摘要：“定标”思想在物理学领域中具有重要价值与地位。初中物理教学既要厘清物理知识中蕴含的“定标”思想，又要明晰物理方法中蕴含的“定标”思想，并在此基础上从知识习得与知识应用两个层面进一步探讨协助学生领悟“定标”思想的具体操作方案。
关键词：初中物理;物理思想;“定标”思想;物理方法
“标准”是衡量事物的准则，被选为标准的事物，往往具有参照性与恒常性等特点。当前，“确定标准”已然成为人们生活工作中的一项必备环节，并从中提炼与升华出一种被称为“定标”的物理思想。作为一种重要且普适性极强的物理思想，“定标思想”亦称“确定标准的思想”，是指人们在进行描述、判断、比较前，须先确定出一个衡量的标准，以此作为参照和依据。凡是领悟了定标思想的人，不仅具备在生活工作中自觉确定标准的意识，而且拥有准确选择标准的能力。进一步而言，“定标”思想是形成“标准观”的基础与前奏，并为人们养成自觉遵守标准的品质打下坚实的基础。那么，作为物理教师，该如何借助物理教育教学帮助学生领悟，并形成定标思想，就成为了我们要研讨的重要议题。
一、中学物理“定标”思想的显化研究
回溯物理学发展史，我们不难发现，很多物理知识与物理方法在创立之初，都源自“确定标准”这一目的。因此，物理思想与物理知识、物理方法之间就天然存在着一种“因果对应”的关系。于是，我们采用“对应”的方式，以初中人教版物理教材为出发点，分别显化其中蕴含“定标”思想的物理知识和物理方法，并阐明“定标”思想在其间发挥的作用，希冀为“定标”思想的教育教学做好铺垫。
1.厘清物理知识中蕴含的“定标”思想
如前所述，很多物理知识尤其是物理概念都出于“确定标准”这一目的，蕴含着“定标”的思想。于是我们以物理知识的内涵和意义为切入点，找寻与“定标”思想关涉密切的知识点，并予以对应式显化（见表1）。首先，物理量单位的创立就与“定标”思想有着千丝万缕的联系。以长度单位为例，人们为了精准描述物体的长短，破解视差造成的困扰，定义了寸、尺、米等一系列长度单位作为标准量，用于与待测物体的比较；再如，在探究反射定律与折射定律前，要先建立法线的概念，也是出于确定标准这一目的，如此一来，以法线为参照标准，描述反射光线所在的平面，以及反射光线和入射光线位置的关系就变得容易多了；此外，在运动学中，由于运动与静止的相对性，人们想要准确描述物体的运动状态，就必须首先确定出参照的标准，即参照物或参考系。可见，单位、法线、参考系等物理知识的本质都蕴含着“定标”思想，是向学生进行“定标”思想教育的良好载体。
2.明晰物理方法中蕴含的“定标”思想
物理方法是物理专业领域独特的认知方法，它与物理知识、科学思维紧密相联，是确保物理研究得以顺利完成的基本程序，物理方法的运用受到物理思想的统摄。在初中物理教学中，由“定标”思想统摄的物理方法主要是控制变量法和比值定义法（见表2）。具体而言，二者的运用都涉及到比较思维，控制变量法用于实验设计中定性的比较，比值定义法用于概念定义中定量的比较。而在运用比较思维展开这两种方法时，却都离不开“确定标准”这一关键环节，因为只有在确定而统一的标准下进行比较才有意义，定标思想可谓这两种物理方法的灵魂。进一步而言，这两种物理方法的本质实际是两种不同的定标形式——控制变量法中标准的确定，是通过“保持实验组和对照组中，影响因变量的干扰变量恒定不变”来实现的，即控制变量的过程也就是确定比较标准的过程；比值定义法中标准的确定，则是“依靠除法工具将影响因变量的干扰变量统一化为单位物理量”来实现的，如定义速度时，通过除法确定出单位时间这一标准。
二、“定标”思想的培育研究
在明晰了蕴含“定标”思想的初中各物理知识与物理方法后，接下来我们将着力探讨如何协助学生树立“定标”的意识，掌握“定标”的原则，从而形成“定标”的思想。
1.创设认知冲突，树立“定标”意识
意识是人脑的机能和属性，它指导与操控着人们的行为。只有树立了“确定标准”的意识，人们才能形成“定标”的思想，继而在工作研究之初自觉去确定标准。然而，“定标”意识的树立绝非依靠简单的传授就可以完成，它需要借助恰当的问题情境，引发学生的认知冲突，使学生觉察到因未能定标而出现的谬误。经过大量教学实践，我们梳理出从知识习得与知识应用两个层面辅助学生树立“定标”意识的途径。不容置疑，知识习得的过程也是学生发展能力，形成学科思想的过程。这里我们可以借助物理概念的建立过程，使学生意识到“确定标准的重要性”。以压强概念的建立为例[2]，我们首先以“如何比较压力作用效果”的朴素动机破题，继而提出假设———“通过直接比较压力的大小，判断压力作用效果的强弱”，在该方案得到学生认可后，我们随即选择如图1所示的器材开展实验，即自重与底面积（受力面积）皆不相等的两个秤砣。在实验中，学生将看到“自重（压力）大的秤砣，作用效果弱”；“自重（压力）小的秤砣，作用效果强”的现象。显然与先前的假设相悖。接下来，教师从该现象入手，引导学生找寻上述谬误产生的根源———比较时没有选取相同的标准，从而使学生感悟到“确定标准”的重要性，然后进一步引导学生对受力面积做标准上的统一，即利用除法工具将标准定为“单位面积所受压力的大小”，从而产生一个可以描述压力作用效果的新物理量———压强。这样，学生在解决认知冲突，建立物理概念的过程中，将会深刻体悟到“确定标准”的重要意义，逐步树立起“确定标准”的意识。习题是巩固学生知识的重要抓手，同时也是帮助学生建立“定标”意识的良好载体。结合多年教学经验，我们选取了“实验证伪题”作为帮助学生树立“定标”意识的门径。这是因为，一方面实验证伪题的解题过程大都以“定标”思想为主旨进行展开；另一方面其总能呈现出似是而非的、与科学真理相悖的实验现象，极易引发学生的认知冲突。譬如这样一道证伪题———小明在学习“探究压力作用效果的影响因素”时，在水平桌面上做了如下实验：将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块。将左边部分移开后，发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有变化，所以得出结论：压力的作用效果与受力面积无关。你同意小明的观点吗?请说明理由。可见，题目中小明同学之所以得出了与科学真知不符的结论，其根源就在于设计实验时没有将压力大小这一影响变量予以控制，即在比较压力作用效果前，没有确定合理的比较标准。因此在讲解题目时，教师首先就要向学生揭示“确定标准的重要性”，这样才能抓住此类问题的“牛鼻子”，然后再结合具体的题目情景和学生大脑中储备的物理知识，帮助学生找到需要确定的标准，进行合理的实验设计。
2.把握教学契机，明晰“定标”原则
在“定标”意识建立后，如何确定与选取标准，又成为了另一个需要学生明晰的要务，即我们不仅要“定标”，更要“有效定标”。的确，“标准”的选取与确定不能随心所欲，必须恪守一定的原则，如恒常性、稳定性等。这里，教师同样可以从知识习得与知识应用两个层面帮助学生掌握标准确定的原则。首先是知识习得层面的操作。教师须以教材为出发点，并进行合理发散，创设帮助学生掌握定标原则的契机。以单位原器的历史变迁为例，众所周知，当前人们对于1米、1千克等标准量的规定，已不再使用米原器、千克原器这些具体的物体了，而是转向求助自然界的常量，如借助真空中的光速描述1米，普朗克常量描述1千克，其转变动因正是基于对标准“恒常性、稳定性”的考量。故而在教学中，教师可先向学生指明“转变”的原因———被选为标准的事物须具备恒常性与稳定性的特点，米原器、千克原器随着岁月的变迁已不再精准，不适合作为测量的标准了，需要另立新的标准。这里可以新闻报道的形式呈现传统米原器、千克原器精度失真的事实，并搭配新闻报道的图片，以示权威性。然后询问学生：如果你是标准的制定者，该如何选择新的标准避免上述问题的出现呢？最后，立足自然常量“恒常性”和“稳定性”的特点，向学生揭示新的定义方式。不难看出，整个过程教师的话语无须太多，通过“阐述事实”“提出问题”“依据原则定标准”三个小环节，就完成了使学生领悟“恒常性、稳定性”定标原则的任务。接下来是知识应用层面。我们可以设计合理的问题，让学生通过体验问题的解决过程进而掌握标准确定的原则。以《重力》一节的教学为例，在学生了解了“重力常量（重力加速度）g会随位置的改变而改变”这一规律后，教师可以顺势设计这样一个问题：“人们在邮寄包裹时，总是按照包裹的质量计价，而非包裹的重力，你能说出其中的奥秘吗？”抑或将选择权交予学生，即提出：“在邮寄包裹时，你认为是按照包裹的质量进行计价合理，还是按照包裹的重力进行计价合理？请说明理由。”不难看出，解决该问题的核心就在于被选为计价标准的质量是守恒的，不会随地点的改变而改变，具备恒常性这一特征，而物体的重力则会随地点的改变而发生改变。该问题紧密联系了学生日常生活中的熟悉情境，不仅帮助学生辨别了“质量”与“重力”这两个易混淆的重要概念，而且更为学生“定标原则”的掌握铺设出了合理的逻辑通道，可谓一石二鸟。随着发展学生核心素养的提出，物理教育除却承担传授物理知识与物理方法的任务外，还担负着帮助学生领悟物理思想和物理观念的使命。物理思想作为物理方法向物理观念进阶的节点，其形成与领悟绝不是一蹴而就的，需要教师在教育教学中采用多种不同的方式，从不同层面加以渗透式强化。有鉴于此，我们首先厘清了定标思想的领悟包括“定标意识”的建立和“定标原则”的掌握两个部分，然后从知识习得与知识应用两个层面着手设计规划（如图2所示），并给出具体案例，最终完成了从“定标思想”输入到“定标思想”输出的完美闭环。
参考文献
[1]石尧，刘艳辉，任炜东.初中物理方法背后的物理思想显性化研究[J].中学物理教学参考，2022，51（04）：2-4.
[2]邢红军，胡扬洋，石尧，等.压强概念教学的高端备课[J]，中学物理教学参考，2013，42（10）：18-20.
作者：石尧 张利民 赵洪慧 单位：首都师范大学教育学院 北京科技大学附中 中国人民大学附中分校
