丁義軍
高中物理教學中,使學生形成概念,掌握規律,并使他們的認識能力在形成概念、掌握規律的過程中得到充分發展,是高中物理教學的核心問題.物理概念教學的效果如何,直接關系到學生對于物理知識的認知程度,進而影響到學生整體知識網絡的構建與拓展,可以說學好物理概念是學好物理的關鍵.
物理概念是大量物理現象的高度科學抽象,它超脫了現象而說明事物的本質.而且有些概念本身就抽象,在這些概念的基礎之上又定義新的物理量,使的新的物理量更加抽象,和學生的實際生活體驗遠遠的脫離,無法直接感知,于是學生學起來感到異常的困難,產生畏懼心理.平時的教學過程中出現這一現象:一些學生對概念的文字背的滾瓜爛熟,但是不能真正的理解概念的所反映的本質.
教學中如何提高概念教學效率呢?筆者認為可以從以下幾方面探討.
一、重視概念的引入過程
物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質特征在人們頭腦中的反映,是物理事物的抽象.任何一個物理概念的出現都不是可有可無的,都是對客觀事物本質屬性的抽象,而中學生的生理和心理條件決定了其抽象能力的缺失,因此教師要在形成概念前使學生獲得十分豐富的、有助于形成這個概念的感性材料,使學生認識引入此概念的必要,從感性認識上升到理性認識,在認識上產生飛躍.
例如,對質點概念的引入,通過舉例在研究雄鷹的飛翔時,要求學生想方設法描述雄鷹的運動,讓學生感到心有余而力不足,然后同學生一起找出“困難、麻煩”所在,即雄鷹有一定的大小和形狀造成了其各個部分運動情況不同.再引導學生想辦法忽略物體的形狀和大小,從而順其自然的引入了質點的概念.
二、細化概念的知識點
一般情況下,可以從以下幾點細化一個概念:
1.名稱.記住物理量的名稱是了解一個物理量的第一步,就像了解一個人就要先記住這個人的名字一樣,教材上物理概念的名稱,是用黑體字印刷的,這正是要引起同學們注意和重視.
2.定義及物理意義.物理概念的定義是用科學嚴謹的敘述給出的,教材中常用加點字來表示,定義要熟練準確記憶,不能有半點差錯.物理量所表示的物理意義不同于定義,如速度的物理意義是表示物體運動的快慢,其定義是位移跟發生這段位移所用時間的比.
3.符號.物理量的符號大多采用英語的第一個字母,一般情況,每個物理量都有特定的字母,要求學生記準物理量的符號,這樣,有利于規范運算過程.
4.表達式.一個物理概念的定義用數學語言來描述,就寫出了對應的定義式,因為任何一個物理量往往會和其他量建立聯系,它們之間的關系又會寫出不同的表達式,這時就要弄清哪個是決定式,哪個是定義式.
5.單位.物理量的定義式,既給出了物理量之間的數量關系,又決定了它們之間的單位關系,要分清國際單位和常用單位,并記準其單位符號及不同單位制之間的換算關系.在做題時要求統一單位.
6.矢量和標量.每講一個物理概念,要求弄清它是矢量還是標量.只有明確其特性,才能按相關規則進行運算.
7.狀態量和過程量 .每講一個物理概念,要求弄清它是狀態量還是過程量,如何通過狀態量的變化把狀態量和過程量建立起聯系.
三、分層理解概念的策略
物理概念的分層理解的策略指在各種物理現象中,首先是這類現象的核心問題,然后抓住事物的本質特征分析歸納出現象本質的共性,再經過抽象概括得出抽象概念,進而深入理解應用概念.該策略的實施程序:(1)明確物理現象;(2)分析概括;(3)得出結論;(4)理解應用.
例如,學習動量的概念.(1)可以先讓學生明確物理現象:大人與小孩相撞,誰會被撞倒?(2)分析概括:物體的運動效果不單由質量或速度決定,而由它們的乘積mv來決定.(3)得出結論:物體的質量和運動速度的乘積叫物體的動量,即P=mv.(4)理解運用:a.動量是矢量,其方向與速度方向相同,其運算符合平行四邊形法則;b.動量是狀態量,對應某一位置或某一時刻;c.動量具有相對性,因為速度具有相對性,一般選擇慣性參考系;d.動量的物理意義:描述物體運動狀態和效果的物理量,其單位是千克·米/秒.
四、采用形式多樣的教法
1.圖象電教法.有些高中物理概念, 無法實驗演示也無法從生活中體驗.如分子的相互作用力與分子間距離的關系、 布朗運動、 電子繞原子核運動等.可以用圖象、 電教手段 (如FLASH動畫) 展示給學生觀看. 物理圖象通過培養學生的直覺, 從而培養學生的高層次的形象思維能力, 建立起物理概念的情景; 電教手段能以生動、 形象、 鮮明的動畫效果, 模擬再現一些物理過程, 學生通過觀看、 思考, 會自覺地在頭腦中形成建立物理概念的情景. 這種方法符合 “從生動的直觀, 到抽象的思維” 的基本認識規律, 是現代教學中提高概念教學效果的一種重要手段.
2.典型例題法.有時也可以用定量計算的方式, 通過對一些數據的處理、比較、 分析, 幫助學生形成清晰的概念. 如:“加速度” 概念的形成, 通過計算比較,鉛球運動員擲出的鉛球在0.2秒內速度可由零增加到17m/s,迫擊炮彈在炮筒中的速度在0.005秒內由零增加到250m/s的速度, 從而引入 “加速度”概念.這種方式直接明了,針對性強, 學生容易接受.
3.邏輯推理法.“電場” 和 “磁場” 這兩個重要概念是通過邏輯推理的方法引入的.由力的概念可知: 力是物體對物體的相互作用, 通常物體間發生作用時, 都是直接接觸的, 而電荷對電荷的作用、磁極間的相互作用, 沒有直接接觸.那么電荷間、 磁體間是怎樣發生相互作用的呢?由邏輯推理可知, 電荷周圍和磁體周圍的空間存在著一種特殊的物質——電場和磁場.這樣引入電場和磁場的概念, 便于學生理解.
總之,學習一個概念,必須使學生了解它的來龍去脈,最后留在學生頭腦里的是一幅能夠反映現象之間密切聯系的、完整的物理圖景.因此,物理概念的教學要注重物理概念形成過程的教學,盡量接近科學家們在其研究過程中形成的概念,以使學生從中領會物理學家的實際創造過程和他們所運用的研究方法,在概念的形成過程培養學生的思維能力,使學生學會學習.