车在行驶，当对面有列车开过来，与我们的列车擦肩而过时，我们的列车好像速度加快了好多。这就是因为我们观察的参照物在改变，与我们联系的事物在改变，从而引起我们观察结果的改变。

物体的运动既是“状态”，又是过程。“时间”是运动的最简单、最直观的表现，其“长度”或“距离”这两个“空间”的概念则是运动的结果。而物理学既然是“科学”，对物体运动的研究就要有细致的描述和准确的测量。于是第一节从“长度和时间的测量”讲起。“长度”和 “时间”本来是两个不同的概念，但因为有了物体，有了物体的运动，“长度”和“时间”这两个概念便在这里联系起来。而“测量”则把 “长度”和“时间”与相对应的各种测量工具如刻度尺、钟表联系起来。由“测量”也就必然产生了测量的单位，如测量“长度”常用的米、公里、厘米，丈、尺、寸等，测量“时间”常用的小时、分、秒以及年、月、日等。而“长度”和“时间”的紧密结合——“长度”与“时间”的比值便是“速度”。

第二章的“声现象”第一节“声音的产生于传播”讲发声体的振动产生声波，声音的传播需要介质，声音的接受也需要一定构造的机体或设备。在这里，介质的作用是不可忽视的，正是它们把发声体和听声器联系起来。没有介质，什么声音也传不出去，什么声音也听不到。发声体振动的幅度和频率，也即声音的大小和高低，都是靠介质传播的。介质无论是气体、液体还是固体，它们都不仅决定声音传播的速度，甚至决定声音传播的质量。而声音又可能把另外的物体联系起来，最明显的例子是：人们通过对话交流思想，交流感情；甚至有些动物也可以通过它们自己的“语言”进行交流，如小鸟的“喳喳”叫声、马匹的嘶鸣声等。而本章开头从非洲草原上大象的活动出发，先说是“在无声无息中”进行，实际上想说的是“由人类听不到的声音”为引导，似乎就有些“绕弯儿”了。

从天上的日、月、星到地上的高山、平原、河流、海洋，从树木花草到鸟兽鱼虫，从房屋车辆到桌椅床柜，从衣裤鞋帽、锅碗瓢盆再到粮油米面、瓜果蔬菜，再到书本纸笔、电脑手机，如此等等，所有这一切物体都是由物质组成。第六章讲“质量和密度”。物体有大有小，有轻有重，是因为它们所包含的物质多少不同。某个物体所包含物质的多少就是它的质量。所有各种物体不仅是与其它物体互相联系、互相交流物质而产生的结果，而且又是与其它物体互相联系、互相交流物质的基础。所有各个物体物质增减交换，多少变化，共同组成了这个纷纭复杂、包罗万象的大千世界。而无计其数的这些物体都是由其组成的各种物质联系起来的。同种物质的质量与其体积的联系是有规律的，在一定条件下比值是一定的；物质不同，其比值一般也不同。这反映了不同物质的不同性质。某种物质的这个比值叫做这种物质的密度，也即是这种物质单位体积的质量。不同的质量表明物体的不同，而不同的密度表明物质的不同。

一个物体的质量是它们自己拥有的，是其最直观、最基本的属性。因此这一章应该作为物理学课本的开篇。虽然如此，但单独一个物体无所谓“质量”，也无所谓“密度”。当我们说“质量”与“密度”时，必是建立在一个事物与别的事物联系的基础上。 “质量”与“密度”的概念都是为了两个以上不同物体的比较、鉴别而创造、而设立的。这是自然而然、不言而喻的。我们在运用这些概念时可能意识不到或不必要意识到这一点；但能够意识到这一点与意识不到是不一样的。这里有一个深层次的作用，就是能够产生联想，产生灵感，即所谓“举一反三、触类旁通”。

我们观察世界万物，首先是我们与世界万物有密不可分的联系。我们观察物体的静止、运动，观察物体的声、光、电现象，是因为有介质把我们和所观察的物体联系起来，通过我们的眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官来接受外界物体发出的信息，再通过大脑进行比较、分析、鉴别，最后考虑如何应用。例如，外界物体通过透镜产生影像的虚实、大小、正倒跟物体离透镜的距离（物距）有关系。眼睛就像照相机，我们通过眼睛来观察物体，视力正常的人一般情况下在空气中进行观察。这是最普通、最经常的联系。如果光线通过的介质不是单一的，比如看水中的游鱼，光线发生折射，感觉鱼在水中的位置较浅；如果观察者的眼睛近视或远视，就需要通过戴近视镜或远视镜来调节眼睛，使得能够看清外界的物体。眼镜就是凹透镜或凸透镜。戴眼镜就是利用透镜的原理，在眼睛和物体的简单联系之间再加一种介质，改变一下联系的方式和途径，从而改变光线的折射和焦点，改善观察的效果。

事实正如第14章第3节“能量的转化和守恒”所说：自然界中的各种事物、各种现象都是互相联系的。能量转化是非常普遍的。在一定条件下，各种形式的能量可以互相转化：摩擦生热，机械能转化为内能；水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化成电能；电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能；植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧时发热，化学能转化为热能……。而在这转化当中，能量的总量保持不变。这就是各种事物联系当中的能量守恒定律——自然界最普遍、最基本的定律之一。能量转化和转移，既是物体之间互相联系的普遍现象，又是互相联系的重要证明，还是研究节约能源潜力巨大的领域。通过物体之间的联系对能量转化和转移的研究对节约能源是大有可为的。例如对太阳能的研究，对光合作用的研究，都是科学发展的重要方面。

2018年7月21日