提高物理教學質量的重要途徑之一：加強概念教學

提高物理教學質量的重要途徑之一：加強概念教學

摘要：物理概念在高中物理教學中非常重要。本文主要從物理概念的重要性，物理概念的特點，形成物理概念的途徑進行了分析，旨在幫助學生理解物理概念。
關鍵詞：物理概念；重要性；特點；形成途徑
        在教學中經常遇到這樣的現象：學生們在分析物理現象或處理物理問題時，常常出現錯誤的判斷或者束手無策，也有的學生對概念倒背如流，但一用就錯。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？掌握基本物理概念的過程及如何進行物理概念教學等等，是提高物理教學質量的重要途徑之一。
        概念是反映客觀事物本質的一種抽象。某一物理概念，就是某一事物、現象的本質在人的大腦中的反映，它是在大量觀察、實驗，獲得感覺、知覺，形成觀念的基礎上，通過分析、比較、綜合、歸納、想象，區別出個別與一般、現象與本質，把一些事物的本質的、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，定義是對概念內涵(物理意義)的揭示，條件是對概念外延(適用范圍)的限制。
        本文根據物理概念的特點，結合平時課堂教學實踐，就加強概念教學談談自己的切身體會。
        一、物理概念的重要性
        物理概念不僅是物理基礎知識的重要組成部分，而且是構成物理規律，建立物理公式和完善物理理論的基礎和前提。對物理概念的理解和認識是教學要達到的目標之一，也是教學的出發點。物理概念是反映物理現象，物理過程本質屬性的一種抽象，是在大量觀察、實驗的基礎上，運用邏輯思維的方法，把一些事物本質的，共同的特征集中起來加以概括而形成的。它是人類智慧的結晶，它又使人們在紛繁復雜的物理世界中，把握事物的本質特征，成為物理思維的有力工具。所以，如何突破對物理概念的理解是物理教學的主要任務之一，也是提高物理教學質量的重要途徑。
        二、物理概念的特點
        1.物理概念是觀察、實驗與科學思維的產物
        例如，我們觀察到下列一些現象：月亮會升起，汽車會前進，機器在工作，人在行走等等。盡管這些現象的具體形象不同，但是我們可以撇開它的具體形象，從它們的共性去考慮時，就會發現其共同的特征，即一個物體相對另一個物體的位置隨時間變化。于是，我們把這個從一系列具體現象中提煉出來，又反映著這一系列具體現象本質特征的抽象，叫做機械運動。機械運動就是一個物理概念。
        總之，任何一個物理概念，都是觀察、實驗與科學思維相結合的產物。
        2.定量的物理概念，是可以用數學和測量聯系起來的
        許多物理概念，如力、質量、速度、溫度……都具有定量的表示，如某個力是100牛頓，某物體的質量是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：如果研究對象是質點，則意味著質點的加速度等于零，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
        中學物理涉及的概念約四百余個，大致可以分為以下四類：
        第一類是反映物質屬性的。如：運動、慣性、質量、能量、電、磁、波粒二象性等，這類概念的特點是：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。只有隨著知識學習的積累和發展才能由表及里、由淺入深地加深對概念的理解。
        第二類是反映物質及其性質的。如：速度、加速度、密度、電場強度、電勢、電動勢、電阻、電容等。它們的共同特點是：用兩個或幾個物理量的比值來表示它們的定義。
        第三類是反映物質間相互作用關系的。如：力、壓強、沖量、功、熱量。這些概念的特點是：與物質間相互作用密切關聯，對于單個物質是毫無意義的。
        第四類是一些描述物理現象的名稱。如：勻速直線運動、圓周運動、簡諧運動、反射、折射、干涉、靜電感應、電磁感應、反射性、核反應、質量虧損等。這類概念的特點是：就其概念本身而言，并不難理解，難理解的是這些物理現象產生的原因、條件、及規律。
        能否使學生真正地理解概念直接影響到某一章乃至整個物理學的學習，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象，物理過程本質屬性的一種抽象。教學設計時必須通過感知活動、觀察實驗、科學抽象、歸納總結、理解運用等一系列實踐活動，才能獲得研究物理問題的感性材料，在這個基礎上，經過認識加工，思維整理，從而突破對物理概念的理解。
        1.通過感知活動，為概念的形成提供認識基礎。概念的形成是極為復雜的認識過程，教學中要引導學生在日常生活中對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，形成具體的感性認識。通過大量的現象和事例，調動學生的積極思維，對感知事物或現象經思維加工，剔除次要的、非本質的因素，從而揭示事物的本質以形成概念。
        2.通過觀察實驗，為概念的形成提供科學依據
        物理知識來源于實踐，特別來源于觀察和實驗，物理學是一門實驗性科學。意大利偉大的物理學家伽利略就是通過比薩斜塔上著名的自由落體運動實驗，來推翻亞里士多德關于重的物體下落快，輕的物體下落慢的錯誤結論的。在教學中，教師要根據概念形成的需要，有計劃、有目的地精心設計實驗，通過實驗來揭示隱含的不易察覺的規律，從而形成穩固的概念。例如，用兩張相同的紙片，一張攤開，一張揉成團，在同一高度同時釋放，讓它們自由下落，結果同樣重的紙片下落也有快慢之分，亞里士多德的觀點瞬間就被質疑了，學生的好奇心、求知欲瞬間就被調動起來了。
        3.通過科學抽象，突出本質，摒棄非本質，使認識由感性上升到理性。這是學生形成概念的關鍵
        物理概念是人腦對物理現象和過程等感性材料進行“科學抽象”的產物。教學中，在介紹或學生已獲取的有關感性材料的基礎上，要引導學生通過比較、分類、類比、歸納和演繹、分析和綜合等抽象思維的方法，參與“科學抽象”活動，概括總結得出結論，而不是一字不漏地背誦課文的定義。這就需要教師在教學過程中引導學生逐步深入分析，才能糾正一些錯誤認識。        4.通過討論歸納，掌握概念的內涵和外延
        物理概念的內涵是反映在概念中的物理現象的本質屬性，是該事物區別于其他事物的本質特征。例如，在“電勢”教學時，必須讓學生明白電勢是描述靜電場能的性質的物理量，電場中某點的電勢用置于該點的檢驗電荷所具有的電勢能與檢驗電荷電量的比值來度量，電場中不同的位置有不同的電勢，它決定于電場本身的性質，但與置于電場中的檢驗電荷q無關。電勢同電勢能、電場強度的概念不同，電勢能是用來描述電荷在電場中所具有的勢能，其大小既與電場有關，又與引入電場中的電荷有關。電場強度反映靜電場力的性質的物理量，電場強度的大小也只與電場本身有關，而與檢驗電荷無關。電勢和電場強度都是從不同角度描述電場性質的物理量，它反映了電場與其它事物的本質區別。
        物理概念的外延則是指所反映的物理現象本質屬性的對象的適用條件和范圍。如電勢的概念只適用于靜電場，而不適用于交變電場。
        5.通過多種途徑和方法，使學生著重理解概念的物理意義
        第一，對于所得到的結論，要用學生容易理解的語言文字或數學式子來表達。一般先用語言文字表達，再“翻譯”成數學表達式。這使學生對有關的概念獲得一個明確、完整的認識。
        第二，對于概念的文字表達，不應要求學生機械地記憶，重要的是要及時地將其“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結合的過程中，使之對有關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，豎直向上拋出一個物體，此物體下落后會落到原來的拋出地點嗎？對于這個問題，學生不斷爭論的過程，就是具體與抽象反復結合的過程，學生通過爭論對慣性的理解就會深入一步了。
        第三，容易混淆的概念，可采用對比的方法，明確其區別與聯系，以加深理解。在物理學中，有些概念看來很相似，但其意義卻不相同。對于這些概念，我們可采用對比的方法，弄清其區別與聯系。例如電壓是反映靜電場力做功，把電能轉變成其它形式的能的物理量；電動勢是反映非靜電力做功，把其它形式的能轉變成電能的物理量。這是它們質的區別，在量值上它們都是以移動1庫侖電荷做功的多少來量度的，二者單位都是“伏特”。所以，電壓和電動勢的物理意義是不同的，但它們之間又是有聯系的。當學生對這兩個物理量有了這樣的理解后，在他們學習全電路歐姆定律時，從能量轉換和守恒的角度來推導和理解這個定律就不困難了。
        第四，物理學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。應從物理量之間客觀存在的依存關系上去全面理解，而不能只從它們之間所反映的數量關系來形式說明。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，領會只有在純電阻電路中才是等效的。
        第五，通過階段性的學習，讓學生逐步形成概念。人的認識規律總是從簡到繁、從易到難、從淺入深的過程。一個完整的概念的形成和掌握也需要有一個發展的過程。因此，強調一次講深講透的做法是不符合學生的認識規律的。正確的做法應隨著學習的進展，逐步擴大和加深對概念的理解，而每一個階段的學習都應有明確的要求；同時，不同階段的學習，又必須相互聯系，形成一個整體，以最終形成一個相對完整的概念。此外，要學生牢固掌握概念，還必須讓學生在運用知識、解決實際問題的過程中不斷加深。
        總之，一個概念的形成，理解并掌握是一個較為復雜的過程，是一個特殊認識和一般認識、感性認識與理性認識的反復結合、相互作用的辯證發展過程，是認識不斷深化的過程。作為一名物理教師，要想提高教學質量，必須加強物理概念教學。 
參考文獻：
[1]李新民.物理教學論[M].北京：科學出版社，2005.
[4]封小超.物理課程與教學論[M].北京：科學出版社，2005.

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