談高中物理概念教學(xué)

張蕾

【關(guān)鍵詞】物理概念 定性概念 定量概念

中學(xué)物理的基礎(chǔ)理論主要是指物理概念、定律以及相關(guān)的定理、原理、方程、假說、模型等。而物理概念是物理大廈的磚石，是對物理世界的數(shù)學(xué)描述，同時(shí)又是物理現(xiàn)象本質(zhì)特征詞的表達(dá)。而物理概念的引入、定義等，常常反映著人們認(rèn)識(shí)客觀世界的認(rèn)識(shí)方法和認(rèn)知理念。所以物理概念的教與學(xué)在高中物理教學(xué)中顯得尤其重要。下面是我在教學(xué)活動(dòng)中的思考與體會(huì)。

一、對概念進(jìn)行分類

高中物理概念可分為兩大類，一類是以物理現(xiàn)象本質(zhì)特征詞表達(dá)的概念，即定性物理概念。常見的有：描述物體運(yùn)動(dòng)形式的，如勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)，簡諧運(yùn)動(dòng)，波等。描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的如平衡、失重、超重，相對靜止等。描述物理現(xiàn)象的，如色散、干涉、衍射、衰變等。描述物理器件、裝置的，如理想變壓器、扭秤、電容器等，另一類是建立在量度的基礎(chǔ)上以符號(hào)和數(shù)學(xué)語言表達(dá)的物理量，即定量的物理概念，常見的有：基本物理量，如長度、時(shí)刻、質(zhì)量、摩爾等。導(dǎo)出物理量，如速度、加速度、電場強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度等。狀態(tài)量，勢能、動(dòng)能、電勢等。過程量，如功。還有矢量與標(biāo)量，宏觀是與微觀量，恒量與變量等。對定性概念要了解其物理意義、用途。對定量概念除了要了解其物理意義和定義之外，還要掌握其定量計(jì)算方法和相關(guān)的決定因素（文中第四點(diǎn)作介紹）。

二、注重形成概念的三個(gè)階段

物理概念的形成一般經(jīng)歷三個(gè)階段，兩次認(rèn)識(shí)的升華，即：

頭腦里如果沒有建立在豐富的物理現(xiàn)象上的正確圖景，即沒有“感性的具體”，根本無從談概念的形成，如沒有大量的一個(gè)個(gè)物體間的相互作用而發(fā)生形變或產(chǎn)生速度變化的效果的實(shí)例，就很難抽象出力的概念，而頭腦中僅有力的概念，與力的概念完全形成還存在著相當(dāng)大的距離，需要把抽象的概念再具體化。如果在學(xué)習(xí)到電磁力時(shí)，腦海里又重現(xiàn)機(jī)械力作用的種種效果的影象，能聯(lián)想和類比起許許多多不同類型力的作用效果，此時(shí)力的概念才算真正形成。這一過程就像是一個(gè)有自主創(chuàng)新能力的企業(yè)，能把引進(jìn)的吸取其精華之后又再造一個(gè)更先進(jìn)的更有競爭力的。學(xué)生的腦子就必須完成這任務(wù)。

三、定性、定量兩類概念同樣重要

教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生往往只重視定量物理概念，而忽略了以詞語形式表達(dá)的定性概念。如重心、質(zhì)點(diǎn)、共振、簡諧振動(dòng)等等，課本中這樣的概念不一定比定量概念少。事實(shí)上物理概念不僅定義嚴(yán)謹(jǐn)，而且是一完整的系統(tǒng)，那些用詞語表達(dá)的概念如果模糊不清，就勢必對以數(shù)學(xué)語言表達(dá)的物理量難以理解正確。比如勻變速直線運(yùn)動(dòng)的意義不清，加速度概念就難以樹立，衰變的意義不懂，半衰期則無從談起。

四、全面理解定量物理概念（物理量）

物理概念的核心是物理量，對物理量的教學(xué)，應(yīng)從以下五個(gè)方面進(jìn)行。

（1）引出的目的。即為什么要引出這一物理量，換句話說，該物理理用來描述什么。如我們在講勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度時(shí)，可以先舉個(gè)例子：甲乙兩人從同一點(diǎn)出發(fā)，沿同一圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過相同的時(shí)間，甲跑了一圈回到出發(fā)點(diǎn)，乙只跑了半圈，誰都知道，甲比乙快，但當(dāng)我們用直線運(yùn)動(dòng)的速度公式：速度=進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)甲的位移為零，乙的位移為直徑長，算得甲的速度比乙的大，結(jié)果與事實(shí)相反，為什么？學(xué)生頓時(shí)發(fā)現(xiàn)原來直線運(yùn)動(dòng)的速度公式不適用于描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，必須另想辦法，進(jìn)而引出，線速度概念，這樣學(xué)生知道為什么，怎么做，對概念引入的目的非常明確。

（2）量度法則。即如何定義這一物理量及其表達(dá)式，用比值定義物理量是物理學(xué)中經(jīng)常采用的方法，如速度、加速度、線速度、電場強(qiáng)度、電流。比值法定義適用于物質(zhì)的屬性特征和物體運(yùn)動(dòng)特征的定義，比值的大小能反應(yīng)物質(zhì)的屬性和運(yùn)動(dòng)特征，如V=，同一勻速直線運(yùn)動(dòng)中比值不變，不同運(yùn)動(dòng)比值大運(yùn)動(dòng)快，又如E=，對同一點(diǎn)，比值不變，不同點(diǎn)比值不一定相同，比值大，電場強(qiáng)。而且用來定義的兩個(gè)（三個(gè)）物理量是易測量的，如，V難測量，而s、t易測量，E難測量，而F、q易測量，這就達(dá)到我們定量描述的目的。

（3）決定因素。被研究的物理量究竟受哪些其它物理量的制約，是因果關(guān)系，還是無因果關(guān)系。如V=，V與s、t有因果關(guān)系，而反映某點(diǎn)電場強(qiáng)弱的電場強(qiáng)度定義式E=，E與F、q是無因果關(guān)系的，這樣能進(jìn)一步揭示它們之間的函數(shù)關(guān)系，使之與物理定律有機(jī)地聯(lián)系起來。

（4）測量方法。即能否用什么方法直接測，應(yīng)注意什么問題，若不能直接測量，又需要什么實(shí)驗(yàn)去間接測量。如電流（I=）是可以直接用電流表串入電路直接測量。而加速度（a=）測無法直接測量，我們采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)和運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特殊結(jié)論來間接測量。

（5）量性及單位換算。了解所學(xué)物理量是矢量還是標(biāo)量，就應(yīng)想到它運(yùn)算時(shí)遵循什么法則。代數(shù)法還是矢量法，矢量法運(yùn)算要注意什么等。

有些學(xué)生學(xué)習(xí)物理量只簡單地記公式，對其他方面不想多了解，思維中沒有這些相關(guān)的聯(lián)系，對概念缺乏全面的了解，當(dāng)用知識(shí)處理問題時(shí)，頭腦找不出解決問題的依據(jù)。

五、在不斷學(xué)習(xí)中加深對概念的理解

在某一時(shí)段，由于知識(shí)的廣度和深度的限制，對一個(gè)新概念理解可能只能達(dá)到一定的程度，但隨著知識(shí)容量的增加和認(rèn)識(shí)能力的提高，我們就會(huì)對這個(gè)概念有更加深刻的理解，如我們學(xué)習(xí)摩擦力這概念時(shí)，在第一章只能根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，實(shí)驗(yàn)觀察、生活經(jīng)驗(yàn)來判斷一些簡單物體摩擦力的有無，方向向哪里，對疊放物體很難理解。當(dāng)學(xué)完第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”之后則可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷疊體摩擦力的大小和方向，當(dāng)學(xué)完第八章“功”之后，又可以進(jìn)一步判斷摩擦力做功的正負(fù)及能量的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化等。隨著知識(shí)的增多，不斷完善對概念的理解，應(yīng)用更靈活多變。老師指導(dǎo)學(xué)生找出這些概念的縱向聯(lián)系，橫向的對比，構(gòu)成有機(jī)的整體。