高中物理概念教學中概念圖的應用實踐

余琳

一、高中物理概念教學中引入概念圖的價值與意義

概念圖是高中物理概念教學中的重要部分，在概念教學中引入概念圖，首先，有利于學生對已學知識進行回顧.在新知識學習之前，概念圖能幫助學生回顧已學知識，將新知識與原有概念進行緊密銜接，從而加深對新的物理知識的理解.其次，有利于學生對物理概念的透徹理解.當學生對新的物理概念有了初步的認識后，引導他們繪制出相關的概念圖，從而幫助形成概括化、系統(tǒng)化的概念網(wǎng)絡系統(tǒng)，促進學生對物理知識進行意義構(gòu)建和深化重組，提高學習效率.最后，概念圖的應用有利于學生構(gòu)建起完整全面的物理概念體系.物理教學中，概念與概念之間是互為聯(lián)系的.學生利用概念圖將多種概念分層進行表現(xiàn)，利用交叉連接來對概念關系進行體現(xiàn)，能在最大程度上幫助學生理解概念圖中各個知識點是怎樣建立關系的，從而幫助學生建立起科學的、全面的概念體系.

二、高中物理概念教學中概念圖的應用實踐

1.運用概念圖將上下節(jié)物理內(nèi)容有機結(jié)合

以《運動的描述》為例.

高中物理概念教學中，適當運用概念圖，能幫助學生將上節(jié)課已學的物理內(nèi)容和將要學習的新內(nèi)容有機結(jié)合，從而形成整體全面的物理概念.本文以《運動的描述》一節(jié)中“加速度”的教學為例進行說明.

在加速度概念的學習時，學生已經(jīng)解除了較多的物理概念，如運動、參考系、質(zhì)點、路程、位移、時間、平均速度等，內(nèi)容較多，學生容易遺忘.因此，在概念教學時，教師可以首先運用概念圖復習的模式，將已學的概念再加工，然后與加速度的概念互相結(jié)合，幫助學生理解和記憶.

教師：前面幾節(jié)課我們主要進行了運動物理量的學習，請同學們回憶下主要有哪些運動概念呢？

學生：速度、位移、參考系、質(zhì)點、坐標……

教師：那么誰能用嘴簡潔的詞語來描述上述概念互相間的關系呢？是否能用一張圖來展現(xiàn)呢？

在學生思考并回答的過程中，教師將概念圖逐漸展示，并向?qū)W生說明各個概念互相間的物理練習和意義.如圖1所示.

這樣的教學方式，能最大程度的激發(fā)學生的學習熱情，全體學生都會全身心投入到概念構(gòu)圖活動中，對物理概念互相間的關系也會有更為透徹的理解.在教學過程中，教師以導演的身份出現(xiàn)，學生的主體地位得到了強調(diào)，主動性和積極性提高.

2.運用概念圖幫助學生形成物理知識框架

以《相互作用》為例.

概念圖的運用，能在一定程度上幫助學生形成全面系統(tǒng)的物理知識框架.本文以《相互作用》的教學為例進行說明.

在教學開始時，教師首先可以運用力的概念圖，讓學生回顧并利用已學的舊知識，與新的學習內(nèi)容形成聯(lián)結(jié)，逐步構(gòu)建起系統(tǒng)完整的力的知識體系框架.例如，在教學中，重力的圖示以及重力的三要素都可以說是力的圖示和力的三要素的典型例子，通過概念圖，學生可以知道，重心是作用點的例子.因為已學的“力”的概念在包容性、概括性和抽象性方面都強于將要學習的“重力”的概念，相對于“力”，“重力”是“力”的知識概念的派生物.通過概念圖的運用，派生知識的意義出現(xiàn)較快，學生學習起來較為容易.又如，《摩擦力》的學習，學習完滑動摩擦力以后，教師可以運用滑動摩擦力的概念圖作為學生學習靜摩擦力的引導，幫助學生聯(lián)結(jié)關聯(lián)物理知識，形成完成的概念體系框架.在靜摩擦力的講述中，也可以提到，和滑動摩擦力相似，靜摩擦力的內(nèi)容主要分為摩擦力的方向、大小以及產(chǎn)生條件.

3.高中物理概念圖應用的注意事項

物理概念圖是體現(xiàn)物理知識的一種重要形式，但重點強調(diào)的是概念和概念互相間的聯(lián)系和區(qū)別.我們在發(fā)揮概念圖教學作用的基礎上，不能過于夸大概念圖的作用，更不能以為只要明白概念圖的合理運用，就能進行知識體系的自主構(gòu)建.因此，概念圖的運用應該建立在以下前提之上：學生已經(jīng)學習并理解了科學的物理概念，概念圖要做的是將這些概念用連接詞、連線和節(jié)點來形成直觀的圖形，形象的展現(xiàn)物理概念互相間的關系.倘若學生還沒能正確認識物理概念，那么組織他們繪制概念圖是不科學的.概念教學中應用概念圖，一方面能診斷已學概念，對已存在的概念圖進行整合和增添，以此來派生出將要學的物理概念.復習過程中，概念圖的制作能引導學生整合已學知識，建立起全面、系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡，幫助他們站在更高的角度去理解物理知識，對知識形成正面遷移.在這個過程中，學生的物理綜合能力會得到較大的提升.

物理概念教學中，概念圖作為一種全新的學習策略，是傳統(tǒng)學習方法的一種創(chuàng)新，能讓學生的學習過程變得輕松，學習效率大大提升.本文主要在分析概念圖于物理概念學習的價值和意義之后，提出了物理概念圖在實際教學中的應用實踐.但因為個人能力以及環(huán)境條件的限制，本研究還存在一定的不足之處，研究的范圍太小且調(diào)查不夠深入.希望其他學者在后續(xù)研究中，能不斷深入剖析，以促進高中物理教學水平的持續(xù)提升.

應用疊加原理解決常見復合場問題的思考

江蘇省蘇州大學物理與光電·能源學部215006梁瑤桑芝芳陳鋼

一、疊加原理

當一個系統(tǒng)受到某種作用時，就會有對應的響應.當幾個作用同時作用系統(tǒng)的效果等效于單個作用分別作用于系統(tǒng)的和效果時，我們就說作用滿足疊加原理，這個系統(tǒng)也稱為線性系統(tǒng).

疊加原理在電磁學、電動力學中應用極其廣泛，它是物理學的基本原理之一.如果物理量是標量，我們可以把數(shù)值直接相加減；而如果是矢量就要符合平行四邊形法則.疊加原理在矢量的運算、合成以及公式推導方面應用顯著，例如電場強度、磁場強度、重力場等.他們具有不可入性，因而又不同于一般的矢量疊加.

二、復合場

1.電場和重力場復合

（1）如圖1，質(zhì)量為m的物體僅在重力場作用下，它的動力學方程是m=m.如果物體的初速度為0，物體將做自由落體運動.如果物體初速度不為0，物體將做勻變速曲線運動.

（2）如圖2所示，空間中除了重力場，還有如圖所示的勻強電場.根據(jù)矢量的疊加原理：

用重力場表示：m′=m+q，

用電場表示：q=m+q.

此時物體的動力學方程的形式?jīng)]變，加速度大小是恒定值.如果物體的初速度為0，物體將做類自由落體運動.如果物體初速度不為0，物體將做勻變速曲線運動.也就是說，在重力場的基礎上加一個勻強電場，物體的運動形式不發(fā)生變化，反過來也是成立的.

2.重力場和彈力場

如圖3所示是彈簧振子的模型，物體所受到的合力為彈簧彈力.

如圖4所示，規(guī)定向下為正，此時彈簧平衡，

mg=kx0，

mg+F彈=ma，

mg-kx=ma，

kx0-kx=ma，

-k（x0-x）=ma，

-kx′=ma.

3.電場和磁場復合

m=q0×，

m=洛+電→m=q×+q，

可以找到一個V0使得q0×=，

因此m=q×+q0×-q0×+q，

m=q（+0）×.

與未加電場相比，我們發(fā)現(xiàn)電荷的動力學方程的形式?jīng)]有發(fā)生改變.同樣地，如果磁場與重力場疊加，該形式仍然是不變的.

應用疊加原理，通過對常見復合場的分析，我們發(fā)現(xiàn)，均勻背景下物體的運動性質(zhì)是不變，因此在分析問題是我們可以把均勻背景等效，從而簡化問題.