高中物理概念有效教學(xué)的幾點思考

柯瑤

摘 要：從有效提問、巧做實驗、提供實例、善于類比4個方面，介紹物理概念有效教學(xué)的方法。

關(guān)鍵詞：物理概念；有效提問；巧做實驗；提供實例；善于類比

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）2-0025-3

物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是物理事物的一種抽象。中學(xué)物理中的基礎(chǔ)知識主要是指物理概念和規(guī)律，而物理概念又是形成物理規(guī)律的前提，是進行物理科學(xué)方法培養(yǎng)的媒體，是解決物理問題的核心。物理概念是整個物理知識體系的支撐點，沒有科學(xué)的物理概念，就無法準(zhǔn)確、科學(xué)地描述物理規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此，物理概念的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。學(xué)生對物理概念的理解和掌握程度，將直接影響到他們物理這門科學(xué)的學(xué)習(xí)質(zhì)量，對培養(yǎng)學(xué)生在生活中應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力等方面具有重要意義。在現(xiàn)實中很多老師感到物理難教，集中反映在物理概念難教，很多學(xué)生感覺物理難學(xué)，也集中反映在物理概念難學(xué)。如何進行物理概念有效教學(xué)，是許多老師在教學(xué)過程中面臨的現(xiàn)實問題。下面是筆者在物理概念有效教學(xué)實踐中的一些嘗試，愿與同行們分享。

1 有效提問

教學(xué)的過程實際是提出問題和解決問題的過程。課堂提問是老師在教學(xué)過程中經(jīng)常采用的一種重要手段?？鬃诱f過“不憤不啟，不悱不發(fā)”，課堂提問對于開啟學(xué)生心智，促進學(xué)生思維，增強學(xué)生的主動參與意識具有重要的意義。一些有價值的問題能夠為學(xué)生認(rèn)識物理概念的本質(zhì)提供一條捷徑，能夠讓學(xué)生在理解與掌握物理概念的過程中少走彎路，使物理概念教學(xué)更簡捷有效。

“加速度”是學(xué)生進入高中以后學(xué)到的第一個較難理解的概念。加速度概念的引入，是課堂教學(xué)的難點之一。在教學(xué)時筆者會先播放一段“摩托車、汽車、飛機”從靜止開始啟動的比賽視頻。視頻的內(nèi)容是剛開始摩托車跑到了最前面，后來飛機飛在了最前面。隨后筆者會問學(xué)生這樣幾個問題，問題1：三者誰快？（學(xué)生異口同聲地回答：飛機快。）問題2：那為什么摩托車在一開始時會跑到最前面呢？（此時，大部分學(xué)生陷入了矛盾沖突之中，少部分學(xué)生會改口回答：摩托車運動得快，但會流露出似乎有些地方又不妥的表情。）問題3：我們用什么物理量表示物體運動的快慢？（速度的概念學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)過，所以學(xué)生會回答：速度，并且學(xué)生堅信飛機速度最大、運動最快。）問題4：摩托車一開始跑到了前面，又是什么快呢？（這時一部分同學(xué)會說：摩托車起步快；還有同學(xué)說：摩托車啟動快；也有一部分同學(xué)說：摩托車速度變化快。）其實，這些說法都是生活化的語言，學(xué)生聽過，甚至經(jīng)常聽到，但他們未必知道其中的含義。此時，筆者再引導(dǎo)學(xué)生把這些說法統(tǒng)一為摩托車起步時速度變化快。高一的學(xué)生很難區(qū)別變化的多少與變化的快慢這兩個概念。筆者在教學(xué)時先把表1展示給學(xué)生。

緊接著筆者又會問學(xué)生這樣幾個問題，問題1：誰高？（學(xué)生回答：大李。）問題2：誰的身高增加得多？（學(xué)生回答：一樣多，都增加了15厘米。）問題3：誰的身高增加得快？（學(xué)生回答：小明。）問題4：為什么？（有的學(xué)生回答：二人身高增加一樣多，但小明用的時間少。有的學(xué)生回答：大李平均每年身高增加5厘米，而小明平均每年身高增加30厘米。）可見，通過以上提問學(xué)生已經(jīng)能夠認(rèn)識到變化的多少與變化的快慢的區(qū)別，并且潛意識里也已經(jīng)知道變化的快慢應(yīng)該如何計算。此時再提出：我們該如何描述速度變化的快慢呢？“加速度”的概念自然水到渠成。

2 巧做實驗

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗是物理學(xué)的基本研究方法，能形象、直觀地反映物理過程，體現(xiàn)物理規(guī)律。實驗對于物理教學(xué)的重要性不言而喻。雖然教材的編寫者為我們編排了大量的演示或分組實驗，但我們還應(yīng)該盡量用日常生活能夠獲得的器材開發(fā)出一些小實驗。這些小實驗簡單明了，形象直觀，貼合學(xué)生的日常生活，富有啟發(fā)性，能夠幫助學(xué)生進一步加深理解物理概念，提高物理概念教學(xué)的效率。

由于我國物理教學(xué)的實施方式，學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理概念以前實際上已經(jīng)在初中就對相關(guān)物理概念有了初步的學(xué)習(xí)，但學(xué)生對于有些概念的理解很淺顯，很不全面，甚至是錯誤的。通過平時的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，這些先入為主的理解在學(xué)生的頭腦中是根深蒂固的，會嚴(yán)重影響高中物理概念教學(xué)的效率。所以，在講述相關(guān)物理概念時，很有必要先幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變原有的那些不全面甚至是錯誤的認(rèn)識。

例如：在初中，我們很少提導(dǎo)線上的電阻，甚至有老師帶學(xué)生分析電路的時候就直接說導(dǎo)線上沒有電阻。這樣學(xué)生就有了“導(dǎo)線上沒有電阻”這樣一個前概念。雖然在選修3-1中單獨有一節(jié)介紹導(dǎo)體的電阻，但在實際教學(xué)過程中很少有老師能夠完全按照教材編排的那樣組織學(xué)生進行探究，學(xué)生對“導(dǎo)體的電阻”這一概念完全是一種被動接受。這種被動接受雖然絲毫不影響學(xué)生對導(dǎo)體電阻的計算，但當(dāng)講授《電能的輸送》這一節(jié)時，學(xué)生卻很難理解輸電線的電阻會對電能的輸送產(chǎn)生較大的影響，在相關(guān)的計算中也經(jīng)常會忽略輸電線上損失的電能。為此，在講這節(jié)課之前筆者會給學(xué)生演示如下實驗：將同一個燈泡接在同一節(jié)干電池上，但第一次用長約20厘米的漆包線連接，第二次用長約4米的漆包線連接。讓學(xué)生來觀察前后兩次小燈泡的亮度情況。實驗很簡單，但效果很明顯，老師無需多言，學(xué)生自己就能解釋是因為導(dǎo)線上有電阻，也就很自然地引入到本節(jié)課的內(nèi)容。類似的，初中也從來不提“電源內(nèi)阻”。所以，當(dāng)我們在給學(xué)生講授“閉合電路的歐姆定律”時，學(xué)生對于“電源內(nèi)阻”一時半會很難接受。實際上，有相當(dāng)一部分學(xué)生即使到了高三，尤其是分析動態(tài)電路時，還經(jīng)常會因為未考慮電源內(nèi)阻而導(dǎo)致解答錯誤。為此，筆者是這樣進行課堂引入的，先將小燈泡接入到一節(jié)干電池上，讓學(xué)生觀察小燈泡的發(fā)光情況。然后提問：猜想一下如果將小燈泡接入到兩節(jié)干電池上，小燈泡的發(fā)光情況會怎樣？學(xué)生肯定會說小燈泡變得比原來更亮，然而實驗結(jié)果是小燈泡變得更暗了。這種讓人意想不到的實驗現(xiàn)象，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激活學(xué)生一探究竟的欲望，能夠更好地幫助學(xué)生主動建構(gòu)“電源內(nèi)阻”這一概念。

“失重”是學(xué)生在高中階段難理解、難接受的一個物理概念。在“失重”教學(xué)過程中，筆者進行了如下的嘗試：一個去了蓋的礦泉水瓶子，底部戳一個小洞，裝滿水，在水的壓強作用下，我們發(fā)現(xiàn)水從小洞中流出，形成一股水流。釋放礦泉水瓶，讓礦泉水瓶自由下落，這時我們會發(fā)現(xiàn)水不會從小洞中流出，手接住礦泉水瓶，這時又會有水從小洞中流出形成水流。這個演示實驗?zāi)芰⒓匆饘W(xué)生的驚奇，能拉近“失重”與學(xué)生的距離，學(xué)生不會再錯誤地認(rèn)為“失重現(xiàn)象”只發(fā)生在航天器中。隨后又問：猜想一下瓶子上拋的過程，瓶中的水失重么？瓶子斜拋、平拋的過程呢？雖然仍會有不少學(xué)生答錯，但經(jīng)過對上述過程逐一實驗演示與講解，答錯的同學(xué)會越來越少，學(xué)生對于“失重”概念的理解會更加透徹。

3 提供實例

物理來源于生活，我們在教學(xué)物理概念時如果能夠從生活實例出發(fā)，在學(xué)生原有的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生主動建構(gòu)，往往會有事半功倍的效果。

人教版《物理必修2》中《圓周運動》是一節(jié)很典型的物理概念教學(xué)課，本節(jié)課的教學(xué)重點是對描述勻速圓周運動快慢的物理量的理解，難點是比較勻速圓周運動快慢的方法。在本節(jié)課的具體教學(xué)實施中，筆者是這樣來凸出重點，突破難點的。

3.1 問題引入

給學(xué)生展示如下運動情境：唱片上某點的運動，電風(fēng)扇葉片上某點的轉(zhuǎn)動，細(xì)線拉著小球在豎直面內(nèi)圓周運動，鐘表指針上某點的運動。讓學(xué)生感受到圓周運動是我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ姷囊环N運動形式。

3.2 問題探究——如何比較勻速圓周運動的快慢

（1）把一輛準(zhǔn)備好的自行車倒置在講臺上，轉(zhuǎn)動自行車的腳踏板，讓學(xué)生思考與討論：自行車大齒輪邊緣一點與小齒輪邊緣一點，誰運動得快？

剛開始，學(xué)生的答案不統(tǒng)一，理由含糊不清，經(jīng)過一段時間的討論，全班的觀點大致歸為兩種。

觀點1：兩者運動一樣快，理由是通過轉(zhuǎn)動腳踏板發(fā)現(xiàn)，在一段時間內(nèi)兩點通過的弧長相等。

觀點2：小齒輪邊緣一點運動得快，理由是在轉(zhuǎn)動的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動剛滿一圈時，小齒輪已經(jīng)轉(zhuǎn)動好幾圈。

對于這兩種觀點，筆者沒有給出任何評價，而是讓學(xué)生帶著疑惑閱讀教材，自己從教科書中尋找答案。等閱讀完教材，學(xué)生對描述勻速圓周運動快慢的各種方法和相關(guān)物理量也就有了比較清晰的理解，筆者只要再作一些補充與強調(diào)就可以了。

（2）又問：自行車小齒輪邊緣一點與后輪邊緣一點，誰轉(zhuǎn)動得快？

此時，學(xué)生的回答是：后輪邊緣一點的線速度大，兩者的角速度一樣大。學(xué)生的回答說明本節(jié)課的難點已經(jīng)突破。

（3）總結(jié)如下結(jié)論：同一轉(zhuǎn)動各輪邊緣上各點的線速度相同；同一轉(zhuǎn)軸各輪上每點的角速度相同。對于這兩個結(jié)論，其實學(xué)生是很好理解的，因為學(xué)生早就有了生活上的感觸，在回答前兩個問題時就已經(jīng)提及。

3.3 解決實際問題

最后，筆者又給學(xué)生提了一個開放性的問題：如何估算你騎自行車的正常速度？為了降低學(xué)生解決問題的難度，設(shè)置了如下三個小問題：（1）要測量哪些物理量？（2）寫出自行車正常行駛的速度與測量量之間的關(guān)系；（3）估算正常行駛的速度。

4 善于類比

貝弗里奇說過：“類比法在提出線索或假說，以及幫助理解無法看到的現(xiàn)象和情況方面有著十分可貴的作用?！睂W(xué)生在學(xué)習(xí)一些比較抽象的概念時，老師最好能夠幫助他們找到一種聯(lián)系，這種聯(lián)系的一端是學(xué)生感覺比較吃力的抽象物理概念，另一端則是學(xué)生日常生活中的一些經(jīng)歷。類比方法就像建立這種聯(lián)系的一座橋梁，既拉近了學(xué)生與這些物理概念的距離，又為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)它的一種方法。

例如：在給學(xué)生講解電動勢時，我們可以拿抽水機來進行如下類比（如圖1所示）。

在人教版《物理選修3-3》“分子勢能”的教學(xué)中，我們可以借助彈簧模型來幫助同學(xué)理解。當(dāng)連接兩小球的彈簧處于原長時，相當(dāng)于兩分子的距離r=r0。此時，彈簧彈力為零，彈簧彈性勢能最小，相對應(yīng)的兩分子間作用力為零，而此時分子勢能最小。當(dāng)連接兩小球的彈簧處于伸長狀態(tài)時，相當(dāng)于兩分子的距離r>r0，分子表現(xiàn)為引力。此時，彈簧的彈性勢能會隨兩小球的距離變大而變大，相對應(yīng)的分子勢能會隨兩分子的距離變大而變大。當(dāng)連接兩小球的彈簧處于壓縮狀態(tài)時，相當(dāng)于兩分子的距離r

參考文獻：

[1]閻金鐸.中學(xué)物理教材教法（第二版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1984：60.

[2]周久璘.讓問題成為課堂的中心[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2005，34（11）：1-3.

[3]陳剛.試論物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計[J].物理教學(xué)，2012（7）：11-16，20.（欄目編輯 劉 榮）