高中物理概念的教學(xué)體會(huì)

黃榮章

正確理解物理概念是學(xué)好物理學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)好物理應(yīng)該對(duì)所學(xué)的物理概念和規(guī)律。要有確切的理解并弄清其中的道理。由于物理知識(shí)是在分析物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)抽象、概括得來(lái)的、或經(jīng)過(guò)推理得來(lái)的。因此獲得知識(shí)，要有一個(gè)科學(xué)思維的過(guò)程。

物理概念和規(guī)律在高中階段更加注重過(guò)程的推理。得出的結(jié)論，比初中的知識(shí)更加完整和嚴(yán)密。在理解過(guò)程中要不斷給予重現(xiàn)和聯(lián)系，能夠運(yùn)用概念去分析、判斷和解決新的物理現(xiàn)象和物理問(wèn)題。通過(guò)概念的學(xué)習(xí)，能逐步體會(huì)到研究物理問(wèn)題的方法，并對(duì)物理課程的學(xué)習(xí)越學(xué)越順利，越學(xué)越有興趣，而不至于剩下一些干巴巴的公式和條文。

在高中物理教學(xué)中如何進(jìn)行物理概念教學(xué)呢?一般是：

1、從實(shí)際出發(fā)，抓住現(xiàn)象的本質(zhì)特征，恰當(dāng)?shù)匾烁拍?/p>

某個(gè)概念所包羅的現(xiàn)象、事實(shí)是廣泛的。這就要求教師在講解時(shí)要揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)，避開(kāi)非本質(zhì)東西的干擾，使學(xué)生從具體的感性認(rèn)識(shí)上升到抽象的理性認(rèn)識(shí)，從而形成正確的物理概念。

如力的概念，人們對(duì)力的認(rèn)識(shí)最初是從勞動(dòng)中獲得的，推、踢、踩物體都要用力，手或腳用力時(shí)就會(huì)感到肌肉緊張，這樣就把力和肌肉緊張的感覺(jué)聯(lián)系在一起。因此教師在講力的概念時(shí)，應(yīng)列舉一些你的學(xué)生接觸最頻繁的力現(xiàn)象，如手端碗、人踢球、腳踩地等。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，抓住這些現(xiàn)象的本質(zhì)特征。這些現(xiàn)象都有一定的差別，但是只要我們?nèi)サ羲鼈兡切┓潜举|(zhì)的區(qū)別，就可發(fā)現(xiàn)每個(gè)現(xiàn)象都包括著兩個(gè)物體，前一個(gè)物體正在對(duì)后一個(gè)物體施以力的作用，手、人、腳、……都可抽象概括為施力物體，碗、球、地(面)、……都可抽象概括為受力物體，而端、踢、踩……等為抽象概括為作用。這樣得到：“力是施力物體對(duì)受力物體的作用”。接著讓甲、乙兩個(gè)同學(xué)分別站在兩輛小車(chē)上。甲和乙各握著一根繩子的兩端。當(dāng)甲，乙兩人同時(shí)用力收縮繩子時(shí)，可以看到兩人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，相互靠近。如果兩人中只有一人收縮繩子，另一人握住繩子不放，兩人仍舊同時(shí)運(yùn)動(dòng)，相互靠近。這說(shuō)明當(dāng)甲用力拉乙，使乙運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙也拉甲，使甲運(yùn)動(dòng)，可見(jiàn)甲對(duì)乙有力的作用，乙對(duì)甲也有力的作用。甲和乙同時(shí)都受到了力。這時(shí)教師可結(jié)合前面舉的例子進(jìn)一步分析指出：“物體間的作用總是相互的”。

2、著重引導(dǎo)學(xué)生理解概念的物理意義，使抽象概念具體化

抽象的概念是眼看不到，手摸不著的東西，教師應(yīng)千方百計(jì)把它具體化，變成“眼可看”，“手可拿”的東西，使學(xué)生真正理解物理意義。

如“功”的概念，由于功和“功夫”、“勞動(dòng)”、“工作”有著“生活”帶來(lái)的關(guān)系，初學(xué)者很容易把它們糾纏在一起混為一談，所以應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生逐步搞清楚功的物理意義。從教材的編排和敘述來(lái)看。一物體對(duì)另一物體做了功似乎是人為地規(guī)定的，它不象力的感受那樣真切。你能說(shuō)你在推車(chē)前進(jìn)時(shí)感覺(jué)到你作了“功”嗎?不能。因此，人為地把做功定義為包括兩個(gè)必要的因素：作用在物體上的力和物體在力的方向上通過(guò)的位移(圖1)。舉出了一系列實(shí)例后，教師必須著重強(qiáng)調(diào)做功的這兩個(gè)因素，強(qiáng)調(diào)這兩個(gè)因素必須把關(guān)鍵性的字、詞講清楚。教材上有這樣一句話“如果力沒(méi)有使受它作用的物體運(yùn)動(dòng)，這個(gè)力就沒(méi)有對(duì)物體做功(圖2)”，這里的做功就包含兩個(gè)因素了。我們常遇到這樣的問(wèn)題，學(xué)生往往搞錯(cuò)，即人提著水在水平道路上前進(jìn)了一段位移，問(wèn)人對(duì)水是否做了功?為解決這類(lèi)問(wèn)題。首先強(qiáng)調(diào)：功的概念是由兩個(gè)因素組成的，一個(gè)是力，另一個(gè)是在力的方向上的位移，有了兩個(gè)因素就有了功。缺任何一個(gè)都沒(méi)有功。接著舉幾個(gè)例子讓學(xué)生對(duì)照兩個(gè)因素進(jìn)行檢查，例一：一學(xué)生用手舉著書(shū)包，筆直地站了半天，做了功沒(méi)有?例二：一學(xué)生將書(shū)包從地上提起來(lái)，做了功沒(méi)有?例三：一學(xué)生提著書(shū)包向前在水平的路面上走了3km，做功了沒(méi)有呢?可能有的同學(xué)認(rèn)為站了半天，走了3km已經(jīng)夠累的了，還說(shuō)沒(méi)做功，那不是說(shuō)沒(méi)有勞動(dòng)嗎?這時(shí)教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)，這不是勞動(dòng)不勞動(dòng)，工作沒(méi)工作的問(wèn)題，而是符合不符合物理學(xué)上功的概念的問(wèn)題，做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。

3、抓住物理概念之間的邏輯聯(lián)系和本質(zhì)區(qū)別，講好規(guī)律性的東西

自然界中各種物理現(xiàn)象都有相互的邏輯聯(lián)系和彼此間的區(qū)別。反映物理現(xiàn)象的物理量之間必然都存在著這個(gè)問(wèn)題，因此在教學(xué)中要善于抓住這種聯(lián)系和區(qū)別。使學(xué)生有所了解。

仍以功的概念為例，當(dāng)一個(gè)物體受到一個(gè)力的作用，而在力的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們就說(shuō)，這個(gè)力對(duì)這個(gè)物體做功。現(xiàn)在要進(jìn)一步討論，力對(duì)物體做了功，將使物體起怎樣的變化呢?或者說(shuō)，對(duì)物體所做的功，究竟起了怎樣的效應(yīng)呢?提示學(xué)生討論的結(jié)果是。功的效應(yīng)從表面現(xiàn)象上看是多種多樣的。當(dāng)我們用力推一物體作變速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，很明顯地它的速度在起變化；當(dāng)我們用力舉起重物的時(shí)候，誰(shuí)都能說(shuō)出它距離地面的高度在起變化；盡力拉彈簧，會(huì)使它伸長(zhǎng)；兩手摩擦，會(huì)增高溫度；用力劃火柴，會(huì)發(fā)熱發(fā)光；用力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)，會(huì)產(chǎn)生電流；除此外，還有許多物理變化，都可能因做功而產(chǎn)生。這許多變化，都可以看作為功的效應(yīng)(當(dāng)然這許多變化不可能都充分地描述功的效應(yīng))。下面進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思維，由這些現(xiàn)象看出，力對(duì)物體做功這一過(guò)程起了質(zhì)的變化，而且做功越多，這個(gè)質(zhì)的變化越大，這個(gè)質(zhì)的變化一方面依賴(lài)另一種具體表現(xiàn)而存在(這種表現(xiàn)是各式各樣的，如可以是一個(gè)與物體的速度變化有關(guān)的物理量，可以是一個(gè)與物體的位置變化有關(guān)的物理量，也可以是一個(gè)與物體的溫度變化有關(guān)的物理量等)。另一方面由于它是由作功引起的必然效應(yīng)，所以，當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)膯挝粫r(shí)它的大小就可以用功來(lái)量度，即W=△E，這種本質(zhì)上的變化可解釋為：功的效應(yīng)就是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

這樣講述既能突出概念教學(xué)的特點(diǎn)，又注意了高中學(xué)生的可接受性，更重要的是使學(xué)生對(duì)“能”的概念并不感到來(lái)得突然，把力、功、能緊密地結(jié)合在一起，而且是在已建立的概念的基礎(chǔ)上引入的。還可以采用對(duì)比分析的方法，講清物理概念的區(qū)別和聯(lián)系。有些物理概念看起來(lái)很相似，但其意義卻有本質(zhì)上的不同，有比較才能有鑒別，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)比分析，把一些容易混淆的物理概念徹底弄清楚。

例如質(zhì)量和重力。初高中都講，但學(xué)生學(xué)了以后。往往對(duì)這兩個(gè)概念仍分不清楚。因此在講重力時(shí)一定要把它與質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比。質(zhì)量是表示物體所含物質(zhì)的多少，又是慣性大小的量度，質(zhì)量沒(méi)有方向，是標(biāo)量；而重力是一種力，它是由于地球吸引而產(chǎn)生的，是使物體產(chǎn)生重力加速度的原因，跟所有的力一樣，重力是有方向的，這是它們的區(qū)別。在任何地方物體的質(zhì)量是一個(gè)恒量，它僅量度物體所含物質(zhì)的多少和慣性的大小，它是物體固有的屬性，與其它物體的存在與否無(wú)關(guān)。但物體的重力這個(gè)概念如果沒(méi)有地球的吸引將是很難想象的，它并不能單獨(dú)地體現(xiàn)物體本身的性質(zhì)，也就是說(shuō)它必須有地球的吸引才存在，而且它不是一個(gè)恒量，是隨物體所在地的位置的改變而改變的，任何情況下重力的方向總是豎直向下，因此要用一個(gè)與它方向相反的力來(lái)平衡，這就是彈簧秤上的彈力。應(yīng)把重力為什么隨物體所在的位置不同而改變其大小這個(gè)問(wèn)題擺在學(xué)生面前，待以后學(xué)了圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力，向心力等概念時(shí)再解釋。

4、注意概念形成的階段性，掌握尺度，逐步深化

學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)。不可能一下子就理解得很透徹，只能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步加深。如速度的概念初中只講勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度，在變速直線運(yùn)動(dòng)中簡(jiǎn)單地引入了平均速度，到高中則講瞬時(shí)速度、加速度、曲線運(yùn)動(dòng)的速度等。這都是隨著有關(guān)內(nèi)容的進(jìn)展和學(xué)生的接受能力逐漸全面和深化的。關(guān)于“力”的概念。初中只講力是物體間的相互作用，并初步指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，到了高中，再進(jìn)一步把力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化聯(lián)系起來(lái)，指出力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，并用F=ma作定量描述。象功的概念也是這樣，由于力的概念的深化，從W=Fs發(fā)展到W=Fscosa，類(lèi)似的例子在中學(xué)物理教學(xué)中很多，老師一定要掌握分寸不要超越大綱要求，否則，結(jié)果只能適得其反。

總之，概念的教學(xué)在整個(gè)中學(xué)物理教學(xué)中是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，由于初中的物理教學(xué)，許多概念都只是定性的說(shuō)明，簡(jiǎn)單的介紹；而高中的物理教學(xué)是從定性的到定量的計(jì)算，這就要求我們老師要真正掌握大綱的標(biāo)準(zhǔn)，吃透教材，了解學(xué)生實(shí)際，加強(qiáng)本身語(yǔ)言的鍾煉，把概念講清講透，促進(jìn)物理教學(xué)。