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提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一：加強(qiáng)概念教學(xué)
摘要：物理概念在高中物理教學(xué)中非常重要。本文主要從物理概念的重要性，物理概念的特點(diǎn)，形成物理概念的途徑進(jìn)行了分析，旨在幫助學(xué)生理解物理概念。關(guān)鍵詞：物理概念；重要性；特點(diǎn)；形成途徑
在教學(xué)中經(jīng)常遇到這樣的現(xiàn)象：學(xué)生們?cè)诜治鑫锢憩F(xiàn)象或處理物理問題時(shí)，常常出現(xiàn)錯(cuò)誤的判斷或者束手無策，也有的學(xué)生對(duì)概念倒背如流，但一用就錯(cuò)。究其原因，其重要的一條是沒有正確理解物理概念。物理概念既然重要，那么，什么叫物理概念？物理概念有哪些特點(diǎn)？掌握基本物理概念的過程及如何進(jìn)行物理概念教學(xué)等等，是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一。
概念是反映客觀事物本質(zhì)的一種抽象。某一物理概念，就是某一事物、現(xiàn)象的本質(zhì)在人的大腦中的反映，它是在大量觀察、實(shí)驗(yàn)，獲得感覺、知覺，形成觀念的基礎(chǔ)上，通過分析、比較、綜合、歸納、想象，區(qū)別出個(gè)別與一般、現(xiàn)象與本質(zhì)，把一些事物的本質(zhì)的、共同的特征集中起來加以概括而建立的。一切概念都要通過詞語來表現(xiàn)，定義是對(duì)概念內(nèi)涵(物理意義)的揭示，條件是對(duì)概念外延(適用范圍)的限制。
本文根據(jù)物理概念的特點(diǎn)，結(jié)合平時(shí)課堂教學(xué)實(shí)踐，就加強(qiáng)概念教學(xué)談?wù)勛约旱那猩眢w會(huì)。
一、物理概念的重要性
物理概念不僅是物理基礎(chǔ)知識(shí)的重要組成部分，而且是構(gòu)成物理規(guī)律，建立物理公式和完善物理理論的基礎(chǔ)和前提。對(duì)物理概念的理解和認(rèn)識(shí)是教學(xué)要達(dá)到的目標(biāo)之一，也是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。物理概念是反映物理現(xiàn)象，物理過程本質(zhì)屬性的一種抽象，是在大量觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯思維的方法，把一些事物本質(zhì)的，共同的特征集中起來加以概括而形成的。它是人類智慧的結(jié)晶，它又使人們?cè)诩姺睆?fù)雜的物理世界中，把握事物的本質(zhì)特征，成為物理思維的有力工具。所以，如何突破對(duì)物理概念的理解是物理教學(xué)的主要任務(wù)之一，也是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。
二、物理概念的特點(diǎn)
1.物理概念是觀察、實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維的產(chǎn)物
例如，我們觀察到下列一些現(xiàn)象：月亮?xí)�，汽車�?huì)前進(jìn)，機(jī)器在工作，人在行走等等。盡管這些現(xiàn)象的具體形象不同，但是我們可以撇開它的具體形象，從它們的共性去考慮時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其共同的特征，即一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體的位置隨時(shí)間變化。于是，我們把這個(gè)從一系列具體現(xiàn)象中提煉出來，又反映著這一系列具體現(xiàn)象本質(zhì)特征的抽象，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)就是一個(gè)物理概念。
總之，任何一個(gè)物理概念，都是觀察、實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物。
2.定量的物理概念，是可以用數(shù)學(xué)和測(cè)量聯(lián)系起來的
許多物理概念，如力、質(zhì)量、速度、溫度……都具有定量的表示，如某個(gè)力是100牛頓，某物體的質(zhì)量是１千克，……然而，也有許多物理概念，表面看來，是不定量的。實(shí)際上，它們也具有定量的含義。如“平衡”的概念，其定量含義是：如果研究對(duì)象是質(zhì)點(diǎn)，則意味著質(zhì)點(diǎn)的加速度等于零，故其平衡條件為合外力等于零，即F合=0。
3.物理概念還具有各自的特征
中學(xué)物理涉及的概念約四百余個(gè)，大致可以分為以下四類：
第一類是反映物質(zhì)屬性的。如：運(yùn)動(dòng)、慣性、質(zhì)量、能量、電、磁、波粒二象性等，這類概念的特點(diǎn)是：其含義深刻，富有哲理性，很難從其表面定義上獲得深入理解。只有隨著知識(shí)學(xué)習(xí)的積累和發(fā)展才能由表及里、由淺入深地加深對(duì)概念的理解。
第二類是反映物質(zhì)及其性質(zhì)的。如：速度、加速度、密度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)、電阻、電容等。它們的共同特點(diǎn)是：用兩個(gè)或幾個(gè)物理量的比值來表示它們的定義。
第三類是反映物質(zhì)間相互作用關(guān)系的。如：力、壓強(qiáng)、沖量、功、熱量。這些概念的特點(diǎn)是：與物質(zhì)間相互作用密切關(guān)聯(lián)，對(duì)于單個(gè)物質(zhì)是毫無意義的。
第四類是一些描述物理現(xiàn)象的名稱。如：勻速直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、反射、折射、干涉、靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、反射性、核反應(yīng)、質(zhì)量虧損等。這類概念的特點(diǎn)是：就其概念本身而言，并不難理解，難理解的是這些物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、條件、及規(guī)律。
能否使學(xué)生真正地理解概念直接影響到某一章乃至整個(gè)物理學(xué)的學(xué)習(xí)，下面就討論一下掌握物理概念的途徑。
三、形成物理概念的途徑
物理概念是反映物理現(xiàn)象，物理過程本質(zhì)屬性的一種抽象。教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)必須通過感知活動(dòng)、觀察實(shí)驗(yàn)、科學(xué)抽象、歸納總結(jié)、理解運(yùn)用等一系列實(shí)踐活動(dòng)，才能獲得研究物理問題的感性材料，在這個(gè)基礎(chǔ)上，經(jīng)過認(rèn)識(shí)加工，思維整理，從而突破對(duì)物理概念的理解。
1.通過感知活動(dòng)，為概念的形成提供認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。概念的形成是極為復(fù)雜的認(rèn)識(shí)過程，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中對(duì)身邊的物理問題勤觀察，勤記錄，勤比較，以收集豐富的感性材料，形成具體的感性認(rèn)識(shí)。通過大量的現(xiàn)象和事例，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極思維，對(duì)感知事物或現(xiàn)象經(jīng)思維加工，剔除次要的、非本質(zhì)的因素，從而揭示事物的本質(zhì)以形成概念。
2.通過觀察實(shí)驗(yàn)，為概念的形成提供科學(xué)依據(jù)
物理知識(shí)來源于實(shí)踐，特別來源于觀察和實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。意大利偉大的物理學(xué)家伽利略就是通過比薩斜塔上著名的自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，來推翻亞里士多德關(guān)于重的物體下落快，輕的物體下落慢的錯(cuò)誤結(jié)論的。在教學(xué)中，教師要根據(jù)概念形成的需要，有計(jì)劃、有目的地精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)來揭示隱含的不易察覺的規(guī)律，從而形成穩(wěn)固的概念。例如，用兩張相同的紙片，一張攤開，一張揉成團(tuán)，在同一高度同時(shí)釋放，讓它們自由下落，結(jié)果同樣重的紙片下落也有快慢之分，亞里士多德的觀點(diǎn)瞬間就被質(zhì)疑了，學(xué)生的好奇心、求知欲瞬間就被調(diào)動(dòng)起來了。
3.通過科學(xué)抽象，突出本質(zhì)，摒棄非本質(zhì)，使認(rèn)識(shí)由感性上升到理性。這是學(xué)生形成概念的關(guān)鍵
物理概念是人腦對(duì)物理現(xiàn)象和過程等感性材料進(jìn)行“科學(xué)抽象”的產(chǎn)物。教學(xué)中，在介紹或?qū)W生已獲取的有關(guān)感性材料的基礎(chǔ)上，要引導(dǎo)學(xué)生通過比較、分類、類比、歸納和演繹、分析和綜合等抽象思維的方法，參與“科學(xué)抽象”活動(dòng)，概括總結(jié)得出結(jié)論，而不是一字不漏地背誦課文的定義。這就需要教師在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生逐步深入分析，才能糾正一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。 4.通過討論歸納，掌握概念的內(nèi)涵和外延
物理概念的內(nèi)涵是反映在概念中的物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，是該事物區(qū)別于其他事物的本質(zhì)特征。例如，在“電勢(shì)”教學(xué)時(shí)，必須讓學(xué)生明白電勢(shì)是描述靜電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)用置于該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所具有的電勢(shì)能與檢驗(yàn)電荷電量的比值來度量，電場(chǎng)中不同的位置有不同的電勢(shì)，它決定于電場(chǎng)本身的性質(zhì)，但與置于電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷q無關(guān)。電勢(shì)同電勢(shì)能、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念不同，電勢(shì)能是用來描述電荷在電場(chǎng)中所具有的勢(shì)能，其大小既與電場(chǎng)有關(guān)，又與引入電場(chǎng)中的電荷有關(guān)。電場(chǎng)強(qiáng)度反映靜電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小也只與電場(chǎng)本身有關(guān)，而與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度都是從不同角度描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，它反映了電場(chǎng)與其它事物的本質(zhì)區(qū)別。
物理概念的外延則是指所反映的物理現(xiàn)象本質(zhì)屬性的對(duì)象的適用條件和范圍。如電勢(shì)的概念只適用于靜電場(chǎng)，而不適用于交變電場(chǎng)。
5.通過多種途徑和方法，使學(xué)生著重理解概念的物理意義
第一，對(duì)于所得到的結(jié)論，要用學(xué)生容易理解的語言文字或數(shù)學(xué)式子來表達(dá)。一般先用語言文字表達(dá)，再“翻譯”成數(shù)學(xué)表達(dá)式。這使學(xué)生對(duì)有關(guān)的概念獲得一個(gè)明確、完整的認(rèn)識(shí)。
第二，對(duì)于概念的文字表達(dá)，不應(yīng)要求學(xué)生機(jī)械地記憶，重要的是要及時(shí)地將其“返回”到具體事例中，使抽象的東西“物化”，并在具體與抽象反復(fù)結(jié)合的過程中，使之對(duì)有關(guān)概念的物理意義不斷加深理解。例如：一火車在平直軌道上勻速行駛，坐在車廂里的人，豎直向上拋出一個(gè)物體，此物體下落后會(huì)落到原來的拋出地點(diǎn)嗎？對(duì)于這個(gè)問題，學(xué)生不斷爭(zhēng)論的過程，就是具體與抽象反復(fù)結(jié)合的過程，學(xué)生通過爭(zhēng)論對(duì)慣性的理解就會(huì)深入一步了。
第三，容易混淆的概念，可采用對(duì)比的方法，明確其區(qū)別與聯(lián)系，以加深理解。在物理學(xué)中，有些概念看來很相似，但其意義卻不相同。對(duì)于這些概念，我們可采用對(duì)比的方法，弄清其區(qū)別與聯(lián)系。例如電壓是反映靜電場(chǎng)力做功，把電能轉(zhuǎn)變成其它形式的能的物理量；電動(dòng)勢(shì)是反映非靜電力做功，把其它形式的能轉(zhuǎn)變成電能的物理量。這是它們質(zhì)的區(qū)別，在量值上它們都是以移動(dòng)1庫(kù)侖電荷做功的多少來量度的，二者單位都是“伏特”。所以，電壓和電動(dòng)勢(shì)的物理意義是不同的，但它們之間又是有聯(lián)系的。當(dāng)學(xué)生對(duì)這兩個(gè)物理量有了這樣的理解后，在他們學(xué)習(xí)全電路歐姆定律時(shí)，從能量轉(zhuǎn)換和守恒的角度來推導(dǎo)和理解這個(gè)定律就不困難了。
第四，物理學(xué)的許多概念及其公式都有它確定的意義、前提條件和適用范圍。應(yīng)從物理量之間客觀存在的依存關(guān)系上去全面理解，而不能只從它們之間所反映的數(shù)量關(guān)系來形式說明。例如密度，電阻，電容，加速度等均是定義式而不是決定式，分析它們的變化一定得尋找決定式；又如電功率，一定要注意這些公式的適用條件，領(lǐng)會(huì)只有在純電阻電路中才是等效的。
第五，通過階段性的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生逐步形成概念。人的認(rèn)識(shí)規(guī)律總是從簡(jiǎn)到繁、從易到難、從淺入深的過程。一個(gè)完整的概念的形成和掌握也需要有一個(gè)發(fā)展的過程。因此，強(qiáng)調(diào)一次講深講透的做法是不符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律的。正確的做法應(yīng)隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)展，逐步擴(kuò)大和加深對(duì)概念的理解，而每一個(gè)階段的學(xué)習(xí)都應(yīng)有明確的要求；同時(shí)，不同階段的學(xué)習(xí)，又必須相互聯(lián)系，形成一個(gè)整體，以最終形成一個(gè)相對(duì)完整的概念。此外，要學(xué)生牢固掌握概念，還必須讓學(xué)生在運(yùn)用知識(shí)、解決實(shí)際問題的過程中不斷加深。
總之，一個(gè)概念的形成，理解并掌握是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，是一個(gè)特殊認(rèn)識(shí)和一般認(rèn)識(shí)、感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)的反復(fù)結(jié)合、相互作用的辯證發(fā)展過程，是認(rèn)識(shí)不斷深化的過程。作為一名物理教師，要想提高教學(xué)質(zhì)量，必須加強(qiáng)物理概念教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
[1]李新民.物理教學(xué)論[M].北京：科學(xué)出版社，2005.
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