柯瑤

摘 要：從有效提問(wèn)、巧做實(shí)驗(yàn)、提供實(shí)例、善于類比4個(gè)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(wèn)；巧做實(shí)驗(yàn)；提供實(shí)例；善于類比

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shí)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(jìn)行物理科學(xué)方法培養(yǎng)的媒體，是解決物理問(wèn)題的核心。物理概念是整個(gè)物理知識(shí)體系的支撐點(diǎn)，沒(méi)有科學(xué)的物理概念，就無(wú)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(duì)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(duì)培養(yǎng)學(xué)生在生活中應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力等方面具有重要意義。在現(xiàn)實(shí)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(jué)物理難學(xué)，也集中反映在物理概念難學(xué)。如何進(jìn)行物理概念有效教學(xué)，是許多老師在教學(xué)過(guò)程中面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。下面是筆者在物理概念有效教學(xué)實(shí)踐中的一些嘗試，愿與同行們分享。

1 有效提問(wèn)

教學(xué)的過(guò)程實(shí)際是提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。課堂提問(wèn)是老師在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常采用的一種重要手段。孔子說(shuō)過(guò)“不憤不啟，不悱不發(fā)”，課堂提問(wèn)對(duì)于開(kāi)啟學(xué)生心智，促進(jìn)學(xué)生思維，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)具有重要的意義。一些有價(jià)值的問(wèn)題能夠?yàn)閷W(xué)生認(rèn)識(shí)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(guò)程中少走彎路，使物理概念教學(xué)更簡(jiǎn)捷有效。

“加速度”是學(xué)生進(jìn)入高中以后學(xué)到的第一個(gè)較難理解的概念。加速度概念的引入，是課堂教學(xué)的難點(diǎn)之一。在教學(xué)時(shí)筆者會(huì)先播放一段“摩托車、汽車、飛機(jī)”從靜止開(kāi)始啟動(dòng)的比賽視頻。視頻的內(nèi)容是剛開(kāi)始摩托車跑到了最前面，后來(lái)飛機(jī)飛在了最前面。隨后筆者會(huì)問(wèn)學(xué)生這樣幾個(gè)問(wèn)題，問(wèn)題1：三者誰(shuí)快？（學(xué)生異口同聲地回答：飛機(jī)快。）問(wèn)題2：那為什么摩托車在一開(kāi)始時(shí)會(huì)跑到最前面呢？（此時(shí)，大部分學(xué)生陷入了矛盾沖突之中，少部分學(xué)生會(huì)改口回答：摩托車運(yùn)動(dòng)得快，但會(huì)流露出似乎有些地方又不妥的表情。）問(wèn)題3：我們用什么物理量表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢？（速度的概念學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)過(guò)，所以學(xué)生會(huì)回答：速度，并且學(xué)生堅(jiān)信飛機(jī)速度最大、運(yùn)動(dòng)最快。）問(wèn)題4：摩托車一開(kāi)始跑到了前面，又是什么快呢？（這時(shí)一部分同學(xué)會(huì)說(shuō)：摩托車起步快；還有同學(xué)說(shuō)：摩托車啟動(dòng)快；也有一部分同學(xué)說(shuō)：摩托車速度變化快。）其實(shí)，這些說(shuō)法都是生活化的語(yǔ)言，學(xué)生聽(tīng)過(guò)，甚至經(jīng)常聽(tīng)到，但他們未必知道其中的含義。此時(shí)，筆者再引導(dǎo)學(xué)生把這些說(shuō)法統(tǒng)一為摩托車起步時(shí)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(gè)概念。筆者在教學(xué)時(shí)先把表1展示給學(xué)生。

緊接著筆者又會(huì)問(wèn)學(xué)生這樣幾個(gè)問(wèn)題，問(wèn)題1：誰(shuí)高？（學(xué)生回答：大李。）問(wèn)題2：誰(shuí)的身高增加得多？（學(xué)生回答：一樣多，都增加了15厘米。）問(wèn)題3：誰(shuí)的身高增加得快？（學(xué)生回答：小明。）問(wèn)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(shí)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(jiàn)，通過(guò)以上提問(wèn)學(xué)生已經(jīng)能夠認(rèn)識(shí)到變化的多少與變化的快慢的區(qū)別，并且潛意識(shí)里也已經(jīng)知道變化的快慢應(yīng)該如何計(jì)算。此時(shí)再提出：我們?cè)撊绾蚊枋鏊俣茸兓目炻?？“加速度”的概念自然水到渠成?/p>

2 巧做實(shí)驗(yàn)

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基本研究方法，能形象、直觀地反映物理過(guò)程，體現(xiàn)物理規(guī)律。實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)驗(yàn)，但我們還應(yīng)該盡量用日常生活能夠獲得的器材開(kāi)發(fā)出一些小實(shí)驗(yàn)。這些小實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)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(jìn)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(guó)物理教學(xué)的實(shí)施方式，學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理概念以前實(shí)際上已經(jīng)在初中就對(duì)相關(guān)物理概念有了初步的學(xué)習(xí)，但學(xué)生對(duì)于有些概念的理解很淺顯，很不全面，甚至是錯(cuò)誤的。通過(guò)平時(shí)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(huì)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(shí)，很有必要先幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變?cè)械哪切┎蝗嫔踔潦清e(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。

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(shí)候就直接說(shuō)導(dǎo)線上沒(méi)有電阻。這樣學(xué)生就有了“導(dǎo)線上沒(méi)有電阻”這樣一個(gè)前概念。雖然在選修3-1中單獨(dú)有一節(jié)介紹導(dǎo)體的電阻，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)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(jìn)行探究，學(xué)生對(duì)“導(dǎo)體的電阻”這一概念完全是一種被動(dòng)接受。這種被動(dòng)接受雖然絲毫不影響學(xué)生對(duì)導(dǎo)體電阻的計(jì)算，但當(dāng)講授《電能的輸送》這一節(jié)時(shí)，學(xué)生卻很難理解輸電線的電阻會(huì)對(duì)電能的輸送產(chǎn)生較大的影響，在相關(guān)的計(jì)算中也經(jīng)常會(huì)忽略輸電線上損失的電能。為此，在講這節(jié)課之前筆者會(huì)給學(xué)生演示如下實(shí)驗(yàn)：將同一個(gè)燈泡接在同一節(jié)干電池上，但第一次用長(zhǎng)約20厘米的漆包線連接，第二次用長(zhǎng)約4米的漆包線連接。讓學(xué)生來(lái)觀察前后兩次小燈泡的亮度情況。實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單，但效果很明顯，老師無(wú)需多言，學(xué)生自己就能解釋是因?yàn)閷?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(lái)不提“電源內(nèi)阻”。所以，當(dāng)我們?cè)诮o學(xué)生講授“閉合電路的歐姆定律”時(shí)，學(xué)生對(duì)于“電源內(nèi)阻”一時(shí)半會(huì)很難接受。實(shí)際上，有相當(dāng)一部分學(xué)生即使到了高三，尤其是分析動(dòng)態(tài)電路時(shí)，還經(jīng)常會(huì)因?yàn)槲纯紤]電源內(nèi)阻而導(dǎo)致解答錯(cuò)誤。為此，筆者是這樣進(jìn)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(wèn)：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(huì)怎樣？學(xué)生肯定會(huì)說(shuō)小燈泡變得比原來(lái)更亮，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果是小燈泡變得更暗了。這種讓人意想不到的實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(gè)物理概念。在“失重”教學(xué)過(guò)程中，筆者進(jìn)行了如下的嘗試：一個(gè)去了蓋的礦泉水瓶子，底部戳一個(gè)小洞，裝滿水，在水的壓強(qiáng)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(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)水不會(huì)從小洞中流出，手接住礦泉水瓶，這時(shí)又會(huì)有水從小洞中流出形成水流。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)?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(huì)再錯(cuò)誤地認(rèn)為“失重現(xiàn)象”只發(fā)生在航天器中。隨后又問(wèn)：猜想一下瓶子上拋的過(guò)程，瓶中的水失重么？瓶子斜拋、平拋的過(guò)程呢？雖然仍會(huì)有不少學(xué)生答錯(cuò)，但經(jīng)過(guò)對(duì)上述過(guò)程逐一實(shí)驗(yàn)演示與講解，答錯(cuò)的同學(xué)會(huì)越來(lái)越少，學(xué)生對(duì)于“失重”概念的理解會(huì)更加透徹。

3 提供實(shí)例

物理來(lái)源于生活，我們?cè)诮虒W(xué)物理概念時(shí)如果能夠從生活實(shí)例出發(fā)，在學(xué)生原有的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)，往往會(huì)有事半功倍的效果。

人教版《物理必修2》中《圓周運(yùn)動(dòng)》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(diǎn)是對(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量的理解，難點(diǎn)是比較勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法。在本節(jié)課的具體教學(xué)實(shí)施中，筆者是這樣來(lái)凸出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)的。

3.1 問(wèn)題引入

給學(xué)生展示如下運(yùn)動(dòng)情境：唱片上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，電風(fēng)扇葉片上某點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線拉著小球在豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，鐘表指針上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。讓學(xué)生感受到圓周運(yùn)動(dòng)是我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ?jiàn)的一種運(yùn)動(dòng)形式。

3.2 問(wèn)題探究——如何比較勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢

（1）把一輛準(zhǔn)備好的自行車倒置在講臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)與小齒輪邊緣一點(diǎn)，誰(shuí)運(yùn)動(dòng)得快？

剛開(kāi)始，學(xué)生的答案不統(tǒng)一，理由含糊不清，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的討論，全班的觀點(diǎn)大致歸為兩種。

觀點(diǎn)1：兩者運(yùn)動(dòng)一樣快，理由是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板發(fā)現(xiàn)，在一段時(shí)間內(nèi)兩點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等。

觀點(diǎn)2：小齒輪邊緣一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快，理由是在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)剛滿一圈時(shí)，小齒輪已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)好幾圈。

對(duì)于這兩種觀點(diǎn)，筆者沒(méi)有給出任何評(píng)價(jià)，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(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(bǔ)充與強(qiáng)調(diào)就可以了。

（2）又問(wèn)：自行車小齒輪邊緣一點(diǎn)與后輪邊緣一點(diǎn)，誰(shuí)轉(zhuǎn)動(dòng)得快？

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

（3）總結(jié)如下結(jié)論：同一轉(zhuǎn)動(dòng)各輪邊緣上各點(diǎn)的線速度相同；同一轉(zhuǎn)軸各輪上每點(diǎn)的角速度相同。對(duì)于這兩個(gè)結(jié)論，其實(shí)學(xué)生是很好理解的，因?yàn)閷W(xué)生早就有了生活上的感觸，在回答前兩個(gè)問(wèn)題時(shí)就已經(jīng)提及。

3.3 解決實(shí)際問(wèn)題

最后，筆者又給學(xué)生提了一個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)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(wèn)題的難度，設(shè)置了如下三個(gè)小問(wèn)題：（1）要測(cè)量哪些物理量？（2）寫出自行車正常行駛的速度與測(cè)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(shuō)過(guò)：“類比法在提出線索或假說(shuō)，以及幫助理解無(wú)法看到的現(xiàn)象和情況方面有著十分可貴的作用。”學(xué)生在學(xué)習(xí)一些比較抽象的概念時(shí)，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(jué)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(dòng)勢(shì)時(shí)，我們可以拿抽水機(jī)來(lái)進(jìn)行如下類比（如圖1所示）。

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

參考文獻(xiàn)：

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