高中物理概念、规律课教学模式探究

物理概念、规律课教学模式探究湖北省襄樊市宜城一中 张海英441400物理概念都是从物理现象、物理事实和实验中运用逻辑思维的方法抽象出来的，用来表征物质的属性和表述物质运动状态的。物理概念既是构建物理理论的重要基础，也是学生掌握物理规律、培养创新能力的基石。学生形成、理解和掌握物理概念是一个十分复杂的认识过程。教学实践表明，学生在物理学习上出现的问题大多来源于物理概念不清，由于对概念理解不透、混淆不清，就很难了解各公式、各定律的内在联系和深刻含义，对所学物理知识必然难以收到“举一反三、触类旁通、融会贯通”的成效。因此教师对概念的教学要适应学生认知的心理规律。而传统的概念教学是只侧重结果的教学，教的方面表现为“三多三少”，即“知识传授多，自主活动少；就题论题多，指导方法少；教师讲得多，学生讨论少”，这严重地影响了物理教学质量的提高。因此，要想在物理教学中取得满意的教学效果，就必须重视概念教学，要从关键环节入手，分析认知概念的心理特点，探讨科学地进行概念教学的方法和途径。一、可采用多种方法引入物理概念1、联系实际生活，创情境引入物理概念。例如：瞬时速度是学生难学的概念之一，按定义引入概念，高一学生感到很抽象。因此，教师在引导学生建立概念之前要善于提供丰富的感性材料，创设一个感知活动的场景，把新概念与学生已有的知识有机结合起来。根据学生已掌握了“时刻”“位置”“速度”“平均速度”等概念，可以设计以下问题让学生思考：一辆汽车上午8点从甲站出发开往乙站，8点半行驶到离甲站15km的丙地时，撞伤了一个骑自行车的人。交警通过测量后，对驾驶员说：“这条公路上汽车的时速限制为60km/h，你违章超速了。”驾驶员辩解说：“我的行驶速度是km/h=30km/h，我的车没有超速。”这位驾驶员的理由是否正确、充分。大部分学生立刻指出：驾驶员说的是平均速度，汽车在途中行驶有快、有慢，撞自行车的时候就可能超速。教师点拨：由此可见，仅有“平均速度”还不能完全说明物体运动中的实际情况。为了表示物体在运动中某一时刻（或某一位置）的速度，我们需要引入一个新的概念瞬时速度。这样引入很自然，同时把瞬时速度与平均速度区别了开来。2、用实验引入物理概念也是一种常用的方法。例在“自感现象”教学中，可以以“千人震”实验作为引入。教师先问学生：两手加在一节干电池两端会有什么感觉？学生心理会充满疑惑。然后，教师给出如图所示的电路图：随便指定一位学生上台，用两只手接触线圈L的两端，闭合电键后，询问学生是否有触电的感觉，学生试验后回答：无触电的感觉。接着我将电键断开，随即学生就惊奇地体验到“触电麻木”的滋味。随后，让多名学生手拉手再试，都同时有触电的感觉。学生肯定会觉得这个现象太不可思议，因而很自然地就会问：一节电池的威力为什么会如此大呢？就在学生百思不得其解的时候，教师趁机引入新课：等到我们学了自感现象就能解决这个问题。3、随着计算机和网络技术的发展，计算机技术也被广泛使用在对学生物理概念的研究中，其主要被使用在物理问题场景的创设和对学生概念理解的探查中。例如：超重和失重概念的引入，就可以先用相机拍摄出一学生站在直升电梯内的体重计上随电梯上升的过程。然后用计算机展示给全班学生观看，让学生读出电梯静止、加速上升、匀速上升、减速上升四个阶段体重计的读数：G1、G2、G3、G4，同学们会惊奇地发现人一会变“胖”，一会又变“瘦”。还可以进一步展示，“神七”上天，宇航员（翟志刚）出舱活动的画面，同学们肯定会对宇航员及绳索都飘浮在空中感到十分好奇。而要解释这些现象，也就很自然地引出了“超重”和“失重”的概念。二、明确概念的内涵要明确概念所反映的物理对象的本质属性和该事物区别于其他事物的本质特征。我们平时所说的概念的物理意义，就是指物理概念的内涵，它是对物理概念的规定。例如，对一个定量的概念（即物理量）其内涵包括：是描述什么的物理量？是否是矢量？如是矢量则它的大小和方向是怎样定义的？如是标量则它的数值是如何定义的？单位是什么？再如，对于交流电的有效值这个概念的内涵，包含有：（1）有效值是等效替代交流电的直流电的数值；（2）有效值是根据电流的热效应来定义的；（3）等效的前提是“同样的电阻”和“相同的时间”；（4）观察时间应足够长，对周期性的交流电应取其周期的整数倍。三、明确概念的外延所谓明确概念的外延，就是要明确概念所反映的本质属性的对象包含有哪些，我们通常所说的物理概念适用的范围和条件，就是指物理概念的外延，它是对物理概念在量上的规定。例如，电势概念只适用于静电场，而不适用于涡旋电场，这就是电势概念的外延。在这里特别要告诫学生的是切忌不自觉地缩小或无条件的外推概念而制造错误。例如，对竖直方向的运动处于失重状态的物体，不能只考虑其向下加速的情况而忽视其向上减速的情况来缩小外延；滑动摩擦力与正压力成正比，不能将其看作摩擦力与正压力成正比，以滑动摩擦力代替了摩擦力的概念，从而无条件地外推概念的外延而出错。四、讲清概念的性质一个物理量的性质包含三个方面：（1）矢量是矢量还是标量；（2）瞬时性是过程量还是状态量；（3）相对性即与参考系的关系。例如，功的性质为：功是标量，但有正负，一个力对物体做负功，表示物体克服这个力做功；功是描述力对空间的累积作用，是一个过程量，谈到做功就必须分清哪个力在哪个过程中做的功；因为位移与具体的参考系有关，具有相对性，所以功的大小也与参考系有关，功也具有相对性。五、了解相关概念之间的区别和联系所谓相关概念是指由同一类物理现象而引入的，反映不同本质属性的不同概念。如速度和加速度、动量和动能、位移和路程、交流电的有效值和平均值等，他们既有联系又有本质区别。以交流电的有效值和平均值为例，他们的联系体现为都是根据电流发生变化的现象而引入的，反映的都是电流的平均效果，但他们又有本质区别，有效值反映的是电流热效应的平均效果；而平均值反映的却是自由电荷作定向移动快慢的平均效果。总之，在物理概念的教学过程中，我们只有从概念本身的特点出发，研究教材，研究学生，不断提高自身的教学水平，使学生在学习概念的同时，思维能力得到很好的训练，使学生在掌握概念的同时，领会物理学的基本方法，形成初步的科学能力，进而内化为学生良好的科学品质和正确的科学观，这也是新课程理念下实施有效物理教学的要求。4