提高物理概念教學(xué)實(shí)效性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情

高中物理課堂教學(xué)中，對物理概念的講解，是學(xué)生能否掌握完整的基礎(chǔ)知識，能否培養(yǎng)正確的物理思維能力的關(guān)鍵。因此，物理課堂概念教學(xué)應(yīng)當(dāng)是物理教學(xué)的落腳點(diǎn)。

筆者就粵教版高中物理3-1教材《電勢和電勢差》一節(jié)教學(xué)過程中遇到的一則案例，來說明在高中物理課堂概念教學(xué)過程中應(yīng)注意的一些問題。在課堂教學(xué)中，為了拓展電勢能和電勢的理解，我出了一道問答題：“在正電荷形成的電場中的某一點(diǎn)，正試探電荷所具有的電勢能一定大于負(fù)試探電荷所具有的電勢能。”引導(dǎo)學(xué)生分析如下：因?yàn)檎姾尚纬傻碾妶鲋懈鼽c(diǎn)的電勢都是正的，如圖1所示，在B點(diǎn)放入正點(diǎn)電荷q時(shí)，具有的電勢能EA=qφA，對正試探電荷，q>0，φA>0，故EA=qφA>0；對負(fù)試探電荷，q<0，φA>0，故EA=qφA<0；這就是所謂的“正正得正，正負(fù)得負(fù)”；同理，在負(fù)電荷形成的電荷中有“負(fù)負(fù)得正，負(fù)正得負(fù)”。

得到這樣的結(jié)論，無疑可以幫助學(xué)生快速判斷不同電性的電荷在電場中電勢能的高低，然而如果簡單的認(rèn)為只要讓學(xué)生記住這樣的結(jié)論就可以達(dá)到這節(jié)課的教學(xué)要求，那就可能大錯特錯了。

為了讓學(xué)生進(jìn)一步理解電勢電勢能的概念，我接下來提出這樣的問題：“為什么正電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢都是正的?”我隨即補(bǔ)充一句：“這里有個(gè)前提條件，規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為參考點(diǎn)(即零電勢點(diǎn))”。等學(xué)生們點(diǎn)頭表示明白之后，我又提出下面這個(gè)問題：“參考點(diǎn)的選擇原則上是任意的，如果規(guī)定的電荷所在處為參考點(diǎn)(如圖1中的B點(diǎn))，那么正電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢都是負(fù)的，正試探電荷在該電場中的某一點(diǎn)(如圖1中的A點(diǎn))的電勢能就是負(fù)的，負(fù)試探電荷所具有的電勢能反而是正的，得出的結(jié)論剛好相反。”即如果不選擇無窮遠(yuǎn)處為參考點(diǎn)時(shí)就將出現(xiàn)“正正得負(fù)，正負(fù)得正”的情況。顯然這樣的說法有道理，但同一問題不應(yīng)該有兩個(gè)不同的結(jié)論，這極大地引起了學(xué)生的探究積極性，問題出在哪里呢？為了解決這一問題，我們從最基本的出發(fā)，一步一步地來論證。

根據(jù)定義，在電場中把一個(gè)試探電荷 q從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，它的電勢能的減少 EAB加定義為在此過程中靜電場力對它作的功EAB，即：EAB= WAB，而WAB=qUAB；如果選 B點(diǎn)為參考點(diǎn)，則在電場中試探電荷q在A點(diǎn)具有的電勢能EA=qφ。即公式EA=qφ是正確的。在圖1所示中，如果規(guī)定 B點(diǎn)為參考點(diǎn)，正試探電荷在A點(diǎn)具有的電勢能EA<0，負(fù)試探電荷在A點(diǎn)具有電勢能EA>0，即“正正得負(fù)，正負(fù)得正”是可以成立的。

表面上看，因?yàn)殡妱菽艿恼?fù)表示大小，負(fù)的電勢能小于正的電勢能好象成立。但由于電勢能是電荷體系共有的，既包括產(chǎn)生電場的電荷，也包括試探電荷，“試探電荷放在電場中具有電勢能”這只是一種簡說；同時(shí)對于兩個(gè)點(diǎn)電荷間的電勢能，實(shí)際上是它們之間的相互作用能，是它們共有的，其數(shù)值是相對的。對相同的電荷體系，規(guī)定不同的參考點(diǎn)，電勢能的數(shù)值是不同的；而對于不同的電荷體系，即使規(guī)定相同的參考點(diǎn)，電勢能的數(shù)值也不一定是等價(jià)的，不一定有直接的可比性。

因此在圖1中，如果我們選擇C點(diǎn)為參考點(diǎn)，正、負(fù)試探電荷分別放于C點(diǎn)，電勢能的數(shù)值均為零，但由于試探電荷不同，組成的電荷體系也不同，電勢能的數(shù)值均為零并不能說明它們具有的電勢能相等。正如在重力場中，不同質(zhì)量的物體分別位于同一參考點(diǎn)上，它們具的重力勢能均為零，但我們不能認(rèn)為它們的重力勢能相等。只有當(dāng)選擇無窮遠(yuǎn)處為參考點(diǎn)時(shí)，對于不同的試探電荷，由公式EA=qφ計(jì)算的電勢能是等價(jià)的，可以直接進(jìn)行比較，即本文開頭的問題的結(jié)論是正確的，但由“正正得正，正負(fù)得負(fù)”來分析是有條件的。學(xué)生恍然大悟，并興奮不已。

通過這一問題的探討，對物理概念的教學(xué)，可以引發(fā)以下思考 ：

1.探究活動應(yīng)在物理課堂概念教學(xué)中得到注重

探究活動既是一種最有效的教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式，也是一種最有效的教學(xué)過程和學(xué)習(xí)過程。相比規(guī)律教學(xué)來說，概念教學(xué)的探究活動更應(yīng)注重，因?yàn)橐?guī)律教學(xué)的探究活動似乎已經(jīng)形成一套程式，比較習(xí)以為常，而概念教學(xué)的探究活動容易被忽視，往往是教師按預(yù)設(shè)的程序來介紹，同時(shí)概念教學(xué)探究活動困難也更多一些。很多時(shí)候，學(xué)生解答概念題比解答綜合題顯得更困難一些，這跟我們教師忽視概念教學(xué)的探究活動不無關(guān)系。

2.物理課堂概念教學(xué)注重物理概念的建構(gòu)過程

教師在今后的教學(xué)中更應(yīng)注重物理概念的建構(gòu)過程，注重概念的引入、形成、深化和鞏固的各個(gè)環(huán)節(jié)，從學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”出發(fā)，貼近學(xué)生的生活實(shí)際，提供豐富的感性材料，抽象出概念的本質(zhì)屬性，通過舉例、類比、歸納、引伸等手段，講清概念的內(nèi)涵、外延及與有關(guān)概念的聯(lián)系，搞清其來龍去脈、適用范圍、前提條件等，還要通過一些具體問題進(jìn)行不斷的深化和鞏固。這樣才能對概念有深刻理解，才能真正掌握概念并加以靈活運(yùn)用。

3.對物理結(jié)論的“順口溜”應(yīng)辯證的看待

我們許多老師喜歡把物理結(jié)論編成易記的口訣，如：對電路的定性分析問題編成“串反并同”，對伏安法測電阻時(shí)內(nèi)外接分別適用于測大電阻或小電阻以及測量值與真實(shí)值關(guān)系編成“分壓小，分流大”等 ，對于這些“記憶性法則”確實(shí)有它好的一面，尤其對應(yīng)試能大大提高答題的準(zhǔn)確率和解題速度，但我們認(rèn)為這類“記憶性法則”還是盡量少用，特別是對物理概念不理解、分析過程和分析方法沒掌握的情況下，單純地去講一些“記憶性法則”是毫無意義的，比如知道“串反并同”而不會進(jìn)行電路的定性分析，即使做對題目，除了應(yīng)試作用以外，對培養(yǎng)創(chuàng)新人才是毫無用處的。

（作者單位：廣東省惠州市第四中學(xué)）