淺談高中物理概念的教學(xué)

摘 要：高中物理教學(xué)的核心是物理概念教學(xué)，通過(guò)多年高中物理教學(xué)實(shí)踐，筆者總結(jié)分析了影響學(xué)生掌握物理概念的幾個(gè)因素，并且在本文中提出了解決這些問(wèn)題的策略，從而使物理概念教學(xué)取得更好的效果。

關(guān)鍵詞：高中物理;物理概念;教學(xué)

物理學(xué)科知識(shí)體系的基礎(chǔ)是物理概念，假如說(shuō)物理學(xué)科是一座高樓大廈，那物理概念就是這座大廈的基礎(chǔ)。所以物理概念的教學(xué)是高中物理教學(xué)的核心。著名物理學(xué)家李政道先生在談到如何才能學(xué)好物理這一問(wèn)題時(shí)就曾指出：學(xué)好物理首先是要弄清物理學(xué)中的基本概念。物理概念教學(xué)的效果將會(huì)直接影響學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握程度，甚至影響學(xué)生整個(gè)物理知識(shí)體系的構(gòu)建;因此說(shuō)學(xué)好物理的關(guān)鍵是學(xué)好物理概念。

通過(guò)多年高中物理教學(xué)實(shí)踐，本人發(fā)現(xiàn)：物理概念教學(xué)課是物理教學(xué)中難度較大的一種課型。不僅教師覺(jué)得不好上，學(xué)生也覺(jué)得物理概念不好學(xué)。許多學(xué)生物理學(xué)不好，物理概念沒(méi)掌握好就是主要的一個(gè)原因。在概念教學(xué)時(shí)，教師常常會(huì)讓學(xué)生多做題目，忽視了如何讓學(xué)生形成正確的物理概念;而學(xué)生則僅注重死背公式定義和做題目，不注重對(duì)物理概念的理解。這樣就會(huì)導(dǎo)致極具內(nèi)涵的物理概念被各種數(shù)學(xué)符號(hào)所代替。而因?yàn)楦拍畈磺?，學(xué)生學(xué)習(xí)物理就會(huì)變得更加困難，進(jìn)而影響整個(gè)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)。在此，我結(jié)合多年的物理教學(xué)，就物理概念的教學(xué)談?wù)勎业目捶ā?/p>

本人認(rèn)為高中生學(xué)習(xí)物理概念之所以會(huì)覺(jué)得難學(xué)，主要是學(xué)習(xí)過(guò)程中存在以下幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題影響他們對(duì)物理概念的掌握。

一、 生活中形成的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)的影響

學(xué)生在平時(shí)生活中形成了一些關(guān)于物理的感性經(jīng)驗(yàn)，其中有些經(jīng)驗(yàn)是錯(cuò)誤的或者片面的，從而影響概念的正確形成。例如：有些同學(xué)根據(jù)日常生活中的一些現(xiàn)象，片面地得出摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)及摩擦力方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反的錯(cuò)誤結(jié)論;又如：有些同學(xué)根據(jù)原來(lái)靜止放在水平地面上的桌子，給它施加足夠大的推力后，桌子才會(huì)運(yùn)動(dòng)，而得出只有對(duì)物體施加力才能使物體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤結(jié)論等。

二、 物理事實(shí)不深刻或已學(xué)概念不理解

概念的形成過(guò)程，往往要求學(xué)生有足夠的感性認(rèn)識(shí)。例如：假如沒(méi)有認(rèn)真做好“自感現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)自感現(xiàn)象有個(gè)感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生就很難理解自感及自感電動(dòng)勢(shì)的概念。而一些概念規(guī)律的理解，則要以已學(xué)概念為基礎(chǔ)，如果已學(xué)概念理解不了，就會(huì)影響新概念的掌握。例如，如果動(dòng)量的概念不清，就無(wú)法正確理解和應(yīng)用動(dòng)量定理。磁通量概念不清，就無(wú)法正確理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律等。

三、 學(xué)生抽象思維的能力較弱

物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，有時(shí)需要學(xué)生有較強(qiáng)的抽象思維能力，這樣才能更好地理解一些概念。因?yàn)橐恍└拍畹慕?，本身就涉及較復(fù)雜的抽象思維過(guò)程。例如：電勢(shì)的建立過(guò)程：首先在抽象的勻強(qiáng)電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E）中取電荷在其中某一點(diǎn)（設(shè)為C點(diǎn)）的電勢(shì)能為零。然后把一個(gè)正電荷q1從其中的某點(diǎn)A沿著電場(chǎng)線移到C點(diǎn)（設(shè)A、C距離為d），則電場(chǎng)力做功W1=q1Ed。據(jù)電勢(shì)能定義可知，q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能即為q1Ed，同理可以推出正電荷q2在電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)能為q2Ed，再對(duì)比它們電勢(shì)能與電荷量的比值為q1Ed/q1=q2Ed/q2=Ed。可見(jiàn)，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能跟它的電荷量的比值是一個(gè)與電荷本身無(wú)關(guān)的常量;對(duì)于電場(chǎng)中不同的點(diǎn)，這個(gè)常量一般不同（d一般不同）。由此概括歸納出：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能跟電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，φ=EP/q。這一概念的建立過(guò)程，研究的對(duì)象電場(chǎng)本身抽象，又涉及電勢(shì)能概念的理解，并涉及“由個(gè)別到普遍的歸納推理”“把物質(zhì)的某種性質(zhì)隔離出來(lái)，用兩個(gè)物理量的比值來(lái)定義新的物理量”等研究方法。如果學(xué)生抽象思維的能力不強(qiáng)，就難以正確理解這類概念。

四、 不注重定義式的物理內(nèi)涵

要完整理解物理量的定義式，應(yīng)從本質(zhì)和數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)理解。但學(xué)生對(duì)定義式的理解常常只重視數(shù)量這一方面，這樣自然而然就把學(xué)生引導(dǎo)到脫離物理概念的數(shù)學(xué)運(yùn)算上，把它看成數(shù)學(xué)公式一樣，忽視了它的物理意義。例如，有同學(xué)根據(jù)加速度的定義式

a=Δv/Δt，就把加速度單純理解為單位時(shí)間內(nèi)物體速度的改變量，而忽視了加速度描述物體速度變化快慢和方向這一物理意義。又比如，由電容的定義式C=Q/U，錯(cuò)誤地認(rèn)為電容是由電容器的帶電量Q和兩板間電壓U決定。

五、 相似概念分辨不清

學(xué)習(xí)概念的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)那些表面相似但本質(zhì)不同的概念容易混淆。例如，電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電場(chǎng)線與磁感線、電勢(shì)能與電勢(shì)等。比如，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為電荷處在電勢(shì)較高的點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能一定較大，就是簡(jiǎn)單地認(rèn)為電勢(shì)能等于電勢(shì)與電量的乘積的原因，而沒(méi)有對(duì)電勢(shì)能與電勢(shì)這兩個(gè)物理概念真正地理解。

六、 無(wú)法正確運(yùn)用概念來(lái)分析、解決問(wèn)題

筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，許多高中生學(xué)習(xí)了物理概念以后，即使能夠快速地背出它的定義，但真到運(yùn)用的時(shí)候卻又常常出現(xiàn)錯(cuò)誤。例如，學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒后，仍然無(wú)法正確運(yùn)用它來(lái)判斷某個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒;學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，卻仍然無(wú)法運(yùn)用它來(lái)靈活解決有關(guān)問(wèn)題。

針對(duì)以上高中生學(xué)習(xí)物理概念時(shí)存在的若干問(wèn)題，本人認(rèn)為在物理概念教學(xué)過(guò)程中，要做好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。

（一）要給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)有利于思考問(wèn)題、探索事物本質(zhì)屬性的物理環(huán)境

進(jìn)行物理概念教學(xué)時(shí)，需要給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)有利于引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題、探索事物本質(zhì)屬性的物理環(huán)境。

1. 做好用好實(shí)驗(yàn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)展現(xiàn)物理現(xiàn)象和過(guò)程，比學(xué)生在生活中感受到的要更深刻更具體，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而更積極的思考。例如，進(jìn)行“自感”教學(xué)時(shí)，按課本圖示做演示實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生通過(guò)觀察就會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣從而自然地想到：（1）通電的瞬間，為何并聯(lián)的兩個(gè)燈泡不是同時(shí)亮起來(lái)？（2）斷電的瞬間，為何與線圈并聯(lián)的燈泡會(huì)猛然一亮？由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)転檫M(jìn)一步思維加工提供很好的基礎(chǔ)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，為物理概念的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了良好的環(huán)境。

2. 多舉學(xué)生熟知的實(shí)例

學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì)遇到一些物理現(xiàn)象，這樣自然而然就會(huì)形成一些生活經(jīng)驗(yàn)。教師在進(jìn)行物理概念教學(xué)時(shí)應(yīng)充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)并多舉學(xué)生熟知的實(shí)例，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題、探索事物本質(zhì)屬性，這樣才有更好的教學(xué)效果。例如，進(jìn)行摩擦、慣性等概念的教學(xué)時(shí)，可以利用典型生動(dòng)且學(xué)生熟知的事例來(lái)創(chuàng)設(shè)物理環(huán)境。如進(jìn)行“摩擦力”教學(xué)時(shí)，可以通過(guò)分析自行車前后輪所受摩擦力方向的不同來(lái)加深學(xué)生對(duì)摩擦力方向的理解;又如進(jìn)行“慣性”教學(xué)時(shí)，教師可以讓學(xué)生回憶在乘坐汽車時(shí)，當(dāng)汽車啟動(dòng)或剎車的一剎那，站著的乘客都會(huì)往前或往后傾的現(xiàn)象來(lái)幫助理解慣性。源于生活中常見(jiàn)的例子，會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，往往可以起到事半功倍的效果。

3. 充分利用新舊知識(shí)的聯(lián)系

新學(xué)的概念和已經(jīng)學(xué)過(guò)的概念之間常常存在著密切聯(lián)系。有時(shí)以已學(xué)過(guò)知識(shí)為基礎(chǔ)，來(lái)導(dǎo)出新概念，也是一個(gè)創(chuàng)造良好物理環(huán)境的方法。例如：講解功率概念時(shí)，教師可以由功→做功的多少→做功的快慢→功率;而講解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算E=nΔФ/Δt時(shí)，可以由磁通量→磁通量的改變量→磁通量變化的快慢（磁通量的變化率）→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。像這樣步步深入地引出新概念可使知識(shí)系統(tǒng)更連貫，更便于理解，同時(shí)有利于提高學(xué)生的邏輯思維能力。

（二）引導(dǎo)學(xué)生多思考、提高思維能力

對(duì)物理現(xiàn)象、過(guò)程等進(jìn)行科學(xué)的高度的概括就形成了物理概念規(guī)律。因此在概念教學(xué)時(shí)，教師不僅要提供給學(xué)生形成概念的感性材料，同時(shí)還要讓學(xué)生多思考，進(jìn)行對(duì)比、分析、歸納，進(jìn)而從感性的信息材料中總結(jié)概括出事物的本質(zhì)屬性，最后形成概念規(guī)律。例如：學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”這一節(jié)時(shí)，教師應(yīng)該與學(xué)生一起認(rèn)真分析伽利略如何通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)來(lái)駁斥亞里士多德的觀點(diǎn)。伽利略具體的做法是：設(shè)計(jì)理想實(shí)驗(yàn)→分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→對(duì)比發(fā)現(xiàn)共性→概括總結(jié)出規(guī)律→推理得出新的結(jié)論。而講解“慣性”這一概念時(shí)，教師應(yīng)先做有關(guān)慣性的實(shí)驗(yàn)或舉一些有關(guān)慣性的例子，讓學(xué)生再次加深對(duì)慣性的感性認(rèn)識(shí)，接著與學(xué)生一起分析這些例子的共性，從而概括出慣性即是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，這樣教學(xué)既講授了知識(shí)又能提高學(xué)生的抽象思維能力。

（三）多進(jìn)行概念間的比較

通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)不同事物之間的區(qū)別和聯(lián)系。概念教學(xué)時(shí)，對(duì)于容易混淆的物理概念要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較的方法，去發(fā)現(xiàn)有關(guān)概念之間的區(qū)別和聯(lián)系，從而加深對(duì)概念的理解。例如，在學(xué)習(xí)電場(chǎng)，講解電場(chǎng)力做功時(shí)，為了便于學(xué)生理解，經(jīng)常要與重力場(chǎng)中重力做功進(jìn)行比較，如：電場(chǎng)力（重力）做正功，電勢(shì)能（重力勢(shì)能）就減少，電場(chǎng)力（重力）做負(fù)功，電勢(shì)能（重力勢(shì)能）就增加，電場(chǎng)力（重力）做功與路徑無(wú)關(guān)等。又如，進(jìn)行動(dòng)能與動(dòng)量、感抗與容抗、干涉與衍涉等等教學(xué)時(shí)，都可以采用比較的方法。通過(guò)比較，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)不同概念之間的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)，這樣對(duì)概念理解得更清楚。

（四）注重學(xué)以致用

學(xué)生初步形成概念后，必須及時(shí)為他們提供運(yùn)用概念的機(jī)會(huì)，讓他們從抽象的概念“回歸”到具體的物理現(xiàn)實(shí)中。這樣聯(lián)系實(shí)際解決具體問(wèn)題，既對(duì)學(xué)生鞏固理解概念有益，又能提高他們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，講解機(jī)械能守恒時(shí)，可以舉一些實(shí)際的例子幫助學(xué)生理解機(jī)械能守恒的條件。例如：一個(gè)物體在空中勻速下落。教師可以引導(dǎo)學(xué)生分別從做功和能量?jī)蓚€(gè)角度來(lái)分析，從做功的角度分析時(shí)，物體從空中勻速下落，說(shuō)明物體除了受重力外一定還受到一個(gè)向上的阻力，而阻力對(duì)物理做負(fù)功，所以物體機(jī)械能不守恒;從能量的角度來(lái)分析時(shí)，教師可以指出，物體勻速下落，說(shuō)明其動(dòng)能不變，而高度下降則重力勢(shì)能減少，所以總的機(jī)械能在減少。通過(guò)這個(gè)例子，學(xué)生可以很好地理解如何來(lái)判定一個(gè)物體的機(jī)械能是否守恒。又如，在講解功率時(shí)，教師可運(yùn)用汽車上坡的例子，據(jù)P=Fv可知在功率P一定時(shí)，由于汽車上坡所需牽引力更大，則速度必然減小。通過(guò)該例子，可使學(xué)生對(duì)功率這個(gè)概念有更深刻的理解。

由于人對(duì)事物的認(rèn)識(shí)需要一個(gè)過(guò)程，是漸進(jìn)性的，因此物理概念的教學(xué)也要注意其漸進(jìn)性，不要一開(kāi)始就力求講深講透，應(yīng)避免越講越復(fù)雜、越講越糊涂的現(xiàn)象出現(xiàn)，那樣效果只會(huì)適得其反。教師要做到每個(gè)階段都有明確的適度的要求，又要使各個(gè)階段相互聯(lián)系，逐步加深拓展。相信做好了以上幾點(diǎn)，物理概念的教學(xué)一定會(huì)取得良好的效果。

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作者簡(jiǎn)介：游昉群，福建省龍巖市，福建省上杭縣第一中學(xué)。