在教學大改革的今天重申物理概念的重要性

中圖分類號：O4-33 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)11-0199-02

當今的物理教學面臨大改革，一方面教學變得生動形象，變得“活”了起來，這是很好的現象；可另一方面，教學的過度“花樣化”使得物理概念變得淡薄，本末倒置，因此有必要在教學大改革的今天重申物理概念的重要性。

學好物理概念是掌握物理定理、定律和理論的基礎。教師正確地講清物理概念， 使學生正確掌握物理概念的本質意義， 是培養學生邏輯思維和學好物理的關鍵。物理概念反映物理現象的本質， 是物理知識的基本組成部分。學習物理， 首先接觸的就是物理概念。有些概念是貫穿全章教材的基礎知識， 有些概念是教學的重點和難點， 有的概念是學習和掌握整個物理學的基礎。使學生深入理解物理概念和掌握物理概念， 是中學物理教學的根本問題。那么， 在物理新課程的教學中怎樣才能使學生形成正確的物理概念呢?

1 從現象到本質認識物理概念

從感性認識入手， 分析典型的物理現象， 抓住其本質特征及其產生條件， 把物理概念的本質講清楚。物理概念是用來表征物質的屬性和描述物體的運動狀態的， 是由物理現象抽象和概括出來的。在物理教學中要使學生形成正的確物理概念， 必須根據中學生的年齡特點和認知水平， 從感性認識出發， 盡可能地從具體事物、事例、演示或實驗入手， 使學生獲得清晰的印象， 然后通過教師的解剖分析， 揭露現象的本質， 使學生從生動的感性認識過渡到抽象的理性認識，排除非本質的因素， 抓住其本質特征，形成正確的物理概念。

例如， 給初中學生講導體的電阻這一概念時， 要抓住電阻是表征導體對所通過的電流有“阻礙作用” 這一本質的東西，從兩個實驗出發， 讓學生獲得深刻的印象，建立生動的感性認識。首先， 從實驗得到：“當對同一導體， 改變其兩端電壓時， 電流也相應成比例地變化”這一典型物理現象， 得出電壓U 與電流強度I之比等于一個恒量。而這個恒量， 就表征導體的一種物理性質，即：這個比值所反映的就是導體對電流的阻礙作用。我們用電阻這個物理量來描述它， 從而得出結論：電阻R是表征導體對電流的阻礙作用的物理量。它的大小可用公式“R=UI”來表示。這就必然得出導體的電阻是導體本身的物理性質所決定的， 對同一導體不管電壓和電流強度的數值如何， 電阻的大小總是不變的， 同時也就搞清了學生思想中的一個錯誤印象“導體的電阻決定于電壓和電流強度” 。最后再從分子運動論的角度， 深入淺出的解釋一下導體產生電阻的原因， 進一步揭露出事物的本質特征。

再如， 高中講力的概念時， 抓住力就是“作用” 這個本質的東西。從生活中常接觸和熟悉的典型物理現象出發， 如馬拉車、人舉重、吊車提貨等等， 由拉、舉、提來析分“施力” 與“受力” 兩方面因素， 抓住物體間的作用總是“相互” 的這一基本特征， 抽象出力的概念。另外還要抓住產生“作用”的條件， 也就是施力者和受力者必須通過“接觸”（這里指接觸力），才能體現作用的效果， 進而加深理解“力是物體對物休的作用” 。這就防止學生到“物體間的作用” 之外去尋找力， 也將避免脫離物體的作用， 憑空想象出什么“力” 來。物理概念的建立， 是一個邏輯思維的過程。在感性認識的基礎上， 抓住物理現象的本質特征， 經過深入地分析和綜合， 能更好地培養學生分析問題的能力。通過抽象概括認識物理現象的本質屬性， 這也能很好地培養學生的推理能力和想象能力。這樣， 既突出了對基礎知識的教學， 又體現了對學生能力的培養。這樣， 才能使學生正確理解物理概念的實質， 掌握概念的本質含義， 明確其產生條件及適應范圍， 不至被一些非本質的東西所迷惑。

2 抓住物理概念的內在聯系， 在舊概念的基礎上講解新概念

自然界中， 各種自然現象都是互相聯系和互相制約的， 物理量之間也必然存在著內在聯系， 因而在教學中， 教師要抓住這種聯系， 在舊概念的基礎上講解新概念， 從學生已有的知識中引出新的知識， 把內在聯系自然地串聯起來， 課堂不死板也不生硬，這不僅對新知識易于理解， 同時也鞏固了已學知識。

例如， 講加速度時， 可先復習速度的概念， 過度到速度的變化進而講授單位時間的速度變化，最后得出加速度的概念。在講授時， 要注意形成概念的循序漸進性， 在復習速度的概念時， 要明確速度是描述作變速運動物體的運動狀態， 表示運動快慢程度的物理量。可以看出這里面就包含有對比的因素， 也就是說比較不同的運動物體， 其運動快慢程度不同， 比較同一個物體在不同時刻， 其運動快慢程度也不同， 這就揭示出做變速運動物體速度的變化， 這里邊就隱含了加速度的一個重要因素， 即“速度的改變”。要明確指出， 加速度不是速度， 也不是速度的改變， 而是描述速度改變的快慢的物理量。這樣既抓住了加速度的實質， 又從它們的內在聯系上講清了區別。這樣做不但復習了已經學過的概念， 而且在舊概念的基礎上引出了新概念， 同時也可以防止學生的一個錯誤認識： 加速度就是“增加出來的速度”等等。

3 概念的定義必須簡練、確切， 科學性嚴密、邏輯性強

物理概念是從物理現象中抽象出來， 是經過分析、推理而得出來的， 是理性認識的探化。它不再是簡單的感性認識， 而是事物本質在人們頭腦里的反映。本質的東西在描述時要求科學上嚴密， 講述要符合邏輯，語言表達要簡練、確切。要在學生頭腦里形成正確的物理概念， 教師必須按物理學要求正確地講授。例如： 在正確地表述了電勢的概念以后， 要比較兩點電勢的高或低， 就不能用“大”或“小” 來描述， 否則就會使學生對電勢零點的選擇、電勢的正或負產生模糊的認識。同理， 在比較電壓的高低時， 也不能用“電壓大” 或“電壓小” 來區分， 否則在科學上是不嚴密的。

如果在教學中由于教師講述的錯誤， 而導致在學生頭腦中形成錯誤印象， 這是極難糾正的， 甚至有的學生將會把錯誤的認識“攜帶終生” 。有一些因為講述時邏輯上的混亂， 會造成學生認識和學習的困難。這不能不說是教師工作的失誤。（新課程更要求我們不要誤人子弟啊！）

例如： 有的學生認為“物體受力越大，其速度就越大”， 這種錯誤認識， 一方面受生活的經驗片面性認識的影響， 邏輯關系沒搞明確， 另一方面， 教師在課堂上強調得不夠， 不注意糾正由于生活經驗和物理概念的不一致， 造成對物理概念理解的錯誤。再者，還由于忽略邏輯關系的闡述所致。我們說， 物體受力大加速度不一定大， 而物體的運動速度就更不一定大， 關鍵是把它們之間的邏輯關系搞清楚， 明確力、速度和加速度三者間的本質區別和聯系。力是產生加速度的原因， 而且是合力不為零。 力不是生產速度的原因， 受一個很大力的作用， 加速度不為零，物體速度等于零的例子也不是沒有。諸如“力是物體運動的原因”， “物休因為受力作用的結果才具有速度” 等等， 這些錯誤認識， 在教學中都要注意防止。

另外，生活中的概念往往影響物理概念的正確建立， 例如： “工作” 一詞與物理中的“功” 具有不同的意義， “鐵比木頭重”的“重” 字， 在建立物理模型時要理解成比重， 而生活中沒有提到“單位體積” 的問題。類似的情況還有， 在教學中要注意區別。

4 講清物理概念必須闡明它的物理意義

實踐證明， 學生在學習過程中， 只有對理解了的東西， 才能牢固地掌握。所以在理解物理概念， 尤其是引入物理量時， 必須講清它的物理意義。例如:學生對電場及電場強度E這一物理量， 不容易理解和掌握。要講清電場強度E， 就必須明確其物理意義。首先， 要讓學生認識到帶電體周圍存在著電場， 而用電場強度E來描述電場的力的性質。電場的這種性質又是通過放到場中電荷受到力的作用而表現出來的。為了研究電場的這種性質， 引入一個“檢驗電荷q”， 這個“檢驗電荷q” 在電場中不同的位置所受的力（即電場力F）的大小不同， 在電場中每一確定位置所受的力的大小與其所帶的電量總是成正比的。即電場力F 與q之比等于一個恒量。q在場中不同位置， 這個恒量是不同的， 這個恒量就能表征電場中各點的力的性質。我們把它叫做“電場強度”用字母E來表征，且E=Fq。這就說明了電場強度的意義。但這還不夠， 為了深入理解某一點電場強度的本質意義， 還必須交待清楚三個問題： 其一， 電場強度E與檢驗電荷的有或無無關；其二， 電場強度E 又與檢驗電荷q所帶電量的多或少無關；其三， 電場強度E 與檢驗電荷q在電場中所受的電場力F 的大小無關。這些問題的提出會引起學生認識的迷惑， 但經過教師的細致分析， 交待清楚電場力F 和檢驗電荷q的引入只是為了測定電場強度，并且它們僅僅能確定電場的存在， 而不能決定電場的性質。其性質為電場自身所固有。進一步指出， 電場力與檢驗電荷電量的比值E， 僅與檢驗電荷在電場中的位置有關。它反映了電場的性質。這就把“E是描述電場中某一點的性質的物理量” 的意義講清楚了。這樣就可以避免學生的錯誤認識： 即“沒有檢驗電荷， 電場強度就等子零” 、“電場強度決定于檢驗電荷所受的電場力和檢驗電荷的電量” 等等。

講授物理概念， 要求學生牢記、掌握。因而必須以理解為前提。教學中為防止學生不理解其意義死記硬背， 要求教師講授要富有啟發性， 重視思維的啟發和邏輯的分析， 不要背誦式的重復課本中的話。在給概念下定義時， 不要用同樣的話把概念解釋兩遍， 也不要老是背定義， 要著重物理意義的解剖和本質特征的“揭露”， 深入淺出地交待明白。只有這樣，才能使學生在頭腦中形成正確的物理概念。

5 通過對物理概念的對比， 講清它們的區別和聯系

在物理教學中， 雖然有些物理概念看起來很相似， 但其意義卻有本質的不同， 教學中通過對比的方法， 講解這些概念， 讓學生認清它的區別和聯系， 這對幫助學生理解和掌握這些概念有很大的作用， 如： 作用力和反作用力， 速度、速度的變化和加速度， 運動方向和加速度方向， 力的本質和力的效果、 功和能、 電勢和路端電壓等等。

例如： 學生對“電勢” 、“電動勢” 和“路端電壓” 這幾個概念常常混淆不清， 當用對比的方法加以區別時， 就便于掌握。

當講“電勢差” 時， 先可以和“電勢”進行對比， 說明“電勢差” 表征在電場中兩點間的性質，它在數值上等于一個單位正電荷在這兩點移動時電場力所做的功， 且與零點的選擇無關。而“電勢” 則表示電場中某一點的性質， 取決于零點的選擇。這兩者之間的聯系是， 電場中某一點的電勢就是這一點跟零電勢點的電勢差： 如果規定電場中某一點的電勢為零， 則其它點對這個規定點的電勢差就分別等于它們的電勢的數值。

當講到“電動勢” 時， 就可以把它跟電勢差進行對比， 在物理意義上的不同點是：“電動勢” 是表征電源產生電能的本性的物理量， 而“電勢差（電壓）” 是表征電路上通過電量時消耗電能多少的物理量。另外在它們的定義上的不同點： “電動勢” 是電源中非靜電力移送電荷所做的功和被移送電荷之比。而“電勢差” 是電場中在電場力的作用下在兩點間移送電荷所做功和被移送電荷之比。著重突出非靜電力移送電荷做功要產生電能， 是在電源內進行的。而電場力移送電荷做功要消耗電能， 這個過程是在內、外電路迸行的。“電動勢” 和“路端電壓” 部分學生很不容易區別開， 這可以先通過實驗加以區別，后講明它們的區別和聯系， 即： 第一、當外電路斷開時， 路端電壓等于電源電功勢；第二、當外電路接通時， 路端電壓等于電路中的總電動勢減去內電壓； 第三、當外電路短路時， 路端電壓等于零， 但不允許這樣做。

總之，在實施新課程的過程中物理教師在抓基礎知識和基本技能教學的同時， 必須重視學生物理概念的建立： 物理概念建立的正確與否將影響整個物理學的學習， 切不可等閑視之。