物理概念教學模式探討

摘要: 本文總結出四種中學物理概念教學模式，就教師如何在教育教學中將抽象問題形象化，培養學生思維等問題進行了探討。

關鍵詞: 物理概念教學模式

物理概念是物理現象、物理過程的概括化和抽象化的思維形式，又是物理學習和物理思維的基本單位，是物理基礎知識最重要的內容。物理概念形成的教學過程，是以教材為基礎、學生為主體、教師為主導的復雜過程，可歸納為:感知活動(提出問題、導讀教材、觀察實驗)→構建結構(概念、數學、知識結構)→掌握方法(邏輯法、分析法等)→鞏固深化(概念拓展、方法應用、能力遷移)→評價反饋(課堂、課后、階段)。

1.“演示實驗—歸納”模式

教師引導學生仔細觀察實驗，分析影響實驗結果的各種因素，從實驗現象中歸納事物的特征，找到物理現象中的規律，形成概念，以此發展為對客觀世界的認識，是物理科學研究的基本方法。該教學過程設計是:提出問題→設計實驗→進行實驗→分析實驗→定義概念→概念運用。

如:“壓強”概念的教學設計。我先放一段影片——在沼澤地中，一個人陷入其中，越掙扎越陷得深;另一人同樣陷入其中，因迅速趴下，慢慢移動身體，終于脫離險境。根據影片我向學生提出問題:體重差不多的兩個人，在沼澤中遇險，為什么后者能夠脫險?根據是什么?在學生判斷后者受力面積較大的基礎上，我拿出裝有沙子的大容器和四腳為釘子的小桌子，問學生該如何驗證剛才的判斷。我先做桌子四腳在下的實驗，桌子陷了下去;再將桌子翻過來，做桌面在下的實驗，桌子幾乎沒有下陷。我再問學生:桌面在下時，能否使桌子陷得深些?學生答:加力。于是我加上一個大砝碼，看到確實有效。由此確定:物體對支持面的作用效果決定于兩個方面——壓力大小和接觸面的大小。壓力越大，作用效果越明顯;接觸面積越小，作用效果越明顯。由此我導出了壓強定義式P=F/S和壓強概念。最后我讓學生舉例說明壓強概念在實際生活中的應用:滑雪板、載重汽車輪胎、坦克履帶、紙邊割手、刀具等。

2.“理想實驗—探究”模式

該模式是在實際實驗的基礎上，排除實際實驗中影響物理過程的諸多次要因素后實現“理想實驗”，通過理想實驗分析物理現象，歸納出事物的本質，以此獲得新的物理概念。這是探究新的事物、構建物理概念的過程中形成的一種科學方法，也是高中物理教學的重要內容。該教學過程設計是:提出問題→理想實驗→分析、推理、歸納→得出概念。

如:“力是改變物體運動狀態的原因”概念的教學設計。我先向學生提出問題:“力是維持物體運動的原因嗎?”接著我引導學生做“伽利略理想實驗”。我先讓學生將小球沿一個斜面從靜止滾下來，小球將滾上另一個斜面。若沒有摩擦，小球將上升到原來的高度。若減小第二個斜面的傾角，小球在第二個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程。我繼續減小第二個斜面的傾角，使它最終成為水平面，小球則永遠達不到原來的高度，又沒有使其減速的原因或加速的原因，那么小球應該在這個水平面上做勻速直線運動了。由此得出結論:力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因。在完成伽利略理想實驗后，我舉了幾個實例，讓學生試著回答，如:“為什么靜止物體不推不動?”“在桌面上滑行的物體最后都要停下來?”以此引導他們分析原因——阻力的存在，以鞏固概念。

3.“問題—推理”模式

“實踐—認識—再實踐—再認識……”，這是認識論的基本規律。隨著對物理知識學習的深入，新的問題不斷出現，運用過去所學的知識，通過分析綜合、邏輯推理、發展舊概念、得到新概念，這是探尋客觀世界的一種方法，也是人們對周圍世界認識的一條途徑。訓練學生熟悉這種思維方式，是很重要的。該教學過程設計為:提出問題→分析、歸納特征→表達式及概念。如教師可在電動勢、電場、靜電屏蔽等概念的教學中用此模式。

4.“人文”模式

教師可通過對科學史史料的運用，帶領學生了解物理概念的建立過程，理解有關概念深刻內涵和特點，從而掌握概念。物理概念是物理學家早已建立起來的，中學生學習物理概念不可能與當初物理學家那樣去經歷那么多的坎坷和挫折，但是為幫助他們建立科學的世界觀和方法論，教師在適當的時候將一些歷史告訴他們，卻是很必要的。教師應讓學生為科學家的失敗而嘆息，為科學家找到光明而欣慰，使學生了解科學家勞動的艱辛，理解正確的科學觀念和方法論之重要。這樣可以提高學生學習物理的興趣，使其懂得真理的追求是無止境的，正如偉大的物理學家牛頓所說:“……在我看來，我不過像一個在海濱玩耍的孩子，為時而發現一塊比平常光滑的石子或美麗的貝殼而感到高興。”該教學過程設計為:提出問題→歷史材料及實驗再現→歸納總結→得出概念。

如:“感應電流產生的條件”概念的教學設計。

提出問題:“奧斯特實驗”指出“電能生磁”，那么，“磁”能否生“電”呢?

史料和實驗再現:1824年，法拉第開始系統地實驗探索。法拉第用一塊強磁鐵放在導線旁邊，認為會在導線中感應出電流來，他認為只要磁場存在，就能使導線“感應”出電流來，結果“檢流計”的指針紋絲不動。1825年，法拉第又將兩根導線并排放置，在其中一根導線中通入強電流，仍然沒有發現導線中有感應電流出現。后來他又用導線繞成線圈代替磁鐵，希望能用更強的磁場感應出電流來，結果還是什么也沒發現。1831年4月，法拉第做了一個鐵環，在鐵環的左半邊繞制了三個大線圈，連接在“檢流計”上;右半邊繞了一個大線圈，當他把右邊的線圈接到用100伏大電池結成的“大電堆”上時，發現“檢流計”的指針動了。法拉第非常興奮，再一看，指針又不動了，而線圈仍然和“電堆”相連接。這是為什么?指針應該一直指向一邊呀。于是他又把線圈和“電堆”斷開，發現指針又動了，而且是反向偏轉，接著回到零點。法拉第認為導線太長，把感應電流消耗了，使導線中感應電流不能持續存在，于是他把導線縮短，但結果還是如此。他又把鐵環變成銅環、木環和紙環時，現象依然如故。1831年10月17日，法拉第用紙做了一個大圓筒，其上繞了8層線圈，串聯后接到“檢流計”上。然后他將一根條形磁鐵迅速插入線圈筒中，“檢流計”的指針動了。他終于證明了“磁”生“電”(邊講邊做實驗)。

歸納總結、得結論:感應電流的產生是一個動力學過程，它并不取決于磁場的強弱，而是靠磁鐵的移動或電流的變化，即穿過閉合電路的磁通量發生了變化，“磁”才能生“電”。

物理學家勞厄說:“重要的不是獲得知識，而是發展思維能力，教育無非是一切已學的東西都遺忘掉的時候所剩下的東西。”物理學作為一門發展最早、基礎性最強、影響最大的自然科學，在物理思想、方法、理論等方面都閃爍著人文精神的光輝。物理概念又是物理學中最為重要的，所以中學物理教師在教學過程中重視概念教學，給學生構建正確的物理概念形成過程十分必要。

參考文獻:

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