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物理概念教學的思考

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物理概念教學的思考

學習物理的首要問題是要弄清物理學中的基本概念。

所謂物理概念,就是反映物理現象和物理過程本身屬性的一種抽象,是在大量觀察、實驗的基礎上,運用邏輯思維方法,把一些事物本質的、共同的特征集中起來加以概括而形成的,中學物理中涉及的物理概念約有400多個。物理概念主要分兩大類:具體概念和抽象概念,具體概念是以物理現象為基礎而概括、抽象出的概念,比如力、速度、加速度、折射率、衰變等等,這類概念占全部物理概念中較大比例;抽象概念是以物理現象和物理過程的理性認識為基礎建立起來的概念比如能、場、質點、光的波粒二象性等。如果從定性、定量的角度看,這些概念又可分為定性概念和定量概念。定性概念是定性反映物理現象和過程的本質屬性的概念,比如機械運動、失重、幹涉、變壓器等等,一般用文字來定義;定量概念是定量反映物理現象和過程的本質屬性的概念,比如速度、電場強度、電勢等等,這類概念通常又被稱為物理量,可以用數學語言來表達。

學生形成物理概念的過程分為四個階段:感知、概括、理解和運用。以下談自己的一點看法。

一、感知:

感知指充分利用多種手段,創設物理情境,展現被研究的物理現象,讓學生獲得充足的物理感性認識,這一步對建立概念非常重要。

1、利用物理實驗創設物理情境。比如要學習共振、自感這兩個概念,可以通過演示實驗讓學生形象了解什麼是共振和自感現象。

2、利用學生自身的生活經驗創設物理情境。比如在學習慣性概念時,可以讓學生談一談自己坐車時在汽車啟動和停車時的感受,通過回憶自己的親身感受建立慣性的概念。

3、充分利用現代教學技術創設物理情境。對一些不便于通過實驗創設情境并且學生又沒有體驗的,可以利用圖片、視頻、模拟實驗來創設物理情境。如在學習同步衛星、核能這兩個概念時就可以通過模拟實驗來創設物理情境。

二、概括

1、教給學生建立概念的方法。

①排除次要因素,抓住主要因素的理想模型法。高中物理建立了很多理想模型,理想模型包括兩大類:實體模型比如質點、點電荷、勻強電場、理想氣體、單擺等等,過程模型比如勻速直線運動、平抛運動、簡諧運動等等。當學生真正理解了建立物理模型的方法後,在處理實際問題時,就會應用建模的思想找到解決的思路。

②比值法。比值法是我們定義物理量的常用方法。比如,在“電場強度”概念教學時,教師可以通過設問:“對試探電荷q而言,它在電場中某點受到的電場力F跟電量q有什麼關系?它受到的電場力F跟電量q之比(F/q)有什麼特點?不同的試探電荷在同一點的F/q 值是否相同?同一試探電荷在電場中不同一點的F/q 值是否相同?這表明了什麼?”這樣,在教師設問的引導下,由淺入深地分析物理現象,并通過思考、交流、讨論等方式,使學生逐步認識到F/q值的共同屬性和本質特征,進而形成電場強度的概念。

③類比法。類比法是我們根據熟悉的物理量通過類比定義相似物理量的方法。比如在學習振動圖象與波動圖象時,可以用“實況錄像”與“集體照片”進行形象類比;再比如學習了電場強度後,為加深對比值法定義的理解,可以提出這樣一個問題:在重力場中如果定義一個類似電場強度的量——重力場強度,應當如何定義?

2、突出概念的關鍵特征。比如在講摩擦力概念時,要抓住“相對運動”這一關鍵特征;再比如,在學習加速度概念時,一定要讓學生比較“速度變化相同而所用時間不同”與“速度變化不同而所用時間相同”兩種情況,從中逐步理解“速度變化有快慢之分”、“加速度是描述速度變化快慢的物理量”這一本質的物理意義。隻要學生抓住了關鍵特征,在運用時就不會再出錯。

三、理解

1、講清概念的内涵和外延

物理概念的内涵主要是指它反映的是哪一類客觀事物的哪些本質屬性,它是如何定義的,物理意義是什麼;其外延主要是指該概念的适用範圍和條件。比如學習質點概念時,要讓學生理解實際物體抽象成質點的條件;學習折射率概念時,必須讓學生知道隻有在光從真空射入介質時,入射角和折射角的正弦之比才叫做這種介質的折射率,因為折射率總是大于1的。

2、引導區分易混淆的概念

在學習新概念時,及時引導學生把易混概念進行比較,是深化理解概念、完善學生知識結構的好方法。比如,學習了磁感線後,可以和電場線進行對比,明确二者的相同點都是形象描述場的一種手段,不存在,不相交,其疏密和方向可以形象反映場的強弱和方向;而不同點在于,電場線是不閉合的,而磁感線是閉合的。學習了電勢概念後,可以和電場強度進行對比,弄清二者的區别與聯系,這對于電場這一章非常重要。

四、運用

1、設計思考題引導學生進行思考、讨論、交流,進一步領悟概念的實質。

比如對加速度概念,我們可以設計以下問題:

加速度就是增加的速度。

加速度增大,速度一定增加;加速度減小,速度一定減小。

加速度為零,速度一定為零。

加速度為正值,速度一定增加

…… ……

2、應用概念分析實際問題。

比如在講清慣性概念之後,讓學生回答并解釋這樣一個問 題:一個人站在做勻速直線運動的火車裡,如果豎直向上跳起,是落回車廂原處,還是落到原處的後面?在概念的運用中,深化對概念的理解。  

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