提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一：加強概念教學(xué)

摘要：物理概念在高中物理教學(xué)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(diǎn)，形成物理概念的途徑進(jìn)行了分析，旨在幫助學(xué)生理解物理概念。
關(guān)鍵詞：物理概念；重要性；特點(diǎn)；形成途徑
        在教學(xué)中經(jīng)常遇到這樣的現象：學(xué)生們在分析物理現象或處理物理問(wèn)題時(shí)，常常出現錯誤的判斷或者束手無(wú)策，也有的學(xué)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(méi)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(diǎn)？掌握基本物理概念的過(guò)程及如何進(jìn)行物理概念教學(xué)等等，是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一。
        概念是反映客觀(guān)事物本質(zhì)的一種抽象。某一物理概念，就是某一事物、現象的本質(zhì)在人的大腦中的反映，它是在大量觀(guān)察、實(shí)驗，獲得感覺(jué)、知覺(jué)，形成觀(guān)念的基礎上，通過(guò)分析、比較、綜合、歸納、想象，區別出個(gè)別與一般、現象與本質(zhì)，把一些事物的本質(zhì)的、共同的特征集中起來(lái)加以概括而建立的。一切概念都要通過(guò)詞語(yǔ)來(lái)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(diǎn)，結合平時(shí)課堂教學(xué)實(shí)踐，就加強概念教學(xué)談?wù)勛约旱那猩眢w會(huì )。
        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(xué)要達到的目標之一，也是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。物理概念是反映物理現象，物理過(guò)程本質(zhì)屬性的一種抽象，是在大量觀(guān)察、實(shí)驗的基礎上，運用邏輯思維的方法，把一些事物本質(zhì)的，共同的特征集中起來(lái)加以概括而形成的。它是人類(lèi)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(zhì)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(xué)的主要任務(wù)之一，也是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。
        二、物理概念的特點(diǎn)
        1.物理概念是觀(guān)察、實(shí)驗與科學(xué)思維的產(chǎn)物
        例如，我們觀(guān)察到下列一些現象：月亮會(huì )升起，汽車(chē)會(huì )前進(jìn)，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(kāi)它的具體形象，從它們的共性去考慮時(shí)，就會(huì )發(fā)現其共同的特征，即一個(gè)物體相對另一個(gè)物體的位置隨時(shí)間變化。于是，我們把這個(gè)從一系列具體現象中提煉出來(lái)，又反映著(zhù)這一系列具體現象本質(zhì)特征的抽象，叫做機械運動(dòng)。機械運動(dòng)就是一個(gè)物理概念。
        總之，任何一個(gè)物理概念，都是觀(guān)察、實(shí)驗與科學(xué)思維相結合的產(chǎn)物。
        2.定量的物理概念，是可以用數學(xué)和測量聯(lián)系起來(lái)的
        許多物理概念，如力、質(zhì)量、速度、溫度……都具有定量的表示，如某個(gè)力是100牛頓，某物體的質(zhì)量是１千克，……然而，也有許多物理概念，表面看來(lái)，是不定量的。實(shí)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(zhì)點(diǎn)，則意味著(zhù)質(zhì)點(diǎn)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(xué)物理涉及的概念約四百余個(gè)，大致可以分為以下四類(lèi)：
        第一類(lèi)是反映物質(zhì)屬性的。如：運動(dòng)、慣性、質(zhì)量、能量、電、磁、波粒二象性等，這類(lèi)概念的特點(diǎn)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(zhù)知識學(xué)習的積累和發(fā)展才能由表及里、由淺入深地加深對概念的理解。
        第二類(lèi)是反映物質(zhì)及其性質(zhì)的。如：速度、加速度、密度、電場(chǎng)強度、電勢、電動(dòng)勢、電阻、電容等。它們的共同特點(diǎn)是：用兩個(gè)或幾個(gè)物理量的比值來(lái)表示它們的定義。
        第三類(lèi)是反映物質(zhì)間相互作用關(guān)系的。如：力、壓強、沖量、功、熱量。這些概念的特點(diǎn)是：與物質(zhì)間相互作用密切關(guān)聯(lián)，對于單個(gè)物質(zhì)是毫無(wú)意義的。
        第四類(lèi)是一些描述物理現象的名稱(chēng)。如：勻速直線(xiàn)運動(dòng)、圓周運動(dòng)、簡(jiǎn)諧運動(dòng)、反射、折射、干涉、靜電感應、電磁感應、反射性、核反應、質(zhì)量虧損等。這類(lèi)概念的特點(diǎn)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(chǎn)生的原因、條件、及規律。
        能否使學(xué)生真正地理解概念直接影響到某一章乃至整個(gè)物理學(xué)的學(xué)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(guò)程本質(zhì)屬性的一種抽象。教學(xué)設計時(shí)必須通過(guò)感知活動(dòng)、觀(guān)察實(shí)驗、科學(xué)抽象、歸納總結、理解運用等一系列實(shí)踐活動(dòng)，才能獲得研究物理問(wèn)題的感性材料，在這個(gè)基礎上，經(jīng)過(guò)認識加工，思維整理，從而突破對物理概念的理解。
        1.通過(guò)感知活動(dòng)，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(guò)程，教學(xué)中要引導學(xué)生在日常生活中對身邊的物理問(wèn)題勤觀(guān)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(guò)大量的現象和事例，調動(dòng)學(xué)生的積極思維，對感知事物或現象經(jīng)思維加工，剔除次要的、非本質(zhì)的因素，從而揭示事物的本質(zhì)以形成概念。
        2.通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗，為概念的形成提供科學(xué)依據
        物理知識來(lái)源于實(shí)踐，特別來(lái)源于觀(guān)察和實(shí)驗，物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗性科學(xué)。意大利偉大的物理學(xué)家伽利略就是通過(guò)比薩斜塔上著(zhù)名的自由落體運動(dòng)實(shí)驗，來(lái)推翻亞里士多德關(guān)于重的物體下落快，輕的物體下落慢的錯誤結論的。在教學(xué)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(shí)驗，通過(guò)實(shí)驗來(lái)揭示隱含的不易察覺(jué)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(kāi)，一張揉成團，在同一高度同時(shí)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(guān)點(diǎn)瞬間就被質(zhì)疑了，學(xué)生的好奇心、求知欲瞬間就被調動(dòng)起來(lái)了。
        3.通過(guò)科學(xué)抽象，突出本質(zhì)，摒棄非本質(zhì)，使認識由感性上升到理性。這是學(xué)生形成概念的關(guān)鍵
        物理概念是人腦對物理現象和過(guò)程等感性材料進(jìn)行“科學(xué)抽象”的產(chǎn)物。教學(xué)中，在介紹或學(xué)生已獲取的有關(guān)感性材料的基礎上，要引導學(xué)生通過(guò)比較、分類(lèi)、類(lèi)比、歸納和演繹、分析和綜合等抽象思維的方法，參與“科學(xué)抽象”活動(dòng)，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(xué)過(guò)程中引導學(xué)生逐步深入分析，才能糾正一些錯誤認識。        4.通過(guò)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(zhì)屬性，是該事物區別于其他事物的本質(zhì)特征。例如，在“電勢”教學(xué)時(shí)，必須讓學(xué)生明白電勢是描述靜電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢用置于該點(diǎn)的檢驗電荷所具有的電勢能與檢驗電荷電量的比值來(lái)度量，電場(chǎng)中不同的位置有不同的電勢，它決定于電場(chǎng)本身的性質(zhì)，但與置于電場(chǎng)中的檢驗電荷q無(wú)關(guān)。電勢同電勢能、電場(chǎng)強度的概念不同，電勢能是用來(lái)描述電荷在電場(chǎng)中所具有的勢能，其大小既與電場(chǎng)有關(guān)，又與引入電場(chǎng)中的電荷有關(guān)。電場(chǎng)強度反映靜電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強度的大小也只與電場(chǎng)本身有關(guān)，而與檢驗電荷無(wú)關(guān)。電勢和電場(chǎng)強度都是從不同角度描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，它反映了電場(chǎng)與其它事物的本質(zhì)區別。
        物理概念的外延則是指所反映的物理現象本質(zhì)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(chǎng)，而不適用于交變電場(chǎng)。
        5.通過(guò)多種途徑和方法，使學(xué)生著(zhù)重理解概念的物理意義
        第一，對于所得到的結論，要用學(xué)生容易理解的語(yǔ)言文字或數學(xué)式子來(lái)表達。一般先用語(yǔ)言文字表達，再“翻譯”成數學(xué)表達式。這使學(xué)生對有關(guān)的概念獲得一個(gè)明確、完整的認識。
        第二，對于概念的文字表達，不應要求學(xué)生機械地記憶，重要的是要及時(shí)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(guò)程中，使之對有關(guān)概念的物理意義不斷加深理解。例如：一火車(chē)在平直軌道上勻速行駛，坐在車(chē)廂里的人，豎直向上拋出一個(gè)物體，此物體下落后會(huì )落到原來(lái)的拋出地點(diǎn)嗎？對于這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生不斷爭論的過(guò)程，就是具體與抽象反復結合的過(guò)程，學(xué)生通過(guò)爭論對慣性的理解就會(huì )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(lián)系，以加深理解。在物理學(xué)中，有些概念看來(lái)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(lián)系。例如電壓是反映靜電場(chǎng)力做功，把電能轉變成其它形式的能的物理量；電動(dòng)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(zhì)的區別，在量值上它們都是以移動(dòng)1庫侖電荷做功的多少來(lái)量度的，二者單位都是“伏特”。所以，電壓和電動(dòng)勢的物理意義是不同的，但它們之間又是有聯(lián)系的。當學(xué)生對這兩個(gè)物理量有了這樣的理解后，在他們學(xué)習全電路歐姆定律時(shí)，從能量轉換和守恒的角度來(lái)推導和理解這個(gè)定律就不困難了。
        第四，物理學(xué)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(guān)存在的依存關(guān)系上去全面理解，而不能只從它們之間所反映的數量關(guān)系來(lái)形式說(shuō)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(lǐng)會(huì )只有在純電阻電路中才是等效的。
        第五，通過(guò)階段性的學(xué)習，讓學(xué)生逐步形成概念。人的認識規律總是從簡(jiǎn)到繁、從易到難、從淺入深的過(guò)程。一個(gè)完整的概念的形成和掌握也需要有一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。因此，強調一次講深講透的做法是不符合學(xué)生的認識規律的。正確的做法應隨著(zhù)學(xué)習的進(jìn)展，逐步擴大和加深對概念的理解，而每一個(gè)階段的學(xué)習都應有明確的要求；同時(shí)，不同階段的學(xué)習，又必須相互聯(lián)系，形成一個(gè)整體，以最終形成一個(gè)相對完整的概念。此外，要學(xué)生牢固掌握概念，還必須讓學(xué)生在運用知識、解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中不斷加深。
        總之，一個(gè)概念的形成，理解并掌握是一個(gè)較為復雜的過(guò)程，是一個(gè)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(fā)展過(guò)程，是認識不斷深化的過(guò)程。作為一名物理教師，要想提高教學(xué)質(zhì)量，必須加強物理概念教學(xué)。 
參考文獻：
[1]李新民.物理教學(xué)論[M].北京：科學(xué)出版社，2005.
[4]封小超.物理課程與教學(xué)論[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

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