淺 談 中 學(xué) 物 理 概 念 教 學(xué)

1、淺 談 中 學(xué) 物 理 概 念 教 學(xué)北京師范大學(xué)平谷附屬中學(xué) 王寶明 內(nèi)容摘要：物理概念是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是中學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。搞好物理概念教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)成功的關(guān)鍵。本文從：一、認(rèn)真學(xué)習(xí)教學(xué)大綱，深入鉆研物理教材；二、生動(dòng)直觀的引入概念；三、揭示概念本質(zhì)、理解概念；四、找區(qū)別、抓聯(lián)系，深化概念；五、加強(qiáng)練習(xí)，鞏固概念等各個(gè)方面，論述了物理概念教學(xué)中的幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)。 通過(guò)教育理論與教學(xué)實(shí)例相結(jié)合進(jìn)行深入淺出的論述，闡明了物理概念教學(xué)的重要性和學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握概念的認(rèn)知過(guò)程。并提出了一些較有成效的具體做法，對(duì)物理教師進(jìn)行概念教學(xué)有一定的參考價(jià)值。AbstractPhysics conce

2、ption is not only the basis of physics, but the important and difficult factor in physics teaching. It is the key to the sucessful teaching in physics lessons as long as the edution of physics conception is well-performed. The following article discusses the different essential steps: study the curr

3、iculum carefully and learn the textbooks by heart; introduce the concepts vividly and directly; disclose the essential of the concept as well as comprehend it;find out the difference and contact,make the concepts clearer;doing more exercise to enhance the variant aspecets of the concepts,etc. The pr

4、ocess of recognition is expounded as students study and try to master the concept, which is approached by the discussion of the profound theories explained in simple language, with the combination of teaching theories and practice. Some practical methods are also valuable as reference for physics te

5、acher during the progress of conception teaching.關(guān)鍵詞：物理概念 理解 掌握 中學(xué)物理教學(xué)大綱明確指出：中學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)主要是指物理概念和物理規(guī)律。物理概念是物理知識(shí)的一個(gè)重要組成部分。要實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理教學(xué)目的，就必須重視和加強(qiáng)物理概念教學(xué)。 物理概念反映了大量物理事實(shí)及復(fù)雜物理現(xiàn)象中最本質(zhì)的、最抽象的東西。而物理規(guī)律本身就表達(dá)了有關(guān)物理概念 間的相互聯(lián)系和數(shù)量依存關(guān)系，物理概念是建立物理規(guī)律的基礎(chǔ)。所以學(xué)生只有掌握好物理概念，才能正確理解物理事實(shí)、掌握物理規(guī)律和原理，提高分析和解決問(wèn)題的能力。在物理教學(xué)中，應(yīng)該認(rèn)真把握教學(xué)大綱和教材的具體要求，

6、針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和心理需要，處理教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠在理想的教學(xué)氛圍中較好的掌握和理解物理概念。為物理規(guī)律、物理原理的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。一、學(xué)習(xí)教學(xué)大綱 深入鉆研教材大綱中明確指出：教學(xué)中要重視引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基本概念和基本規(guī)律的廣泛應(yīng)用。對(duì)于物理概念，一般 都應(yīng)使學(xué)生理解它的含義，了解概念之間的區(qū)別和聯(lián)系。物理基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)必須分清主次，突出重點(diǎn)，抓住關(guān)鍵。大綱中這些關(guān)于物理概念的精辟論述，應(yīng)作為搞好物理概念教學(xué)的指南。根據(jù)大綱的要求，進(jìn)行針對(duì)性分析教材中出現(xiàn)概念的目的性和科學(xué)性。既必須明確：物理學(xué)中為什么要提出這一概念？概念是怎樣被科學(xué)的表述出來(lái)的？它在物理學(xué)中的地位和作用如何？具體的說(shuō)應(yīng)

7、認(rèn)真鉆研以下幾個(gè)方面：第一，弄清與物理概念有關(guān)的物理事實(shí)（包括實(shí)驗(yàn)事實(shí)），既弄清物理概念的依據(jù)。第二，要明確這些物理事實(shí)提出了哪些問(wèn)題需要進(jìn)一步研究，既明確引入概念的必要性。第三，研究中采用什么手段和方法。第四，對(duì)概念的意義要逐字逐句的推敲，從而全面準(zhǔn)確的弄清它的物理意義，特別要明確概念的適用條件。對(duì)其中物理量的定義式、單位等也要有 所掌握。第五，弄清關(guān)系密切的概念之間的區(qū)別和聯(lián)系，明確教材中的地位，它是否為重點(diǎn)、難點(diǎn)或關(guān)鍵。通過(guò)鉆研教材要明確某個(gè)物理概念在整個(gè)教材中的地位，做到主次分明、突出重點(diǎn)，抓住關(guān)鍵、處理好重點(diǎn)。這樣，物理概念教學(xué)就有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。重點(diǎn)概念就是概念中最重要最基礎(chǔ)的部分，

8、它既是聯(lián)系物理基礎(chǔ)知識(shí)的紐帶，又是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。例如力、加速度、速度、能、場(chǎng)等，這類概念的要求比較高，要多花力氣多給課時(shí)，多安排實(shí)驗(yàn)，多做練習(xí)。使學(xué)生能達(dá)到深刻理解、牢固掌握、靈活運(yùn)用的程度。重點(diǎn)概念不能太多，多了“重”不了。 有些概念雖然也很重要，但它們是在重點(diǎn)概念的基礎(chǔ)上派生出來(lái)的概念，如簡(jiǎn)諧振動(dòng)、交流電等，它們只能算一般的物理概念。還有一些概念，如雷達(dá)、激光等只能作為一般了解就可以了。就重點(diǎn)概念來(lái)說(shuō)，也應(yīng)進(jìn)一步研究它在教材中的地位。例如，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是電學(xué)中的兩個(gè)重要概念。但是按教材要求，必修課中電場(chǎng)強(qiáng)度的要求更高些，應(yīng)重點(diǎn)教學(xué)，但在選修教材中，由于電勢(shì)對(duì)理解電荷的能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律和

9、學(xué)好整個(gè)電學(xué)的作用更大，因此就必須把電勢(shì)作為重點(diǎn)概念加以重視。有的概念直接影響到下一階段學(xué)習(xí)，關(guān)系到對(duì)某些知識(shí)是否能夠掌握，這些就是關(guān)鍵性的概念。教材中出現(xiàn)的重點(diǎn)概念，一般都是關(guān)鍵性概念，但有些關(guān)鍵性概念并不一定是重點(diǎn)概念，這就要靠教師在鉆研教材中去挖掘。應(yīng)當(dāng)在明確重點(diǎn)概念的同時(shí)，進(jìn)一步弄清關(guān)鍵性概念。例如“單擺”一節(jié)的目的，在于通過(guò)對(duì)單擺振動(dòng)的分析，使學(xué)生學(xué)會(huì)判斷一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧振動(dòng) ，從而掌握分析簡(jiǎn)諧振動(dòng)的基本 方法。這樣，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征式F=-kx中 k的概念就是關(guān)鍵。正確理解了k的物理意義，就能為學(xué)好有關(guān)“單擺”的知識(shí)創(chuàng)造有利的條件。所謂概念中的難點(diǎn)，就是指那些學(xué)生在感性知識(shí)的基

10、礎(chǔ)上比較難于建立的概念。對(duì)于難點(diǎn)要通過(guò)鉆研教材和大綱找出難點(diǎn)難在那里？是難在理論上過(guò)于抽象、物理過(guò)程比較復(fù)雜，還是難在運(yùn)用中的靈活多變？是由于學(xué)生不熟悉有關(guān)的研究方法，還是所需的基礎(chǔ)知識(shí)沒有建立起來(lái)？等等。再研究教材中，只有對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析，才能化難為易，找出突破難點(diǎn)的方法。例如“電動(dòng)勢(shì)”的概念是 教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，它難在概念的本身比較抽象，而且在講述中又引入一個(gè)“非靜電力”，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)感到十分空洞。所以應(yīng)從化“抽象為具體”的角度來(lái)突破難點(diǎn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的一個(gè)重要的物理量。在教學(xué)中可以采用以下一些方法：第一，利用化學(xué)電源進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察到“金屬板插入酸溶液中，板與溶

11、液之間出現(xiàn)電勢(shì)差，而且電源的極性與電場(chǎng)力移動(dòng)電荷的方向相反”這一事實(shí)。從而對(duì)化學(xué)電池中存在“其它形式的能（化學(xué)能）轉(zhuǎn)化成電能”這一論斷表示信服。第二，從能量守恒定律分析以化學(xué)電池為電源構(gòu)成的閉合電路中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，闡述電源內(nèi)部存在靜電力及非靜電力做功的必然性。在此基礎(chǔ)上提出電源的 電動(dòng)勢(shì)就是表明電源內(nèi)部非靜電力移動(dòng)電荷做功，把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量。第三，從能量守恒定律分析電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)差之和，同時(shí)借助實(shí)驗(yàn)反映這一關(guān)系，從而使學(xué)生確信電源電動(dòng)勢(shì)的存在，而且它是表征電源特性的一個(gè)重要物理量。第四，運(yùn)用電動(dòng)勢(shì)的概念來(lái)分析一些具體問(wèn)題，這樣學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念就不會(huì)感

12、到空洞難懂了?？傊诟拍罱虒W(xué)中，教師 要深入學(xué)習(xí)大綱，領(lǐng)會(huì)大綱的要求，并且用大綱的精神去鉆研教材，吃透教材。這樣搞好概念教學(xué)才有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、生動(dòng)直觀地引入概念概念引入是概念教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。引入工作做得好，一開始就能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)概念的積極性，使他們的思路納入正軌，對(duì)正確理解和掌握要領(lǐng)有著直接影響。物理概念是物理現(xiàn)象的本質(zhì)抽象，它是在感知大量材料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)分析、綜合、抽象、概括等 思維活動(dòng)中形成的。引入概念時(shí)也應(yīng)依據(jù)這一特點(diǎn)從直觀到抽象。例如：在講述力的概念時(shí)，應(yīng)首先舉一些學(xué)生日常生活中熟悉的實(shí)例。如： 手提水桶；馬拉車；腳踢足球；磁鐵吸引鐵塊等。然后對(duì)這些例子進(jìn)行分析、比較、概括

13、和總結(jié)，得出力的定義為“力是物體對(duì)物體的作用”。使學(xué)生明確：力是兩個(gè)物體之間的相互作用。如手和水桶；馬和車；腳和足球；磁鐵和鐵塊。更應(yīng)清楚兩個(gè)孤立的物體之間并非一定有力存在，這兩個(gè)物體之間必須發(fā)生相互作用。再如：再講“導(dǎo)體的電阻”時(shí) ，學(xué)生沒有直接的生活體驗(yàn)，就要從演示實(shí)驗(yàn)入手，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。讓學(xué)生觀察：通過(guò)導(dǎo)體的電流 隨導(dǎo)體兩端 電壓的變化而變化，且當(dāng)導(dǎo)體不變時(shí)，電流強(qiáng)度與電壓成正比，即U/I是一個(gè)恒量；換另一個(gè)導(dǎo)體做同樣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生又會(huì)發(fā)現(xiàn)U/I仍是一個(gè)恒 量；但是不同于前者的另一個(gè)恒量。由實(shí)驗(yàn)知：對(duì)任一導(dǎo)體，電壓和電流強(qiáng)度的比值為一恒量，用R表示。這個(gè)恒量就表征了導(dǎo)體的一種物理性質(zhì)

14、。比較兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)體兩端加同樣電壓時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度不同，也就是說(shuō)電流通過(guò)兩導(dǎo)體的難易程度不同，即導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不同。U/I的值越大，電流越難通過(guò)。于是得到結(jié)論：R是表征導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量，它的大小可以用R=U/I量度。但要注意：對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體U、I可以改變，U與I的比值不變，既導(dǎo)體的電阻不決定于電壓和電流強(qiáng)度，而是由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定的。總之，在概念教學(xué)中，要針對(duì)概念的不同特點(diǎn)引入，或從熟悉的生活實(shí)例，或從簡(jiǎn)單直觀的實(shí)驗(yàn)，或從新舊知識(shí)的銜接，生動(dòng)靈活的引入概念。三、揭示概念的本質(zhì) 理解概念物理教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生只有理解了概念，才能牢固的掌握概念。而要使學(xué)生理解概念，就必

15、須使學(xué)生掌握概念的本質(zhì)。直觀材料是形成概念的基礎(chǔ)，但概念不能從直觀材料中直接得出。必須通過(guò)學(xué)生的思維才能把感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)，這是認(rèn)識(shí)的飛躍，是使學(xué)生形成概念的關(guān)鍵一步。為實(shí)現(xiàn)這一飛躍，就必須啟動(dòng)學(xué)生的思維。在概念教學(xué)中，常用的思維方法有比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、歸納等多種，只有引導(dǎo)學(xué)生的正確思維，才能揭示概念的本質(zhì)，使學(xué)生全面的掌握概念。例如：講授慣性概念時(shí)，首先，從外力停止作用后的標(biāo)槍、小車等物體仍能沿原來(lái)的方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)這些事實(shí)出發(fā)，逐個(gè)分析，然后綜合得出：運(yùn)動(dòng)著的物體若不受到外力作用 ，仍能保持直線運(yùn)動(dòng)。摒棄了“外力是使物體產(chǎn)生和維持運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。然后分析小車沿斜

16、面下滑這一實(shí)驗(yàn)：當(dāng)小車從斜面上沖下來(lái)進(jìn)入毛巾鋪著的水平面上時(shí)，小車通過(guò)很短的距離就停下來(lái)了；而在其它條件不變的情況下進(jìn)入光滑的水平面時(shí)，通過(guò) 的距離就要長(zhǎng)的多。平面愈光滑，小車運(yùn)動(dòng)的愈遠(yuǎn)。對(duì)這一事實(shí)比較分析得：小車在水平面上運(yùn)動(dòng)速度減小是由于接觸面對(duì)它的阻礙作用引起的。分析結(jié)果突出了“物體運(yùn)動(dòng)速度的變化是受到其它物體作用”這一本質(zhì)，而摒棄了“物體不受其它物體的作用，速度會(huì)自動(dòng)減小”這一習(xí)慣看法。再在小車實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用想象和推理的思維方法，設(shè)計(jì)一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)：從斜面上沖下來(lái)的小車進(jìn)入一個(gè)絕對(duì)光滑的平面，由于不受任何阻礙和牽引作用，可以判斷小車將一直運(yùn)動(dòng)下去，既做勻速直線運(yùn)動(dòng)。突出了“物體不受其

17、它物體作用將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”這一本質(zhì)的聯(lián)系，而摒棄了“物體要受其它物體不變的作用力才能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。最后舉例說(shuō)明：不僅小車是這樣，其它物體也是這樣，提出“一切物體都有慣性”，防止認(rèn)為“慣性是某些物體所獨(dú)有”的片面認(rèn)識(shí)。把上面?zhèn)€別現(xiàn)象所得到的知識(shí)加以綜合，并進(jìn)行抽象和概括，就能得出“慣性”的概念。揭示概念的本質(zhì)，不但要求學(xué)生能夠了解定義、熟記定義，更為重要的是應(yīng)以定義為基礎(chǔ)，全面的理解概念的內(nèi)涵和外延，并且認(rèn)清概念與其它知識(shí)之間的聯(lián)系。四、抓區(qū)別 找聯(lián)系 深化概念 為了使學(xué)生更深刻地理解概念的本質(zhì)，必須注重要領(lǐng)之間的區(qū)別和聯(lián)系。對(duì)一些類似的有關(guān)概念進(jìn)行同中求異，異中見同，反復(fù)深

18、化概念。例如：“速度”和“加速度”是力學(xué)中的兩個(gè)重要概念，要求學(xué)生必須有深科的理解，在教學(xué)中就要對(duì)兩個(gè)概念進(jìn)行全面比較，找出區(qū)別和聯(lián)系。使學(xué)生知道，速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，或者說(shuō)是描述位置變化快慢的物理量，速度越大，表示物體運(yùn)動(dòng)的越快，或者說(shuō)位置變化的越快。加速度是描述速度變化快慢的物理量，加速度越大，表示速度變化的越快。速度等于位移和時(shí)間的比值，而加速度等于速度的變化和時(shí)間的比值。速度的大小決定于位移和發(fā)生變化所用的時(shí)間，位移大速度不一定大。而加速度決定于速度的變化的大小和發(fā)生變化所用的時(shí)間，而不決定于速度的大小和速度變化的大小。速度和加速度都是矢量。在直線運(yùn)動(dòng)中，速度的方向就是位移

19、的方向，而加速度的方向可能跟速度方向相同，也可能跟速度方向相反。速度增大時(shí)，加速度方向跟速度方向相同；速度減小時(shí)加速度方向跟速度方向相反。通過(guò)上述比較，就可以使學(xué)生對(duì)“速度”和“加速度”這兩個(gè)概念有比較深刻理解。五、加強(qiáng)練習(xí) 鞏固概念學(xué)生在形成概念的初期，對(duì)概念的掌握往往是不鞏固、不完全、不深刻的。并且常和已學(xué)過(guò)的舊概念發(fā)生混淆。這就需要在練習(xí)過(guò)程中通過(guò)有關(guān)的練習(xí)，利用概念解決問(wèn)題來(lái)鞏固和加深概念。例如：學(xué)過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念后，學(xué)生對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=F/q容易記住，而對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的真正物理意義、本質(zhì)并不能很好的掌握。教學(xué)中要求學(xué)生完成下列練習(xí)：1、電場(chǎng)中A點(diǎn)放入一電量為6.010-8庫(kù)的正電荷時(shí)，此電荷受到的電場(chǎng)力為1.210-6牛。求