物理概念、物理定律、物理量教學(xué)方法初探

張進(jìn)

物理學(xué)中，包含許多物理概念、物理定律、物理量，弄清它們?cè)谖锢韺W(xué)中的地位作用及探索教學(xué)方法對(duì)學(xué)好物理是非常重要的。

一、物理概念的教學(xué)

所謂物理概念是對(duì)物理現(xiàn)象和過程的認(rèn)識(shí)，是以精辟的思維形式表現(xiàn)知識(shí)的一種手段，是物理現(xiàn)象的特有屬性在人腦里的反映。這里講的物理概念特指無量度公式的物理概念（如：平動(dòng)、質(zhì)點(diǎn)、慣性、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、電場(chǎng)、光的干涉、光的衍射、汽化、蒸發(fā)等）。

1.物理概念的教學(xué)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)

首先，理論體系的基礎(chǔ)都在物理概念，它們占據(jù)了物理教學(xué)的大半課時(shí)。

其次，物理基礎(chǔ)知識(shí)中的公式、原理、定律都是用概念作為引線，對(duì)有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)作有機(jī)串聯(lián)，形成系統(tǒng)化的概念體系。

所以，要重視物理概念教學(xué)。學(xué)好、掌握并真正理解它們的含義有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

2.物理概念的教學(xué)方法

（1）對(duì)物理現(xiàn)象、過程獲得必要的感性認(rèn)識(shí)。在教學(xué)中，要重視感性認(rèn)識(shí)，為了在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，教師必須從有關(guān)概念包含的大量事例中，精選那些包括主要類型的、本質(zhì)聯(lián)系明顯的典型事例進(jìn)行教學(xué)，獲得感性認(rèn)識(shí)。

（2）在科學(xué)抽象中，突出本質(zhì)，找出事物的屬性。在感性材料認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析、比較，找出它們的共同屬性，引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)得出概念。

（3）明確概念，靈活應(yīng)用。對(duì)感性材料進(jìn)行“科學(xué)的抽象”得出結(jié)論后，還要了解概念的外延，從概念出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生拓展，解決一些實(shí)際問題，加深對(duì)概念的理解和應(yīng)用。

二、物理定律的教學(xué)

物理定律是反映物理量之間的本質(zhì)聯(lián)系，因果關(guān)系與嚴(yán)格的數(shù)量依存關(guān)系；凡有關(guān)教材中的眾多公式，重要推論和原理都可以由它引導(dǎo)與推得。

1.物理定律的教學(xué)是物理教學(xué)的重點(diǎn)

首先，物理概念，物理量的學(xué)習(xí)只是一些支離破碎的物理知識(shí)，從結(jié)構(gòu)體系上看，這些物理概念，物理量無主心骨，缺乏凝聚中心，所以只有以物理定律作組織的樞紐，物理教學(xué)才顯得有起有合、能散、能收、內(nèi)容豐富，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系。

其次，學(xué)習(xí)的目的不是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，而是為了應(yīng)用而學(xué)習(xí)，物理定律就是物理概念，物理量的具體應(yīng)用。

此外，和物理量的教學(xué)一樣，物理定律的教學(xué)同樣能開發(fā)學(xué)習(xí)智力，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的發(fā)展。

2.物理定律的教學(xué)方法

（1）引入新課。在備課中思考，怎樣循循善誘，巧妙而有效地向?qū)W生交代教學(xué)的目的，并轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)目的，引入新課。

（2）重視實(shí)驗(yàn)。物理教學(xué)的特點(diǎn)在于突出物理實(shí)驗(yàn)。在物理定律的教學(xué)上又有特殊性，就是突出定量的演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)，且要做好、做準(zhǔn)。以提供學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的必要條件與學(xué)習(xí)環(huán)境。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)會(huì)運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)方法來研究提出的新課題。

（3）弄清物理定律的物理意義與適用范圍。學(xué)生認(rèn)識(shí)物理定律后，首先要正面理解物理定律的語言表達(dá)；其次，要弄清物理定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式的真正含義，把和它相鄰的公式以及由它導(dǎo)出的公式從物理意義上劃清界限，以免混淆不清。例如，就歐姆定律來說，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式I=U/R要與電阻的量度公式R=U/I，電阻定律的表達(dá)式R=ρL/S和導(dǎo)出公式U=IR的含義都區(qū)別開來。此外，還要指明它的適用范圍。任何一個(gè)物理定律，都是在一定條件下，運(yùn)用物理的理想過程和理想實(shí)驗(yàn)的思想方法得到的。因此，每個(gè)定律都有它的適用范圍。例如，機(jī)械能守恒定律（適用于只有重力和彈力做功的條件下）；庫(kù)侖定律（適用于真空中的點(diǎn)電荷）等。只有知道了它們的物理意義和適用范圍，才有利于學(xué)生掌握和應(yīng)用。

三、物理量的教學(xué)

物理概念建立量的觀念，有量度公式（長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間除外，它們是人為規(guī)定無量度公式的物理量）的物理概念叫物理量（如：加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電動(dòng)勢(shì)、頻率、功、發(fā)光強(qiáng)度、折射率等）。

1.物理量的教學(xué)是物理教學(xué)的關(guān)鍵

（1）物理量是聯(lián)系關(guān)聯(lián)的概念之間的關(guān)系，是物理概念與物理定律的橋梁，有承上啟下的作用。

（2）物理量教學(xué)可以開發(fā)學(xué)生智力與培養(yǎng)學(xué)生思維能力。心理學(xué)講：“人的思維活動(dòng)是憑借概念與詞匯開展的”。在物理教學(xué)中最要緊的是活躍學(xué)生頭腦里的物理思維活動(dòng)，無論是物理思維或運(yùn)用物理思想方法進(jìn)行研究，都離不開明確的物理里。例如在教電學(xué)時(shí)，只有學(xué)生理解電流強(qiáng)度、電阻、電壓三個(gè)物理量的基礎(chǔ)上，通過演示實(shí)驗(yàn)，才能引導(dǎo)學(xué)生判斷這三個(gè)物理量的關(guān)系，導(dǎo)出歐姆定律。這樣教會(huì)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合的物理科學(xué)方法，可以開發(fā)學(xué)生智力與培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

（3）物理量教學(xué)在發(fā)展學(xué)生個(gè)性上有積極推動(dòng)作用。歷代物理學(xué)家的重大發(fā)現(xiàn)，都是由他們高度發(fā)展的抽象思維能力與興趣、意志、信念等的智慧結(jié)晶。其中促使他們這種個(gè)性充分發(fā)展的因素，往往都是由于大量實(shí)驗(yàn)的物理現(xiàn)象中所形成的新的物理量作導(dǎo)航。例如牛頓的經(jīng)典力學(xué)就是以力、質(zhì)量、加速度等物理量為出發(fā)點(diǎn)，導(dǎo)出牛頓運(yùn)動(dòng)定律的結(jié)果；法拉第就是由于電動(dòng)勢(shì)，磁通量等物理量的提出而導(dǎo)致法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)。所以就充分發(fā)展學(xué)生個(gè)性看，要使學(xué)生明確物理量。

2.物理量的教學(xué)方法

（1）物理量的引入。講授物理量時(shí)，首先要介紹建立物理量的過程，搞清為什么要引入該物理量。新的物理量的引入，不管采取什么方式，為了獲得最佳教學(xué)效果，所提出的問題必須滿足三個(gè)條件：一要反映學(xué)習(xí)這個(gè)物理量的客觀性與必要性；二要巧妙的把它的教學(xué)目的轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)習(xí)目的；三要激起學(xué)生的求知欲。例如講加速度時(shí)可以這樣引入：“人走路、馬拉車、汽車跑、飛機(jī)飛，除了運(yùn)動(dòng)快慢程度不一樣，還有什么不同（速度改變的快慢不同）。不同物體、速度的改變快慢不同，盡管是同一物體（汽車），在不同時(shí)間（起動(dòng)、剎車）速度的改變快慢也不一樣，為了描述速度改變的快慢程度而引入加速度這一物理量”。定性的分析引出物理量后，還要定量的研究它的定義式。

（2）建立量的觀點(diǎn)，導(dǎo)出量度公式。物理量定量的研究，需要由演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)測(cè)出精確的物理量值，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具來研究它與有關(guān)物理量之間的嚴(yán)格數(shù)量依存關(guān)系，給物理量下定義。例如電場(chǎng)強(qiáng)度，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某一固定點(diǎn)所受的電場(chǎng)力跟它本身電量的比值始終是一恒量，不同的點(diǎn)，這一比值不同。

定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力跟它本身電量的比值叫該點(diǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度、方向跟正電荷受力方向相同。（公式：E=F/q方向：跟正電荷受力方向相同，單位：牛頓/庫(kù)侖）

物理學(xué)中的物理量用數(shù)學(xué)形式表達(dá)成物理公式后，顯得特別簡(jiǎn)單、明確，便于運(yùn)用它來進(jìn)行分析、推理、論證。所以數(shù)學(xué)知識(shí)是研究物理問題的工具，用好數(shù)學(xué)對(duì)解決問題是很必要的，但是卻不可以單純從數(shù)學(xué)角度看待物理問題。物理量的學(xué)習(xí)，不能死記、強(qiáng)背、硬套。要理解性記憶，實(shí)質(zhì)性掌握，靈活性應(yīng)用。

（3）復(fù)習(xí)應(yīng)用。課堂上講清物理不能萬事大吉，那只是為學(xué)生掌握與運(yùn)用創(chuàng)造了良好條件。如果不及時(shí)指導(dǎo)練習(xí)與復(fù)習(xí)，就會(huì)學(xué)而不牢、功虧一簣。一個(gè)完整的物理量，有些時(shí)候，并不是一次能講透、講全的，有一個(gè)逐步發(fā)展引伸的過程，需要不斷反復(fù)認(rèn)識(shí)補(bǔ)充新的內(nèi)容，才能獲得一個(gè)較完整的認(rèn)識(shí)。

物理概念是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，物理定律是物理教學(xué)的重點(diǎn)，物理量是物理教學(xué)的關(guān)鍵，只有了解了它們?cè)诮虒W(xué)中的地位、作用和掌握了它們的教學(xué)方法，才能取得最佳教學(xué)效果，學(xué)好物理基礎(chǔ)知識(shí)，為其它自然學(xué)科奠基理論基礎(chǔ)。