“用不变的量代替变化的量”在新课程中的体现，本文主要内容关键词为：新课程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“用不变的量代替变化的量”是指在整个过程中某个物理量是变化的，但在某个微小过程中可近似把它看做是不变的，用不变的量代替变化的量处理问题，往往能化动为静，化变为不变，化曲为直，从而得到化难为易，化繁为简的效果。新课程注重科学思想方法的渗透，为学生掌握科学的思维方法创造了最基本的条件。“用不变的量代替变化的量”的思想方法在新课程中多处出现，现举例如下。
一、知识讲解：平均速度和瞬时速度——渗透极限思想（物理必修①P18）
二、实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（物理必修①P23）
如图1，根据D、F两点间的位移△x和时间△t，就可算出纸带在这两点间的平均速度
可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度，实验中用这个平均速度
表示纸带经过E点的瞬时速度。
图1
教材中安排这个实验的目的，让学生通过具体的事例进一步加深对极限科学思维方法的理解和感悟，同时说明物理中科学思维方法在实际中的应用，学以致用。
三、公式推导：用v-t图象推出匀变速运动位移公式（物理必修①P41）
图2A表示的是某物体以初速度
做匀变速直线运动的速度－时间图象。图2B表示的是把物体的运动分成五个小段，每一段可以看作是以起始时刻的速度作匀速直线运动，因而每两个位置间的位移等于以
为底、起始时刻速度为高的细高矩形的面积，矩形面积之和，可以粗略地表示整个运动过程的位移。为了精确一些，可以把运动过程划分为更多的小段，图2C中把时间间隔取得小些，这些矩形面积之和，可以较精确地表示整个运动过程的位移。可以想象，如果把整个运动过程划分得非常非常的细，很多很多的小矩形的面积之和就能较准确地代表物体运动的位移了，如图2D所示。梯形OABC的面积就代表物体运动的位移。该梯形的面积是
。
做匀变速直线运动物体的速度每时每刻都在变化，当把运动过程无限分为若干的小段，对其中的任一小段都可认为是匀速直线运动，其速度是不变的。这种从运动整体中选取某个微小时间作为研究对象，将变量转化为不变量，从而达到解决整体问题的一种思维方式称之为微元法。它是物理中科学的思维方法之一。
图2
四、做一做栏目：从一张照片估算照相机的曝光时间（物理必修①P47）
有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图3所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到石子位置A距石子起落点竖直距离约2m。怎样估算这个照相机的曝光时间。
图3
学生的解法如下：
学生的解法当然是正确的，而且非常精确。有的同学认为编者的解法中用AB的长度除以石子经过A点的速度不妥，因为石子在AB间仍在加速，但由于AB的长度非常小，运动的时间非常小，故可以近似认为石子在AB间做匀速直线运动，如果拘泥于石子在A、B两点的速度差异，解题过程十分复杂。
物体在加速运动中的速度在不断变化，但对其中极短时间内的运动可看作匀速直线运动。新教材上的估算问题往往从实际需要出发，通过这些栏目的学习，不仅增强学生应用物理知识解决实际问题的能力，做到学以致用，使学生进一步认识到生活中处处有物理知识，学好物理对人们改造自然，改变人们生活方式有重要作用。
五、探究栏目：怎样计算变力做功？（物理必修②P16）
探究是通过学生自己的探索活动，变未知为已知的学习过程。通过类比让学生知道求变力做功与求匀变速的位移相似，将弹簧的形变过程分成很多段，每一小段近似认为拉力不变，用恒力代替变力，这是用不变的量代替变化的量的思想在求变力做功中的运用。
教材中对用不变的量代替变化的量的物理思想方法从新课的讲解、实验、推导、做一做、探究等栏目的教学进行了系统化、结构化构思，这种科学思想方法的教学，也像知识的教学一样，不求一次到位，而是让学生通过多次运用、逐渐领会，直到最终熟练运用。
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