深化物理概念教學(xué)提高學(xué)生物理水平

物理概念是物理學(xué)的基礎(chǔ)。在中學(xué)物理教學(xué)中要使學(xué)生掌握科學(xué)技術(shù)所需要的物理基礎(chǔ)知識(shí)，首先就要掌握物理概念。教學(xué)實(shí)踐證明：形成正確的物理概念和運(yùn)用概念是掌握好物理概念的兩個(gè)重要過(guò)程。目前中學(xué)生普遍感到物理難學(xué)，其癥結(jié)之一就在于物理概念教學(xué)沒(méi)有做好。教師方面往往不同程度地存在著只注意讓學(xué)生做練習(xí)而不注重讓學(xué)生形成正確的物理概念的現(xiàn)象。而學(xué)生也往往只注意背結(jié)論、記公式、做練習(xí)，對(duì)概念的形成過(guò)程缺乏參與意識(shí)，忽視了對(duì)概念的理解，其結(jié)果越學(xué)越難，更談不上知識(shí)的靈活運(yùn)用。事實(shí)上能否讓學(xué)生逐步理解和掌握概念，不僅直接影響本節(jié)的學(xué)習(xí)，而且會(huì)影響整個(gè)物理學(xué)的學(xué)習(xí)，所以只有引導(dǎo)學(xué)生形成正確的概念并運(yùn)用概念才能掌握好概念。

學(xué)生形成概念的過(guò)程就是學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)，科學(xué)思維相結(jié)合的過(guò)程。第一步就必須給學(xué)生提供足夠的形成概念的事實(shí)依據(jù)，使之對(duì)相關(guān)的物理現(xiàn)象和過(guò)程有足夠的感性認(rèn)識(shí)，以建立對(duì)研究對(duì)象正確清晰的表象。讓學(xué)生獲得感性知識(shí)的方法很多，如：實(shí)驗(yàn)、多媒體、參觀、生活實(shí)例等，最有效最常用的方法是實(shí)驗(yàn)。利用實(shí)驗(yàn)來(lái)展示物理現(xiàn)象和過(guò)程比較直觀、形象。并且實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)的情景越新穎越生動(dòng)就越能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，就越有利于把學(xué)生的注意力集中到研究對(duì)象和形象中來(lái)，就越能啟發(fā)學(xué)生發(fā)掘問(wèn)題、思考問(wèn)題、探索事物本質(zhì)屬性的積極性。

例如，在自由落體運(yùn)動(dòng)這一概念的教學(xué)中，可以創(chuàng)設(shè)三個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)。

小實(shí)驗(yàn)1：在同一高度同時(shí)釋放面積相等的一片金屬片和一片紙片，看到金屬片比紙片下落得快。此時(shí)讓學(xué)生回答為什么，可能有相當(dāng)部分學(xué)生不假思索地回答：因鐵片重量大所以下落快。告訴學(xué)生十六世紀(jì)以前的學(xué)者就是這樣認(rèn)為的，“物體重量越大下落越快”這種觀念在學(xué)生的頭腦中還是比較頑固的，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析認(rèn)識(shí)到它是錯(cuò)誤的，錯(cuò)在它沒(méi)有考慮到空氣阻力的影響。

小實(shí)驗(yàn)2：為了排除錯(cuò)誤觀念的干擾，我們將上述實(shí)驗(yàn)的做法改變一下：先將紙片團(tuán)成小紙團(tuán)，再讓它和金屬片同時(shí)下落，看到小紙團(tuán)和金屬片幾乎同時(shí)落地的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)打破了學(xué)生由生活經(jīng)驗(yàn)形成的錯(cuò)誤概念，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲。此時(shí)再引導(dǎo)學(xué)生分析由紙片變成小紙團(tuán)下落時(shí)受到的空氣阻力大為減小，阻力對(duì)小紙團(tuán)的影響也大為減小，所以小紙團(tuán)和鐵片下落的快慢幾乎相同，這說(shuō)明物體下落的快慢不決定于重量的大小，而是與空氣阻力密切相關(guān)的。

小實(shí)驗(yàn)3：為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這個(gè)結(jié)論的認(rèn)識(shí)和理解，拿一張紙將其平分成兩片（兩片重量相等），將其中一片團(tuán)成紙團(tuán)后，再讓它們從同一高度同時(shí)釋放，看到小紙團(tuán)下落得快。這充分說(shuō)明了上述結(jié)論是正確的。此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行假設(shè)推理：如果沒(méi)有空氣阻力，只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落，那么鐵片、紙片、小紙團(tuán)下落的快慢應(yīng)該相同。在此基礎(chǔ)上，我們來(lái)做傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)：拿一根長(zhǎng)1.5米一端封閉一端有開(kāi)關(guān)的玻璃筒將質(zhì)量、大小形狀都不同的小羽毛、小軟木塞、金屬片、小玻璃球放入筒內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。演示筒中有空氣時(shí)、抽出一些空氣時(shí)、筒中空氣幾乎全部抽出時(shí)這些物體下落的快慢。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)觀察到的一幕幕物理現(xiàn)象進(jìn)行比較分析，綜合推理，形成正確概念，并用精煉的語(yǔ)言，將概念的內(nèi)涵表達(dá)出來(lái)：物體只在重力的作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)只有在沒(méi)有空氣的空間里才發(fā)生。在有空氣的空間里，如果空氣阻力很小可忽略不計(jì)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)也可看作自由落體運(yùn)動(dòng)。由于學(xué)生親自參與了整個(gè)概念的形成過(guò)程，所以對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和理解就比較清晰，這對(duì)研究自由落體運(yùn)動(dòng)打下了良好的基礎(chǔ)。

在概念教學(xué)中，也可以通過(guò)各種恰當(dāng)、生動(dòng)且為學(xué)生所熟悉的實(shí)例給學(xué)生提供形成概念的事實(shí)依據(jù)。例如慣性概念的形成，可以列舉許多發(fā)生在學(xué)生身邊的物理現(xiàn)象。比如：坐在汽車(chē)上的乘客，當(dāng)汽車(chē)突然開(kāi)動(dòng)時(shí)，為什么身子會(huì)后傾？一個(gè)人跑步時(shí)被腳下一石塊絆住，為什么是向前摔倒而不是向后摔倒？為什么汽車(chē)緊急剎車(chē)后車(chē)輪不轉(zhuǎn)了，但汽車(chē)還要向前滑行一段才停下來(lái)等等。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些物理現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較，概括出所列舉的同一類(lèi)事物的共同特征：這些物體都具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。要引導(dǎo)學(xué)生形成概念，并將概念的內(nèi)涵表達(dá)出來(lái)。

新概念往往與已學(xué)過(guò)的概念、規(guī)律存在著有機(jī)聯(lián)系。我們可以抓住新舊知識(shí)間的聯(lián)系，從已知知識(shí)出發(fā)通過(guò)邏輯展開(kāi)，從而引出新概念。例如在加速度概念的形成過(guò)程中，可以以一定的實(shí)例分析為依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生理解速度→速度變化→速度變化的快慢→加速度（速度變化率）。像這樣步步深入地引出加速度，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到引入新概念的客觀性和必要性，使知識(shí)系統(tǒng)連貫，便于學(xué)生理解掌握和不斷深化，也有利于發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力。

實(shí)例：通過(guò)一汽車(chē)從車(chē)站出發(fā)到中途緊急剎車(chē)的速度圖像（圖1），分析說(shuō)明這輛汽車(chē)在30秒內(nèi)各階段的運(yùn)動(dòng)情況及速度變化情況。

（圖1）

分析：0～15秒勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度變化為30米/每秒，變化所用時(shí)間15秒，每秒內(nèi)速度變化為2米/每秒。15秒～25秒勻速運(yùn)動(dòng)，速度變化為零。25秒～30秒勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度變化為-30米/每秒，每秒內(nèi)速度變化為-6米/每秒。

結(jié)論：汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)速度變化得快，啟動(dòng)時(shí)速度變化得慢。

為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)速度變化快慢的認(rèn)識(shí)，還可以多舉一些實(shí)例，如汽車(chē)進(jìn)站、火車(chē)進(jìn)站等以引入加速度的概念。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述實(shí)例分析，概括出加速度的概念：加速度是表示速度改變快慢的物理量，它等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值。

運(yùn)用概念也是掌握概念的一個(gè)重要過(guò)程。當(dāng)學(xué)生初步形成概念后，必須及時(shí)給他們提供運(yùn)用概念的機(jī)會(huì)，讓他們將抽象的概念“返回”到具體的物理現(xiàn)實(shí)中去。從反復(fù)運(yùn)用概念去解釋和解決問(wèn)題中，從新舊知識(shí)的比較中，不斷加深對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和理解。同時(shí)也只有在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用概念中才能發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)概念在理解上的缺陷，有針對(duì)性地加以糾正，完善學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和理解。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)題目不可過(guò)多，但要突出題目的典型性、靈活性和針對(duì)性，并及時(shí)開(kāi)展多種形式的評(píng)講活動(dòng)并引導(dǎo)學(xué)生做好自我總結(jié)。在訓(xùn)練、評(píng)講、總結(jié)中不斷深化，活化概念，拓寬對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和理解。逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的思路和方法，提高他們的思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而達(dá)到牢固掌握概念的目的。例如，加速度概念形成后就引導(dǎo)學(xué)生分析比較：速度、速度變化、加速度三者的區(qū)別是什么？有什么聯(lián)系？讓學(xué)生討論、學(xué)生回答，然后老師點(diǎn)評(píng)。通過(guò)練習(xí)，使學(xué)生分清這三個(gè)不同的概念反映的是三個(gè)不同的本質(zhì)屬性。

實(shí)踐證明，使學(xué)生形成正確概念的過(guò)程，就是學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和理解由淺入深、由表及里，由感性到理性的飛躍。運(yùn)用概念的過(guò)程，就是學(xué)生聯(lián)系實(shí)際解決問(wèn)題的過(guò)程。完善和深化對(duì)概念的理解，才能使學(xué)生逐步提高分析、解決物理實(shí)際問(wèn)題的能力。