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物理概念的教学摘 要 物理概念不仅是物理基础理论知识的一个重要组成部分还是构成物理规律和物理公式及理论的基础。初中是系统正规物理教学的开始，因此，如何进行初中物理概念的教学，在教学中，遵循什么样的规律，就是初中物理教学的一个核心问题。本文从作者多年教学实践出发，应用现代教育理论，从物理概念的引入、建立、理解、深化和巩固、应用等几个方面对初中物理概念教学得出一些基本规律、方法和要求进行了探讨，并从中总结了一些基本规律和切实可行的方法。 关键词：初中物理 物理概念 教学 基本规律 方法 物理概念是客观事物的物理共同性和本质特征在人头脑中的反映，是物理事物的抽象。它不仅是物理基础理论知识的一个重要组成部分，而且是构成物理规律和物理公式及理论的基础，学生在学习物理概念的过程中，如何使学生形成，理解和掌握物理概念，并使他们的认识能力在这个过程中得到发展，是初中物理教学的核心问题。因此，在初中物理教学中，物理概念教学是一个重点，也是一个难点。为此在教学中，对概念教学进行研究和分析，总结出物理概念教学的基本规律。现将如何上好初中物理概念课进行以下探讨： 1、概念的引入 物理概念的形成过程是由物理现象，实验事实出发进行归纳、概括，科学抽象的过程，是由感性认识上升为理性认识的过程，因此，引入物理概念应该贯彻趣味性、直观性、科学性，方法的多样性原则。在具体的教学过程中，根据学生的接受和理解能力以及学生的年级差异采取由简单到复杂，由浅入深，由直观到抽象，由实际到理论等灵活多样的方法引入新概念，以激发学生的浓厚兴趣，充分调动学生学习的积极性，主动性和自觉性。因此，在物理概念教学中，应重视概念引入的重要性、必要性和准确性。 1.1 概念引入的要求 在概念教学中，要使学生明确为什么要引入这个概念？没有这个概念行不行？这个概念是用来解决什么问题的？只有让学生明确了这个概念引入的要求，才能调动学生的学习积极性。如：“密度”概念的引入，给学生一些体积相同、材料不同的长方体木块、铝块、铁块，让他们用手掂轻重，比较其质量，再取几个试管放入质量相同的不同液体，水、酒精、煤油，比较其体积的大小，使学生从中捂出物质的一个特殊性质，即“体积相同时，不同物质的质量不同：质量相同时，不同物质的体积不同”。接着提问学生“我们能根据物质的颜色、气味、更度来辨认物质，、但如果两种物质的颜色、气味、更度都相同时，还有什么方法可以区分它们呢？”于是，学生感到还有必要来寻找物质的新特性，从而领会到单位体积的质量来描述物质的这一特性，由此引入密度这个概念。 1.2 概念引入的方法 1.2.1 从生活中的典型实例引入概念 如：“压强”概念的引入，先列举学生在生活中的熟悉事例，用手往墙上按图钉，图钉就被钉进墙里，用锋利的刀切肉省力，而用钝刀切肉十分费力；当人们走在海滨沙滩上时，沙滩便留下一窜脚印；骆驼靠又阔又扁并且富有弹性的掌蹄，行走时不会被陷进砂里，故称为“沙漠之舟”，而牛马行走在沙漠中时，蹄子就会深陷在砂中。可见压力的作用效果既跟压力的大小有关，也跟受力面积的大小有关。为了比较压力的作用效果，从而引入“压强”的概念。 1.2.2 演示实验引入概念 如：“浮力”概念的引入，先做演示实验，在弹簧秤下挂重物，用手向上托重物，弹簧秤的示数变小。分析由于重物受到向上的托力，才使弹簧秤的示数变小；在把重物放入水中，可观察到弹簧秤的示数也变小。分析由于重物受到水向上的托力，才使弹簧秤的示数变小，从而引入“浮力”概念。 1.2.3 从学生已有的经验引入概念 如：“力”概念的引入，学生对力已经有了自己的亲身体验，从而抽象出力的物体性，进而引入力的概念。这样，学生对力的概念体会深刻，便于理解。 1.2.4 用类比方法引入概念 如：“电压”概念的引入，先将请水流与水压的关系，再通过类比引入电流与电压的关系，从而引入“电压”的概念。 1.2.5 从物理现象引入概念 如：“惯性”概念的引入，引导学生观察乘坐汽车的过程中，汽车突然起动，刹车、加速和拐弯时所发生的物理现象，通过分析引入“惯性”概念。 1.2.6 通过物理故事引入概念 如：“大气压强”概念的引入，可介绍马德堡半球实验的故事，又如在引入 “磁场”概念时，可讲述我国古代四大发明之一 “指南针”的故事。通过物理故事，激发学生的学习兴趣，加深对概念的认识。 总之：引入概念的方法很多，上述只列举初中物理概念教学中最常用的方法。要根据实际情况，采用最恰当的引入方法，才能产生较好的效果。 2、物理概念的建立 物理概念的形成是由物理现象，实验和事实出发进行归纳，慨括，科学抽象的过程。任何物理概念都建立在宏观事实基础上，在建立物理概念的过程中，尽可能从具体事例、事物或演示实验出发，使学生对物理现象获得清晰的印象。然后通过分析，抓住现象的本质，使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识。从而形成物理概念。 如：物体“惯性”这个概念的形成，可以通过实验： 放在纸上的钢笔帽，快速抽出纸条时，笔帽仍处于静止状态，实验表明：静止的物体有保持静止的性质。 把木块放在小车上，拉动小车，使木块和小车一起运动，小车突然静止，观察到木块向前倾倒。实验表明，运动的物体有保持原来运动状态不变的性质。 由此可知，静止的物体有保持静止的性质，运动的物体有保持原来运动状态的性质。 为了表示物体保持运动状态不变的性质，便引入一个新的概念“惯性” 总之，概念建立的前提是使学生获得十分丰富的，有助于建立这个概念的感性材料，从感性认识上升到理性认识，是认识上的飞跃，这个过程只能由自己来完成。如果教师包办代替，在实验后，就简单地把物理概念定义出来，学生理解不充分，就会造成对物理概念死记哽背。 3、物理概念的理解 物理概念是通过观察和实验，科学思维建立的，应让学生加深对概念的理解，在理解中记忆，才能记忆牢固，运用自如。 3.1概念的内涵和外延 概念教学的关键是使学生了解概念的内涵和外延。定义是明确概念内涵和外延的依据，所以，为了找出概念的内涵和外延，必须从分析概念的定义入手。如：力的定义是“物体对物体的作用“，力的概念所反映的事物的特有属性是“物体对物体的作用”即力的内涵，力的概念所反映的特有属性的事物是具有这特性的所有的力，即力概念的外延。同样，惯性概念的内涵是：物体有保持原来运动状态的性质，外延是：一切物体。 3.1.1 物理概念的内涵本质特性 物理概念的内涵是指概念所反映的物理现象，物理过程中所特有的本质属性的总和。只有揭示出物理概念的深刻物理含义，以只有对概念进行深入的定性说明和定量分析，才能全面地准确地理解概念，只有揭示出物理概念的深刻物理含义，以只有对概念进行深入地定性说明和定量分析，才能全面地、准确地理解概念。 如：“密度”概念定义为“单位体积的某种物质的质量，叫这种物质的密度，其量度的公式是p=m/v。有的学生只是简单地把该公式看作一个分数，认为既然分数的分子越大，分数值越大，分数的分母越大，分数值越小，从而得出质量越大密度越大，体积越大密度越小的错误结论。而密度是物质的一种属性，某种物质都有一定的密度。这里面包含两层含义：其一，不同物质其质量与体积的比值不同，即不同种物质的密度不同，如空气、水、铅、铁、铜等物质，都有各自不同的密度；其而，同种物质质量与体积的比值一定的，即同一种物质的密度相同或不变。如：一滴水和一桶水的密度都是10103/m3。 3.1.2 物理概念的外延适用范围 概念的外延是指具有概念反映的本质属性的一切对象。概念的外延反映了具有相同本质属性的物理对象的总量，即概念所指对象的范围。 如：力是物体对物体之间的相互作用。力的一种作用效果是使受力物体发生行变；另一种作用效果是使受力物体的运动状态发生变化而产生加速度。在初中阶段，重力、摩擦力就是力这个概念的外延。 3.2物理概念的结构 概念的结构是指构成概念的要素。如：“速度”的结构是位移与时间，“压强”的结构是压力与受力面积等等。概念教学要把概念与构成它的要素区分清楚，速度v即不是位移s，不是时间t，以不是s/t；s/t只是描述了速度，量度在数值上等于速度的大小。 3.3物理概念的特征 物理概念因它在物理学中的地位和作用不同，各有自己的特殊性质。 3.3.1 固有特性 有些物理概念反映了物质或物体本身的固有属性，这些属性不随外界条件的改变而改变，只由物质或物体的本身所决定。 如：质量是物体本身的属性，同一物体质量不变，物体不同质量不同。密度是物质本身的属性，同一物质密度相同或不变，物质不同密度不同；比热容是物质本身的属性，某种物质都有比热容，并且互不相同。又如：惯性是物体本身的属性，密度是实物物质本身的属性。 总之，虽然物质的固有属性与外界因素无关，但还要用外界因素去定义或量度这些属性的“量”的大小或强弱程度。如用电压与电流之比定义和量度电阻的大小。在导体两端加上电压是显示导体有电阻的外部条件，不加电压，导体的电阻仍然存在，但人们去无法感知物质的“电阻”属性，因为物质的固有属性只能在它与周围其它事物的相互联系，相互作用中显示出来，所以物质的固有属性要用外界因素来描述、定义或量度。 3.3.2 方向特性： 有些物理现象的本质在量的方面即有大小，又有方向，那么描述这种现象的物理概念也具有方向特性。如：力、电流等。 3.3.3 过程特性： 有些概念是描述物理对象变化过程的这些概念（物理量）的值与物理对象的变化过程有关。如：功的概念、热量的概念等。 3.3.4 相对特性： 有些物理现象是相对某个事物而言的，描述它本质的概念，就具有“相对”特性。如：物体的运动状态与参照物有关，参照物不同物体的运动状态不同，从而得出不同的结论。 34与其它概念的关系 为了深入理解概念，除了要理解其物理意义外，还应找出概念与构成它的要素或它相近的另一概念的不同点与联系，帮助学生掌握概念体系。所谓概念体系是指由相邻概念、相似概念、并列概念、从属概念组成的系列概念。 只有当学生弄清了这些易混淆概念的区别与联系，才能正确理解概念，防止错用概念，提高运用概念的能力。 4、物理概念的深化和巩固 要使学生全面、深刻地理解物理概念，并能牢固地掌握它，必须适时地对概念进行深化和巩固，这是由于学生的认识过程总是一个由浅入深，由局部到整体的循序渐进的过程；随着教学过程的深入进行，同一概念多层次，多侧面的含义逐渐地被揭示出来，我们不能设想初二年级物理课，一开始就把概念的内涵与外延全部介绍给学生；及时地对学生学过的重要概念进行深化和巩固，对新慨念和规律的建立及掌握打下坚实的基础，同时有利于学生增强学习的自信心。 4.1概念的深化 由于人们是在有限时空范围内认识无限变化发展的物理现象，所以人们对物理概念的认识以经历一个由浅入深、由简到繁、由表及里的过程，换句话说，一个完整的概念往往是不能一次了解清楚的，讲概念就要一个发展的过程。 初中阶段形成的压强概念的深化：（1）压强概念的严格的定义如下，垂直作用于物体单位面积上的力叫压强，或物体的单位面积上受到的压力大小叫压强。如：质量为m，底面积为s的正方体静止在倾角a为的斜面上，斜面上受到的压强为mgcosa/s，而不是mg/s，这里同时又区分了压力和重力。（2）容器中气体的压强的微观实质是，大量气体分子作无规则的热运动而频繁碰撞器壁时，对器壁施加一个持续均匀的压力作用的结果，于是器壁单位面积上受到的压力叫气体的压强。大气压是由于地球周围的空气本身的重力而产生的压强，其大小与高度和温度以及其它气候和地理条件有关。如：晴天的大气压比阴天的高，冬天的大气压比夏天的高；（3）在重力作用下，静止流体里同一水平面上各点的压强相等，而高度差为h的任意两点压强差为gh，p-p0=gh适用于液体，不适用于气体。 4.2概念的巩固 在概念教学中，由感性的具体发展到抽象的概念后，接着又进行了概念的深化，较深入地认识了概念的物理含义，以及易混概念的区别及联系，还必须适时地通过必要的练习进行概念的巩固，通过练习可以暴露出学生学习中的不足和缺陷，这样在帮助学生解决实际问题的过程中，又可以加深对概念的理解，进而巩固概念。可见正确理解概念和加强练习二者是相辅相成的，有时需要反复交替进行，才能深化认识和培养能力。 4.2.1 通过讲解例题加强学生对概念的巩固 如：装满水的容器放在水平面上，容器上、下底面面积分别为S1、S2，各处水的高度如图求： （1） 水在A、B处的压强； （2） 水对容器底的压力。 解：（1）利用静止液体内压强的计算 公式：有 PA= 水gh1 PB=水g（h1+h2） （1）水对容器底的压力为： F=PBS2=水g（h1+h2）S 说明：容器中水的重力为G= 水g（S1h1+S1h1）表示水对容器底的压力大于容器中水的重力（为什么）；当忽略容器壁的重力时，而容器对水平地面的压力大小等于容器中水的重力。 又如：关于比热容，下列说法中正确的是：A、质量越大的物体比热容越大；B、温度升高时，吸收热量越多，物体的比热容越大；C、升高相同温度时，吸收热量越多，物体的比热容越大；D、质量相等的不同物质升高相同的温度，吸收热量越多，物体的比热容越大。 解：比热容是物质的一种属性，其量度式为c=Q/mt，即单位质量的某种物质温度升高10C吸收的热量，叫该物质的比热容。比热容是与物质数量多少无关的物理量，比较物质比热容大小的基本方法：相同质量的物质升高相同温度时，吸收热量越多的比热越大，所以，A、B、C均是错误；而D是正确的。换句话说，我们利用量度式c=Q/mt，来进行物质比热容大小的比较时，采用使Q、m、t中的两个因素固定，再根据第三个因素的变化情况进行比较，而固定一个因素或一个因素也不固定，是无法比较的。 4.2.2 准确理解，熟练记忆 在理解概念的基础上，熟记其中的道理，道理记住了，随时都可以回忆起概念的来龙去脉，从而巩固地掌握物理概念。 总之，学习一个概念，必须使学生了解它的来龙去脉，最后留在学生头脑里的是一幅能够反映现象之间密切联系的，完整的物理图景，而不是干巴巴，孤零零的几句话。 5、概念的运用 概念教学的最终目的是要能运用噶念解决有关问题，因此概念教学中要引导学生运用所学的物理概念来分析，解决有关物理问题，在概念的运用中，又能加深对概念的理解，形成自然记忆，并此可足进学生思维的积极性，及时暴露慨念学习中的