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【2h】

中等物理化学教育における物理量の表現とその導入法について

机译:中学物理化学教学中物理量的表示及其引入方法

摘要

現代の物理や化学では,2N,10m,2g/cm^3のような,表現(数字列)(空白)(単位記号)が使われている。本稿では,この表現を処理する場合,分解して数字列の代数演算をするならば日本算数方式とよび,まとめてそのままあつかうならば国際方式とよぶ。日本の中等物理化学教科書には,日本算数方式の伝統があり,国際方式は国際文書や英語圏の教科書などを含めて,世界で広く採用されている。両者のあつかい方を分析し,相違の四論点として,「(数字列)(空白)(単位記号)は物理量(の表現)」「数字列は数でない」「空白はかけ算」「単位は物理量」を抽出した。このとき,国際方式の判定条件として,複数の表現を直接的に乗除算していること,を採用した。また,「単位は物理量」とはっきりと意識しているか否かは,ケルビンとセルシウス度との間の換算式をみて判定した。国際方式は,歴史的地理的に温度差はあるけれども,これらの四論点を肯定する方向に進んでいるように思われる。日本算数方式による物理化学教科書では,物理量の意識がきわめて薄いことがわかる。そこで,日本の中等物理化学教育では,どのような順序で四論点を肯定的に導入するべきかを論じた。さらに,物理量間の演算では,代数演算で利用される比例式や方程式に替えて,常に物理的に意味のある表現を逐次たどるべきであるとした。
机译:在现代物理学和化学中,使用诸如2N,10m,2g / cm ^ 3(数字字符串)(空白)(单位符号)之类的表达式。在本文中,当处理此表达式时,将其分解并执行数字字符串的代数运算时,将其称为日语算术方法;当按原样对待时,则将其称为国际方法。日本的中学物理和化学教科书具有日本算术的传统,国际方法在世界上被广泛采用,其中包括英语国家的国际文献和教科书。分析如何处理两者,因为有四个不同点,“(数字字符串)(空白)(单位符号)是(的表示)”“数字字符串不是数字”“空白是乘法”“单位是物理量”被提取。这时,我们采用了将多个表达式直接相乘和除法这一事实作为国际方法的标准。此外,通过查看开尔文和摄氏温度之间的转换公式来判断他们是否清楚地知道“单位是物理量”。尽管温度和历史存在地理差异,但国际方法似乎正在朝确认这四点的方向发展。在基于日本数学方法的物理化学教科书中,可以看出对物理量的认识非常薄弱。因此,我们讨论了在日本的中学物理和化学教育中应积极引入这四个问题的顺序。另外,在物理量之间的计算中,代替比例方程式和代数计算中使用的方程式,必须始终遵循物理上有意义的表达式。

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