第六章物理概念教學

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。如何使學生形成、理解和掌握物理概念，進而掌握規(guī)律，并使他們的認識能力在這個過程中得到發(fā)展，是中學物理教學中的核心問題。究竟應該怎樣認識和進行物理概念教學呢？這里講一講它的一般規(guī)律性問題。導言§6.1物理概念教學的重要性一、物理概念是物理學最重要的基石二、讓學生掌握好物理概念是物理教學的關鍵三、物理概念教學是培養(yǎng)能力，開發(fā)智力的重要途徑四、物理概念教學在發(fā)展學生個性上的積極作用一、物理概念是物理學最重要的基石

概念是分析、綜合、判斷、推理等邏輯思維的出發(fā)點。沒有概念就無法理解定律，就無法建立完整的科學體系。

二、讓學生掌握好物理概念

是物理教學的關鍵

物理難學的原因是什么？首先應肯定地說物理不易教，也不易學。但更重要地是師生的實際做法：一般情況：教師是輕概念講授與形成，重練習和解題。學生是注意背公式，記意義，做習題，題海戰(zhàn)術。因此要引導學生理解掌握概念授之以“漁”而不是幫學生解題三、物理概念教學是培養(yǎng)能力，開發(fā)

智力的重要途徑

這里所說的能力主要是思維能力。學生形成、理解、掌握概念的過程是怎樣一個過程呢？如下：通過觀察、實驗獲得感性材料。通過思維，運用物理學方法將新知與原有的認知結構有機結合起來。通過同化，順應、適應來理解新知識，用數(shù)學知識將其表示出來。這才形成概念。（完成第一次飛躍——內化。）再將概念運用到有關定律中去，才達到理解概念。再用概念去解釋現(xiàn)象、回答問題，才能掌握概念（完成第二次飛躍——外化）在上面的過程中學生就得到形成、理解、掌握概念的能力，開發(fā)了智力。

因此說：物理概念教學是培養(yǎng)能力、開發(fā)智力的重要途徑。四、物理概念教學在發(fā)展學生個性上的積極作用。概念學習能促進思維的發(fā)展。在建立概念的同時使學生的個性（興趣、意志、信念）得到發(fā)展。法拉第突出的個性是對電學感興趣。堅持實驗，提出“感應線”（電力線）和“場”的概念——建立了電磁感應定律。麥克斯韋（酷愛數(shù)學），接受場的概念，建立麥克斯韋方組。看來真正的理解一個概念會產生巨大的成果。§6.2物理概念的特點一、物理概念是觀察、實驗和科學思維相結合的產物二、大量的物理概念具有定量的性質一、物理概念是觀察、實驗和科學思維相結合的產物二、大量的物理概念具有定量

的性質定量是指可以測量。物理量是可測量量，這是物理與數(shù)學聯(lián)系在一起的本質。如：速度、電阻、質量等。可測量物理量可以分為六種情況1、狀態(tài)量和過程量（1）狀態(tài)量：描述狀態(tài)的物理量。狀態(tài)給定，其量確定。如：速度、加速度、動量、能量、體積、溫度、壓強等。狀態(tài)量可以用態(tài)函數(shù)來表示。（2）過程量：過程給定時，有對應量值。如：位移、功、沖量、熱量等。2、性質量和作用量（1）性質量：描述物質或物體的某種性質的量。如：密度、比熱、電阻、電容等。（2）作用量：描述物體相互作用的量。如：力、力矩、功、沖量等3、微觀量和宏觀量（1）微觀量：描述某個微觀粒子的量。如：電子電量、電子質量等。（2）宏觀量：描述宏觀物體或體系的性質或狀態(tài)的量。如：壓強、體積、溫度等。4、矢量和標量（1）矢量：有大小和方向的量（合成時遵循平行四邊形法則）如：速度、加速度、力、角動量等。（2）標量：只有大小，而無方向的量。如：溫度、長度、時間、質量等。5、相對量和絕對量（1）相對量：凡是與參照系或坐標系選擇有關的物理量。如：位移、速度、動量等。（2）絕對量：凡是參照系選擇無關的物理量。如：各種物理常數(shù)、力、質量等。6、基本物理量與導出物理量（1）基本物理量：不用其它物理量來定義的量。如：長度、時間、質量、電流、熱力學溫標等。（2）導出物理量：以基本物理量為基礎的物理量。如：速度、加速度、角動量等。總之，物理概念中大多數(shù)是有定量性質。因此，物理量與公式對應，計算結果與測量結果一致。§6.3重點物理概念的教學要求基本概念：是指物理學中最基礎的、最核心的概念。由于教學的層次不同，在物理教學中，總要選取與教學內容相應的一些基本概念作為教學的重點——重點物理概念。對重點物理概念要求：學生要“掌握”重點概念教學的基本要求一、明確建立概念的事實依據(jù)和研究方法二、理解物理概念內涵三、了解物理概念的外延四、了解概念與有關概念的聯(lián)系與區(qū)別。五、學會運用概念。六、注意物理概念的初、高中的不同要求的階段性。一、明確建立概念的事實依據(jù)和研究方法1、明確建立概念的依據(jù)來自三方面（1）學生在生活中觀察到的物理現(xiàn)象（2）教師列舉眾所周知的事實（3）教師組織進行的演示實驗形成感性認識，形成清晰的表象2、研究方法

依據(jù)概念的不同，建立與引入的方法也不同，基本上可分二種抽象法（三類）（1）分析概念共同特征法思維特點：是找同類事物的共同特征及不同事物之間本質差別來形成清晰的概念。（比較）例：平動（2）隔離某量表征性質法

思維特點：常用兩個（或幾個）物理量的

比值來定義。如：密度、速度、比熱、等。（3）突主忽次理想化方法思維特點：對所研究的事物，突出其主要作用的性質或條件，完全忽略其它性質或條件而進行的一種科學抽象，它反映所研究事物中本質特性，呈現(xiàn)所包含的主要矛盾。理想化方法是物理學研究中最基本、最重要的思想和方法之一把研究對象理想化如：質點、剛體、理想氣體等。把物體所處的條件理想化如：無摩擦的表面、絕熱容器等。把物理過程理想化如：勻速直線運動、簡諧振動、光的直線傳播等邏輯法（二類）概念組成體系，因此概念間有著緊密的聯(lián)系。一個概念往往是前面概念的發(fā)展，又是后面概念的基礎。這樣抓住新舊概念的邏輯聯(lián)系展開，就構成建立物理概念的方法之一。

邏輯法（1）從舊引新演繹推導法

思維特點：由一個或幾個已知概念推導另一概念。如：由速度、速度增量、加速度推出向心加速度。（2）對應相同、相似類比法思維特點：借助比較來建立物理概念。如：由水壓引入電壓由光波引入物質波由重力勢能引入電勢能。

二、理解物理概念的內涵內涵：反映物理現(xiàn)象、過程所特有的本質屬性。如：理解密度的內涵同種物質，ρ相同，m/V相同；不同種物質，ρ不相同，M/V不相同；讓學生明確：不論m如何變，V如何變，一定物質ρ不變。這樣學生就不能由物理量的內涵除了文字敘述外（定性說明，還有定義式來對應（定量分析）定義式有兩層意義①給出物理量的意義②給出物理量的度量方法對于物理量應使學生把文字表達和數(shù)學表達結合起來，從質和量的兩方面來理解概念的內涵。

另外要弄清物理量的定義式和條件式：要讓學生分清物理量的度量式（定義式），和條件式。（度量式）三、了解物理概念的外延概念的外延是指：概念所反映的本質屬性所對應的具體事物。通常說概念的適用范圍就是指概念的外延。它說明概念反映的是哪些對象（不是某公式成立的條件）如：重力、彈力、摩擦力、磁場力、等是概念力的外延。四、了解概念與有關概念

的聯(lián)系與區(qū)別為什么會產生概念之間的相互混淆呢？原因是不知道之間的區(qū)別，而共同點的印象卻很深刻。因此，只有找到區(qū)別，才能更深刻地理解概念間的相互聯(lián)系。怎樣來區(qū)別呢？就是要放在一起比較本質屬性。如：電勢、電勢能、電動勢

相同點是都與電相關。電勢：從能的角度來描述電場的性質（與外電荷無關）電勢能：電荷在電場中某點具有的勢能（是電場與電荷共有的）電動勢：非靜電力抵抗靜電場力移動單位電量電荷從電源內部由負極到正極所做的功（描述電源的本領，是非靜電場做的功）五、學會運用概念“學以致用”是我們的教學目的在“用”中理解、鞏固概念的內涵與外延。如：質量為1Kg的鋼球，切去500g，其密度是否變化？如果學生理解密度的內涵，就不會答錯。（在中學考慮問題，一般是在常溫，一個大氣壓下。）六、注意物理概念的初、高中的不同要求的階段性人們認識規(guī)律總有一個過程，總是遵循由淺入深，由表及里，由簡到繁，由定性到定量，由低級到高級。如：力的概念初中：物體對物體的作用；高中：產生加速度的原因。如：功的概念初中：W=FS，高中：W=FS§6.4中學生學習物理

概念中常見的問題一、經驗中形成的不正確、不科學的觀念的干擾；二、感性認識不足或已有的觀念不清；三、抽象思維不足，使有些概念難以理解；四、忽視量度公式的物理意義；五、概念間的混淆；六、不會正確運用概念來分析解決問題。一、經驗中形成的不正確、不科學的觀念的干擾學生在學習物理之前，從日常生活中積累不少與物理有關的感性經驗，其中有些是錯誤的或片面的，這在一定程度上要干擾正確觀念的形成。如：摩擦力總是阻礙物體運動；力是維持物體運動的原因；木頭受的浮力比鐵大。等克服方法

做具有針對性的實驗。人、球同時落地失重圓錐上滾二、感性知識不足或已有觀念不清在學生形成觀念的過程中，如果提供的感性認識不足，則無法形成正確的概念.如：電場、磁場，電磁感應現(xiàn)象等日常生活中難以見到，這樣如果沒有足夠的實驗，是難以建立的這些概念的。物理中定義的“功”，與生活中的意義不同，學生理解較困難，而功意義不清，理解功率、效率就很困難。克服方法：引導學生觀察，實驗，講清（前）原始概念。三、抽象思維不足，使有些概念難以理解在物理學中，某些概念的建立過程，涉及到比較抽象而復雜的思維過程，學生要理解它們，需要有較高的抽象思維能力。解決方法：明確思維方法的格式，按照格式來反復練習，用已明確的概念來比較，引導學生自我調整，逐漸習慣這種思維方法。四、忽略量度公式的物理意義這說明，邏輯不清、內涵不清。單憑數(shù)學推導，忽略物理意義。如：由R=U/I得RU、R1/I

由E=F/q得EF、EI/q等。克服方法使學生清楚建立概念目的和方法，強調公式的意義。五、概念間的混淆

學生在學習概念得過程中，對于一些本質不同、但表面相似的概念很容易混淆。例如：溫度、熱量、內能這三個物理量都與熱有關。學生容易認為：溫度高的物體熱量多，溫度低的物體熱量少。將熱量當成狀態(tài)量。好象物體含有多少熱量。克服方法：運用對比的方法，找區(qū)別與聯(lián)系。

六、不會用正確的概念來分析解決問題中學生學了概念以后，盡管能順利地背誦它地定義，但到運用的時候，往往會感到束手無策或發(fā)生許多錯誤。教師在講解概念時，同時要講應用的方法，并有針對性的進行練習，在某種程度上說，不會正確應用概念是不理解概念的反映。§6.5物理概念教學在物理教概念學中，要抓好以下幾個環(huán)節(jié)一、創(chuàng)設學習物理概念的環(huán)境二、進行思維加工三、運用一、創(chuàng)設學習物理概念的環(huán)境對環(huán)境的要求：適應教學需要，有利于引導學生獲得生動、深刻的感性知識，發(fā)掘、思考問題，探索事物的本質屬性。創(chuàng)設環(huán)境的常用方法1、運用實驗例如：大氣壓（概念）①馬德堡半球實驗②飲料瓶抽氣③覆杯實驗④試管上行⑤虹吸現(xiàn)象⑥奶瓶吞雞蛋或氣球水2、利用學生積累的生活經驗用學生知道的生活經驗來創(chuàng)設物理情景是一個極好的方式。如：拔火罐、吸附掛勾、哈磁五行針、魚缸中吸臟物等。皮膚。3、抓住新舊知識的邏輯展開即從已有知識出發(fā)，通