陳曉樂(lè)

摘要:物理概念是整個(gè)物理學(xué)的基石,同時(shí)也是學(xué)生學(xué)好物理這門(mén)功課的基礎(chǔ)。物理概念教學(xué)是物理教學(xué)內(nèi)容中的重要部分,它貫穿于整個(gè)物理學(xué),學(xué)生能不能正確又全方位地理解物理概念,會(huì)直接影響整個(gè)物理學(xué)或某部分物理知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)。隨著高中新課改的不斷深入,就如何在物理概念教學(xué)當(dāng)中滲透新課程的理念和思想已經(jīng)成為眾多教師關(guān)注的問(wèn)題。本文從高中新課程的理念和物理概念自身的特點(diǎn)出發(fā),就物理概念教學(xué)提供自己的總結(jié)和一點(diǎn)思考。

關(guān)鍵詞: 高中新課程 物理概念 教學(xué)

引言

高中物理新課程重視學(xué)生的全面發(fā)展,重視培養(yǎng)和提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),要求從“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三個(gè)維度目標(biāo)來(lái)全面培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì),但是基礎(chǔ)的東西往往很重要, 1979年,李政道博士在北京大學(xué)講學(xué)時(shí),特別強(qiáng)調(diào):“最重要的東西往往是最簡(jiǎn)單的”,“學(xué)習(xí)中一定要把基本的概念搞清、記牢”。這說(shuō)明,我們教師怎樣教好高中物理概念是非常之重要的。

1. 物理概念的定義及其特點(diǎn)

1.1 什么是物理概念

概念是對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性的抽象和概括。一切概念都要通過(guò)詞語(yǔ)來(lái)表現(xiàn)。定義是對(duì)概念內(nèi)涵(物理意義)的揭示,條件是對(duì)概念外延(適用范圍)的限制。任何學(xué)科,如果沒(méi)有一些概念作為分析、判斷、綜合、推理等邏輯思維的出發(fā)點(diǎn),就不可能揭示這門(mén)學(xué)科的全部?jī)?nèi)容,也就失去這門(mén)學(xué)科存在的價(jià)值。

物理概念是物理現(xiàn)象、物理過(guò)程的概括化和抽象化的思維形式,又是物理學(xué)習(xí)或物理思維的基本單位。它反映的不再是個(gè)別的物理現(xiàn)象和具體的物理過(guò)程,而是物理世界中具有相同本質(zhì)屬性的一類(lèi)物理現(xiàn)象、物理過(guò)程。

1.2 物理概念的特點(diǎn)

1.2.1 物理概念源于科學(xué)實(shí)踐。例如,人們觀察天體的運(yùn)行、人的行走等等,形成了“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”的概念,再如,“功”的概念是從大量機(jī)械的工作總結(jié)概括出來(lái)的。

1.2.2 物理概念的形成須經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象。例如,力的概念的形成,就曾經(jīng)歷從現(xiàn)象到本質(zhì)這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程。亞里士多德從“用力推車(chē),車(chē)子才前進(jìn),停止用力,車(chē)子就要停下來(lái)”這些現(xiàn)象中得出結(jié)論:“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”。一直到17世紀(jì),伽利略通過(guò)一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)分析,才指出了亞里士多德觀點(diǎn)的錯(cuò)誤,抽象出“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一正確的概念。

1.2.3 物理概念經(jīng)常可用數(shù)學(xué)形式來(lái)表達(dá)。自從伽利略開(kāi)創(chuàng)了把物理實(shí)驗(yàn)同數(shù)學(xué)方法相結(jié)合的研究途徑以后,物理學(xué)就迅速發(fā)展為一門(mén)“精密的定量科學(xué)”。反映在物理概念上即為大多數(shù)物理概念都是定量的,可以用數(shù)學(xué)形式來(lái)表達(dá),例如電流、速度、加速度等等。

在進(jìn)行概念教學(xué)特別是一些十分抽象或比較深?yuàn)W的概念教學(xué)時(shí),一些老師對(duì)概念的文字詮釋非常精辟,講得津津有味、面面俱到。但學(xué)生只是漠然而視,他們認(rèn)為物理概念的學(xué)習(xí),只要死記硬背就可以了,不需要去理解,茫

然而聽(tīng)。真是講者欣欣然、聽(tīng)者昏昏然。

2. 影響學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)的主要因素

2.1 先入為主的日常生活經(jīng)驗(yàn) 。學(xué)生在日常生活中,已經(jīng)從大量的物理現(xiàn)象中獲得了不少物理方面的感性知識(shí),積累了許多生活經(jīng)驗(yàn),但這些憑直觀感覺(jué)學(xué)習(xí)到的東西不一定都是正確的.例如,平面鏡成像的規(guī)律在初中物理就已經(jīng)學(xué)過(guò),可還是有很多同學(xué)認(rèn)為“人照鏡子,鏡子里的人像會(huì)近大,遠(yuǎn)小。

2. 2 頑固的思維定勢(shì)。例如,許多同學(xué)往往根據(jù)經(jīng)過(guò)的某一特殊情況,順勢(shì)得出普遍的結(jié)論.由“合外力為零”順勢(shì)得出了“合外力作功之和也就為零”的情況還普遍存在.

2.3 不正確的課外渠道。學(xué)生在物理教學(xué)以外,通過(guò)廣播、電視、報(bào)刊、雜志等渠道,可以獲取大量的物理知識(shí),但其中不少是錯(cuò)誤的.例如,重量、重力、質(zhì)量不分;路程和距離混淆;電容器概念與描述電容器容納電荷本領(lǐng)的電容概念不分,等等.

3. 新課程物理概念教學(xué)的策略

3.1 以學(xué)生錯(cuò)誤的前科學(xué)概念引入概念

由于每個(gè)學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)和思維方式不同,所以在物理學(xué)習(xí)中,學(xué)生對(duì)物理概念的理解會(huì)有不同,甚至?xí)霈F(xiàn)一些理解錯(cuò)誤,教師在教學(xué)中應(yīng)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,制造認(rèn)知沖突,通過(guò)交流討論,讓學(xué)生有機(jī)會(huì)表述自己的思想和見(jiàn)解,以便發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤糾正錯(cuò)誤,撥亂反正進(jìn)行物理概念教學(xué)。恰如打蛇要引蛇出洞,清除記憶深處的錯(cuò)誤也要先誘導(dǎo)學(xué)生暴露錯(cuò)誤,值得注意的是,教師應(yīng)在所有學(xué)生的觀點(diǎn)都充分展示后,再揭示矛盾,以免錯(cuò)誤暴露不全面,解決不徹底。

3.2 用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入概念

一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)完整的物理情境,讓學(xué)生親自看一些物理現(xiàn)象(演示實(shí)驗(yàn)),做一些物理實(shí)驗(yàn)(學(xué)生實(shí)驗(yàn))來(lái)與理論學(xué)習(xí)相互對(duì)照、驗(yàn)證,加深理解,以便形成正確的物理概念。中學(xué)生抽象思維的能力較差,卻有動(dòng)手動(dòng)腦的積極性,這是該年齡段學(xué)生的思維與心理特征。具有這種特征的學(xué)生對(duì)一味地講授會(huì)產(chǎn)生疲倦情緒而影響教學(xué)效果。因此,結(jié)合學(xué)生的心理特征,采用適合他們特點(diǎn)的方法組織教

學(xué)是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。如高中力學(xué)中講共點(diǎn)力的合成,學(xué)生很難理解,不妨讓兩個(gè)學(xué)生拉一條中間掛有重物的繩子,當(dāng)二人用盡全力繩子也拉不直時(shí),學(xué)生們才明白二力合成的道理。

3.3 通過(guò)物理故事和物理學(xué)史引入概念

綜觀物理學(xué)發(fā)展的歷史,從某種意義上來(lái)說(shuō),它實(shí)際就是一部人類(lèi)不斷設(shè)疑、解疑的歷史。這里面包括了人類(lèi)感知物理現(xiàn)象,揭示物理本質(zhì),糾正錯(cuò)誤概念,形成正確認(rèn)識(shí)的過(guò)程。在引入某個(gè)物理概念時(shí),若能向?qū)W生介紹該概念形成的歷史,不僅使學(xué)生懂得了為什么要學(xué)習(xí)這個(gè)概念、有什么重要意義,而且這些科學(xué)家的事跡會(huì)在學(xué)生心中激發(fā)起探究的愿望,調(diào)動(dòng)起學(xué)生主動(dòng)掌握概念的積極性。

3.4 以現(xiàn)代前沿物理知識(shí)或熱門(mén)話題引入概念

為了激起學(xué)生的興趣和求知欲,增強(qiáng)學(xué)物理的時(shí)代感,可在每一章節(jié)學(xué)習(xí)之前,插入一些現(xiàn)代前沿的物理知識(shí)或熱門(mén)話題為切入點(diǎn),并說(shuō)明這一章節(jié)的概念、規(guī)律可用于解決其中的一些問(wèn)題,然后再組織教學(xué).

3.5 由邏輯推理引人概念

如“電場(chǎng)”和“磁場(chǎng)”這兩個(gè)概念是由邏輯推理的方法引入的。由力的概念可知:力是物體對(duì)物體的相互作用,通常物體問(wèn)發(fā)生作用時(shí)都是直接接觸的,而電荷對(duì)電荷的作用、磁極間的相互作用,沒(méi)有直接接觸。那么電荷問(wèn)、磁體間是怎樣發(fā)生相互作用的呢?由邏輯推理可知,電荷周?chē)痛朋w周?chē)目臻g存在著一種特殊的物質(zhì)—— 電場(chǎng)和磁場(chǎng)。這樣引入電場(chǎng)和磁場(chǎng)的概念,便于學(xué)生理解。

3.6 用類(lèi)比法引入概念

類(lèi)比是根據(jù)兩個(gè)(或兩類(lèi))不同對(duì)象的一些相同或相似屬性,而推出這兩個(gè)(或兩類(lèi))對(duì)象的其他屬性也可能相同或相似的一種推理方法,學(xué)生學(xué)習(xí)物理常把物理公式數(shù)學(xué)化,在物理量的比值法定義式的理解中學(xué)生常有這些錯(cuò)誤觀念,這是教學(xué)中的難點(diǎn),若為該類(lèi)新知識(shí)的理解尋找相同或相近的可以類(lèi)比的依托的“熟點(diǎn)”,常可以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤觀念的轉(zhuǎn)化.如對(duì)電容器的電容的理解中,把兩個(gè)不同的電容器與兩個(gè)圓柱形的量筒類(lèi)比。兩個(gè)量筒的水位同時(shí)升高1 cm,橫截面積大的需水多,因?yàn)槠淙菁{水的本領(lǐng)大;若使甲、乙兩個(gè)電容器的電壓同時(shí)升高1 V,甲需電荷多,則甲電容器容納電荷的本領(lǐng)大.

3.7 利用古典詩(shī)詞引入概念

例如,講授分子動(dòng)理論的概念時(shí),引用王安石的《梅花》:“墻角數(shù)枝梅,凌寒獨(dú)自開(kāi).遙知不是雪,為有暗香來(lái).”學(xué)生問(wèn)為什么會(huì)有“暗香來(lái)”,稍作討論后可順?biāo)浦垡敕肿觿?dòng)理論,可謂水到渠成,通過(guò)古詩(shī)詞引入物理概念進(jìn)行講解,能收到事半功倍的效果.

4. 物理概念的鞏固

所謂物理概念的鞏固是指學(xué)生對(duì)所學(xué)概念的持久保持。我們知道,學(xué)生對(duì)所學(xué)的新概念首先進(jìn)行感覺(jué)登記,然后進(jìn)入短時(shí)記憶,而短時(shí)記憶只能將信息保持非常短的時(shí)間,要使學(xué)生長(zhǎng)久地保持新學(xué)習(xí)的物理概念,學(xué)生必須對(duì)其信息通過(guò)編碼進(jìn)行組織,以便從短時(shí)記憶向長(zhǎng)時(shí)記憶進(jìn)行轉(zhuǎn)化。盡管這一過(guò)程是由學(xué)生自己來(lái)完成的,但教師可采取一定的方法,來(lái)幫助學(xué)生完成這種轉(zhuǎn)換。一方面,教師可采用提問(wèn)、舉例等方式對(duì)概念補(bǔ)充細(xì)節(jié),使學(xué)生明確該物理概念的內(nèi)涵和外延,明確其單位,明確其是標(biāo)量還是矢量等等,特別是概念中的關(guān)鍵地方尤其是一些容易混淆忽略的要點(diǎn)要加以反復(fù)強(qiáng)調(diào)。

4.1對(duì)易混淆的概念進(jìn)行辨析,進(jìn)一步理解它們之間的區(qū)別與聯(lián)系。

有比較才有鑒別,將易混淆的概念加以對(duì)比、辨析,明確它們之間的區(qū)別與聯(lián)系,是幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤概念,理解、鞏固、深化概念最有力的措施。如:靜電場(chǎng)與重力場(chǎng),電場(chǎng)線與磁場(chǎng)線,庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律、質(zhì)量與重量、動(dòng)量與動(dòng)能,電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力,電壓與電動(dòng)勢(shì)等等,這些概念都有很多相似的地方,但是他們有時(shí)候在實(shí)質(zhì)上卻是完全不一樣的。只有當(dāng)學(xué)生弄清了這些易混概念的區(qū)別與聯(lián)系,才能正確理解概念,防止錯(cuò)用概念,提高運(yùn)用概念的能力。

4.2 通過(guò)練習(xí)形成運(yùn)用概念的技能。

學(xué)生在形成概念的初期,對(duì)概念的掌握往往是不鞏固、不完全、不深刻的。并且常和已學(xué)過(guò)的舊概念發(fā)生混淆。這就需要在練習(xí)過(guò)程中通過(guò)有關(guān)的練習(xí),利用概念解決問(wèn)題來(lái)鞏固和加深概念。

例如:學(xué)過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念后,學(xué)生對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E: 容易記住,而對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的真正物理意義、本質(zhì)并不能很好的掌握。為了鞏固“電場(chǎng)強(qiáng)度”這一概念,教學(xué)中要求學(xué)生完成下列練習(xí):

① 電場(chǎng)中A點(diǎn)放入一電量為6.0 X 10-5庫(kù)的正電荷時(shí),此電荷受到的電場(chǎng)力為1.2 X 10 牛。求A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。

② 上題中若在A點(diǎn)放一電量為3.0 X 10-5 庫(kù)的正電荷,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大?若此處放入電量為-0.6X 10-5庫(kù)的負(fù)電荷,該處的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少?若電場(chǎng)A點(diǎn)不放電荷,該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零嗎?此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度多大呢?

再有,學(xué)過(guò)“彈力”和“摩擦力”這兩個(gè)概念后,可以設(shè)疑:物體相互接觸一定有彈力嗎?兩物體間存在摩擦力時(shí)一定有彈力嗎?摩擦力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)嗎?然后結(jié)合生活中的具體實(shí)例進(jìn)行分析,使學(xué)生深刻體會(huì)到彈力產(chǎn)生的條件是“兩物體相互接觸發(fā)生擠壓而產(chǎn)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生彈力”。而摩擦力必須是兩物體間產(chǎn)生彈力后有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。并且摩擦力也可以是使物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,如傳送帶傳送貨物。

后記

其實(shí),覺(jué)得“物理難學(xué)”、“物理學(xué)起來(lái)沒(méi)味道”的學(xué)生,其主要原因就在于概念沒(méi)有掌握好,從而影響到對(duì)整個(gè)物理知識(shí)不能融會(huì)貫通,碰到問(wèn)題就無(wú)法用物理知識(shí)去分析、解決,越學(xué)越難學(xué)。相反,如果學(xué)生對(duì)物理概念搞清楚了,對(duì)概念與概念之間的異同點(diǎn)理解清楚后,學(xué)習(xí)物理就有了厚實(shí)的基礎(chǔ),所學(xué)的物理知識(shí)就能融會(huì)貫通,解決實(shí)際問(wèn)題就會(huì)得心應(yīng)手,學(xué)習(xí)興趣就會(huì)越來(lái)越濃,也就不覺(jué)得物理難學(xué)。所以,想學(xué)好物理,必須先突破物理概念關(guān)。