中学物理概念教学漫谈.doc
《中学物理概念教学漫谈.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中学物理概念教学漫谈.doc(18页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、中学物理概念教学漫谈每当我们阅完学生的试卷进行教学评估时,常常要说:“学生的物理概念模糊不清”。可见,物理概念教学当前仍是一个薄弱环节。一、物理概念举足轻重众所周知,正确地理解物理概念是学好物理学的基础。例如,力的概念和能量的概念是贯穿中学物理的一条主线。在运动学中,只有知道了物体的位移和速度,才可以了解物体的运动情况,所以位移和速度两个概念是贯穿运动学的基本概念,它们的内在联系构成了运动学基本规律。同样,力、质量、惯性、加速度是贯穿动力学的基本概念,它们的内在联系构成了牛顿运动定律。站在牛顿运动定律的角度去观察、思维、就可窥见整个经典力学。如果没有理解力的概念,那就很难理解牛顿运动定律;如果
2、对力学的基本概念模糊不清,那么,想学好电学也缺乏基础。所以,物理概念是物理思维的细胞,从逻辑学的角度来说,物理学就是在实验的基础上,由物理概念组成的判断和推理的逻辑体系。由此可见,物理学中最重要的是物理概念。如果把物理定律比作构成宏伟、壮丽的物理学大厦的支柱,那么物理概念便是构成物理学大厦的砖瓦基石。二、物理概念教学程序(一)物理概念的引入在物理概念教学中,首先要使学生明白原有概念的局限,从而知道为什么要引入新的物理概念。例如。“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,比较其体积的大小,使学生从中悟出物质的一
3、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”。接着问学生“我们能根据物质的颜色、气味、硬度来辨认物质,但如果两种物质的颜色。气味、硬度都相同时,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的特性,从而领会用单位体积的质量来表征物质的一种特性的方法,由此便引入了密度这个概念。(二)物理概念的形成知道了引入概念的必要性后,接着的问题是理解这个概念到底怎样描述了某一物理现象的本质?它的内容是什么?一句话,概念是怎样形成或建立起来的?物理学是借“物”求“理”,物理概念是物理现象的本质在人们头脑中的反映,所以,为了形成概念,首先必须给学生提供足够
4、的感性材料(例如,列举生活中熟悉的实例,或观察模型、实物、示意图,或进行实验等等),然后启发诱导,让学生观察、思维、分析、比较“现象”的共同属性,概括、抽象出其本质,得出物理概念的定义,进而导出物理概念的定义式和单位(如果这个物理概念是物理量的话)。例如,匀变速直线运动的“加速度”这个概念的形成可以通过列举实例:火车开动时,它的速度从零增加到几十米每秒,需要几分钟。汽车开动时,它的速度从零增加到几十米每秒,只需几秒钟;步枪射击时,子弹的速度从零增加到几百米每秒,仅用千分之几秒;急速驶行的火车要停下来,需要几十秒钟;急速行驶的汽车要停下来,几秒钟就够了;子弹射入墙壁中,干分之几秒钟就可停止。由此
5、可知,常见的许多变速运动,其速度变化的快慢不同,而且差别较大。物体运动速度改变的快慢有重要的现实意义:百米赛跑,起跑时速度增加的快,可以缩短运动时间,提高成绩;汽车在紧急刹车时,速度改变的快,则可避免发生事故。“为了表示速度改变的快慢,便引入了一个新的物理概念“加速度”。值得注意的是,形成概念的前提是使学生获得十分丰富的、有助于形成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,这个过程只能由学生自己来完成。如果教师包办代替,在罗列一些物理现象之后,就简单地把物理概念的定义提出来,学生理解的不充分,就会造成对物理概念囫囵吞枣,死记硬背。(三)物理概念的剖析学生初步建立了概念,这只
6、是从正面对概念的认识。为了比较深刻地理解概念,还需要认识概念的反面,乃至左、右、上、下面,即从全方位来认识概念。为此,必须对概念进行解剖。1、概念的内涵与外延概念的内涵即概念的本质。概念的内涵既反映了物理对象某种属性的“质”,又反映了物理对象某种属性的“量”(即“量度方式”和“量度单位”),这样的物理概念也叫物理量。概念的外延即概念的适用范围,是指概念所反映的具有某一属性的一个个、一类类现象或事物。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。”例如,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
7、有属性是“物体对物体的作用”,此即力的内涵。力的概念所反映的特有属性的事物是具有这特有属性的所有的力,如万有引力、电磁力、核等具体的力,此即力的概念的外延。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”。2、概念的结构概念的结构指构成概念的要素。例如,“速度”的结构是位移与时间,“冲量”的结构是力与时间等等。概念教学要把概念与构成它的要素区分清楚。速度V既不是位移S,不是时间t,也不是St;St只是描述了速度,量度,在数值上等于速度的大小。3、概念的特征物理概念因它在物理学中的地位和作用的不同,各有自己的特殊性质。(1)固有特征:有些物理概念反映了物质或物体本身固有
8、的属性,这些属性不随外界条件的改变而改变,只由物质或物体本身所决定。例如,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;比热是物质本身的属性,每种物质都有比热且互不相同。又如,惯性是物体本身的属性。重力加速度、电场强度、磁感应强度是“场”物质本身的属性。密度、电荷、电阻、折射率等是实物物质本身的属性。应该注意的是,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。例如,用电压与电流强度之比定义或量度电阻的大小。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,但人们却无法感知物质的“电阻”属性,因为物质的固有属
9、性只能在它与周围其他事物的相互联系、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。(2)方向特征:有些物理现象的本质在量的方面既有大小、又有方向,那么描述这种现象的物理概念也具有方向特征。如力、动量等。(3)状态特征:有些概念是描述物理对象的状态的,物理对象所处的状态不变,描述状态的概念物理量就有确定的值。例如,压强、体积、温度是描述气体状态的概念;机械能是描述物体机械运动状态的概念等。(4)过程特征: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。例如,功的概念、热量的概念、冲量的概念等。(5)相对特征:有的物理现象是相对于某个事物而
10、言的,描述它的本质的概念就具有“相对”特征。例如,物体的运动与参照物有关,参照物不同就会得出不同的结论。例如,位移就是一个具有相对特征的概念。此外,速度、功、动量、动能、势能等也是具有相对特征的概念。(6)统计特征:描述大量微观粒子遵循统计规律运动所产生的宏观现象的本质的概念,具有统计特征。例如,气体“压强”概念是描述大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的效果;安培力是磁场对大量运动电荷作用力的宏观表现。此外,“物质波”、“电子云”等概念也是描述大量微观粒子运动遵循统计规律所产生的宏观现象的本质的。4、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与它相近的另
11、一概念的异同点及联系,帮助学生掌握概念体系。所谓概念体系是指由相邻概念(如静电场与重力场,电力线与磁力线,库仑定律与万有引力定律等)、相似概念(如质量与重量、动量与动能,电场强度与电场力,电压与电动势等)、相反概念(如力的合成与力的分解,正功与负功等)、并列概念(如电场强度与电势)、从属概念(如电场强度与点电荷电场强度等)组成的系列概念。只有当学生弄清了这些易混概念的区别与联系,才能正确理解概念,防止错用概念,提高运用概念的能力。(四)物理概念的历史任何一本物理教科书,都不可能孤立地讲述物理知识而不涉及物理学史。如中学物理中“光的本性”一章,就介绍了光的本性学说的发展简史,所以物理学史内容是中
12、学物理的有机组成部分。因为历史上物理学家对某一物理现象、概念或规律的发现,其思维过程与今天学生认识这一问题的思路往往有类似之处,所以概念教学有时可借助于物理学史料来启发学生思维。教学实践表明,学习物理学史,可以激发学生的学习兴趣,加深对物理概念的理解。对于物理概念,只有了解了它们在历史上如何产生、形成和发展的过程,才能更深刻地理解它们的本质。例如,“动量”和“动能”是物理学中两个极为重要的概念,它们都和质量、速度这两个概念有关。如果只讲述定义,即使详细罗列两者的区别,学生仍旧不能深刻领会这两个概念的物理本质,在分析具体问题时,经常会混淆不清。究竟是动量还是动能才真正是机械运动的量度呢?这个问题
13、在物理学史上曾经有过长期的争论。从17世纪笛卡儿和莱布尼兹等人作为量度运动量的物理量提出这两个概念后,经过半个多世纪的争论,直到19世纪中期,才由恩格斯根据当时自然科学的最新成就,特别是能量转化与守恒定律的发现,从运动转化的观点,精辟地论述了动量和动能这两个概念。恩格斯指出,如果运动的变化只局限于机械运动范围,不发生运动形式的转化,那么作为机械运动的量度,动量是适用的,当物体发生相互作用时,动量可以传递,系统动量的变化遵循动量守恒定律。如果机械运动消失,而以等量的其它形式的能量(势能、热能、电磁能、化学能等)出现,动量在这里就不能正确地反映运动的量的变化,机械运动的量度必须用动能来表示,系统机
14、械能的变化遵循机械能守恒定律。到了1905年,爱因斯坦创立了狭义相对论,进一步指出动量和动能原来是一个统一的“能量动量矢量”的不同分量,揭示了两种量度的统一,从而在一个新的水平上平息了两种量度的旷日持久的争论。当然,讲解物理概念发展史要与物理概念教学水乳交融、恰到好处,而不能牵强附会。(五)物理概念的巩固1、理解了概念的标准检查学生是否理解了概念,就看他们能否回答“概念是怎样引出来的?怎样形成或建立的?内涵和外延是什么?与其它概念有何关系?”这样几个问题。2、编撰适当例题在概念上容易出错的地方,编撰适当的例题,变化条件,多方设问。例如,为了巩固“电场强度”这一概念,可编撰下列一组问题:(1)为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中学物理 概念 教学 漫谈
链接地址:https://www.31doc.com/p-1609743.html