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谈 物 理 概 念 及 教 学（三） (六)、举反例，抓变式，深化概念。物理概念往往是从正面阐述，从而导致教师讲解时机械地讲授物理概念，如果教学时，在学生正面认识概念的基础上，引导学生从反面或侧面去剖析，可深化对要领的理解，且这种理解从其广度上是正面达不到的。 物理概念十分严密的。它是人们在抽象出物理现象的共同属性后，概括出来的结论，因此在教学中既可以从正面在概念意义上逐句推敲、分析，也可用反例来深化理解。如磁力线概念，可以这样进行提问：“教材及习题中都没有出现相交的磁力线， 那么有没有相交的磁力线？”这样激起学生的兴趣，然后通过解释，可以深化对磁力线概念的理解。 在教学中不依常规，寻求变异，即在变换问题的形式、角度去寻求问题的答案的过程中引导学生从“变”的现象去发现“不变”的本质，从“不变”中去寻找“变”的规律，这样可以逐步培养学生灵活多变的思维能力，透彻理解概念。如公式 既可以用，也可用来表示，两式区别在于前式是磁场随时间发生变化，而后式是面积随时间变化，二者虽现象不同，但实质一样，故结论也一样。在教学中，通过这样的变化，不仅可以使学生思维流畅，而且也加深了对概念的理解。在概念教学中，还要把日常形成的直观概念与科学概念的比较，新学概念与原有概念的比较，相似相近概念的比较，相反相对概念的比较等。在教学中，要克服直观概念的先入为主，准确分析他们与科学概念的内在联系与区别，明确科学概念的内涵、外延，抓住其本质特征，通过科学的比较分析，突破难点，提高直观概念和科学概念的认识、理解，由于人们在思想方法上的习惯特点，对其共同的特征往往容易记住，而对它们之间的细微差别却不易分辨清楚，所以，在对相近相似概念比较时，要着重指出它们之间的区别。相反相对概念，如正功、负功、竖直上抛和下抛，左手定则和右手定则等，由于思想认识的特点，对这些概念往往记住最显著不同的点，而容易忽视它们之间的内在联系。其实如果他们没有共同的地方又怎么会产生意义上的相对呢，因此在比较相反相对概念时要特别强调它们之间的共同联系。 (七)设陷井，求对比，强化概念。在概念教学中，要有针对性地抓住具有普遍意义的典型错误，有意识地布置陷井，引导学生上当、受挫，并启发学生发现问题，提出质疑，进行争论，从矛盾中发现问题，进行辨析，增强刺激，使学生从“陷井”中挣脱出来，从而不仅使学生准确、全面地强化对概念的理解，而且培养学生逐步养成用批判的态度对待问题，提高学生准确、迅速辨明是非的辨别能力和推理能力。 (八)找联系，抓比较，巩固概念。许多概念既有本质不同的一面，又有内在联系的一面，教学中既要注重某一概念的本身，又要注重与其他概念的联系，避免不同概念间的混淆不清。如对电场和磁场概念，电场和磁场存在着不可分割的联系，正如一切运动和静止具有相对的意义一样，电场与磁场也相互依存相互联系。静止电荷周围空间存在一个不变的电场，而运动电荷的周围空间，不但存在一个变化的电场，而且还存在一个磁场，也就是说，电可以产生磁，磁可以产生电，电和磁构成一个不可分割的统一体——电磁场。磁和电又有区别，第一是现象不同；其二，可以有独立存在的正电荷和负电荷，而没有独立存在的磁单极。这个事实反映在电力线和磁力线上的区别：静电场中的电力线不是闭合曲线，它是始于正电荷而终于负电荷的，而磁场中的每一条磁力线都是闭合曲线。又如，在学习磁场概念后，可以指导学生将电场强度和磁场强度两个概念运用列表方式进行如下层次的对比：①产生；②特性；③方向确定；④表达式及单位；⑤描述方法；⑥异同点。通过比较，使学生认识它们既有本质不同，又有内在的联系，从而达到深化和巩固概念的效果。又如：B、△B、△B/△t这三个概念可引导学生与V、△V、△V/△t和q、△q、△q/△t进行类比，使学生很快地接受新概念，并对“B大，B的变化率不一定大”和“B为零，B的变化率可能最大”等一类难点也就迎刃而解了。当我们从“异”中求“同”找联系，“同”中求“异”抓对比，寻找联系，区别异同，从而更好地了解概念的联系和区别，全面正确理解概念，而且能培养学生逻辑思维、知识迁移方面的能力。 九、物理概念教学的引入方式 正确地引入概念，不仅对于学生牢固地掌握知识有很大的意义，而且对于引导学生积极独立思考，培养科学态度和科学方法及发展学生智力尤为重要。 引入概念，要明确地提出所要研究的问题。因为人的思维活动总是为了解决某一问题开始的。当人们面临着不了解问题，而这些问题对于人们又是有意义的时候，人们便想了解它，产生了解问题的愿望，与此同时人们的思维便开始了。所以只有这样，学生才能积极独立地进行思维。所以，在引入概念前，一定要使学生了解为什么要学习这个概念？有什么重要意义？有什么必要性？即要把教师的教学目的转化为学生的学习目的，使学生明确和具有学习该概念的目的性和积极性。 (一)、从观察到物理现象引入。即联系学生生活实际和生产实际的具体事例，使学生感到亲切而自然。 如介绍“离心现象”一节时，可提出这样的问题：杂技演员用绳子拴住内有金鱼和水的金鱼缸，手抓住绳子使缸在竖直平面内作圆周运动，为什么在最高点时水和鱼不从缸中落出？这时金鱼缸至少为多大的角速度时，才能完成上述表演。 这样引入概念，能强烈地吸引学生去追求答案，激发他们积极思维，用这种方法常常可以使一些平时对物理没有兴趣的学生，也能抱着很大的热情参加对问题的讨论。 (二)、从演示实验结果引入。如引入“大气压”的概念时，可先做一个演示实验，将酒精浸入棉球，点燃后放入广口瓶内，燃烧片刻，使瓶中气体稀薄，然后将一只熟鸡蛋外壳剥去，并置于较蛋稍小的瓶口，随后将看到鸡蛋掉在瓶内，由此引入“大气压”的概念。讲洛仑磁力概念时，演示阴极射线在磁场中偏转，效果明显，令学生终生难忘，有了生动的感性认识。再引导学生科学抽象，从而建立洛仑磁力概念。这样的实验演示，所提供的现象新颖和生动，不仅符合认识规律，易于学生理解接受，而且能激发学生解答问题的欲望，促进学生积极地思考。 (三)、从旧概念不能概括说明的问题引入。日常生活中描写运动状态用动、静、快、慢等词来进行，但它们不能正确地加以区别、比较及量度真实的运动状态，因此要引入速度的概念；速度只能表示运动快慢和方向，但它不能说明运动的变化，因此又要引入加速度概念，等等。用这种方法引入，除了使学生感到引入新概念的必要性外，还有助于理解概念的物理意义。 (四)、从概念间的内在联系引入。如即时速度的概念，可以从平均速度的概念引入，功率的概念可以由功的概念引入。 (五)、从实际需要引入。引入串、并联电路的概念时，可先问学生节日用的一串彩色电灯同时点亮或熄灭，应怎样连接？教室里的日光灯怎样连接才能使一盏灯点亮或熄灭时不影响其他日光灯？从实际引入概念，对于学生将理论用于实践有着很大的帮助，同时还使学生知道理论是如何被用来解决实际问题的。 十、物理概念教学的注意问题 (一)、形成概念应注意阶段性。因为认识是一个从现象到本质，从粗浅的本质到较深刻的本质的逐渐深化的过程。因此，完整概念的形成有一个发展过程，故而应从教材和学生的实际出发，注意概念教学的阶段性，逐步加深、增广，做到既使每个阶段具有十分明确的要求，也使各个阶段相互联系，达到最终形成一个完整的概念。 在教学中，对物理现象、过程的本质揭露得越充分，也就越能使学生深刻理解、牢固掌握，而不致被非本质的东西所迷惑。如力的概念，学生刚接触它时，理解十分肤浅的。只有当接触到重力、弹力、摩擦力以后，力的概念才趋于具体化，而当它运用于受力分析时，才可以进一步理解其相互作用的性质；到了用它解决形变问题和动力学问题时，就具体体会到了力的效果；将它运用到力的合成、分解之中，才能理解其矢量性；而当它跨越力学范围、进入电磁学领域以后，力的概念就进一步扩大了。又如关于电动势的概念，在《稳恒电流》一章中，只讲它是反映电池这种电源的特性，是把化学能转化电能本领的物理量。学过《电磁感应》和《交流电》后，明确了做切割磁力线运动的导体及有磁通量变化的导体回路等其他形式的能转化为电能的本领。这样既讲了电动势的外延，又进一步揭示了它的内涵，经过如此反复，达到了对物理概念的深刻理解。对不同阶段有着不同的要求，而不同阶段的学习又相互联系，成为一个整体，以至最终形成一个相对完整的概念，这既符合学生的年龄特征，又遵循人们认识事物的规律。教师如果企图过早地要求学生对力的概念有全面透彻的理解，即所谓“讲深”、“讲透”，就违反了认识规律，效果则适得其反，即所谓“少则得，多则惑”了。 (二)、理解概念要注意灵活性。为了让概念教学达到预期目的，即使学生对所讲授概念能有全面、深刻的理解和牢固掌握，还必须在应用它解决具体问题的实践中才能完成。教师必须有计划有目的地针对性地认真选题，使选题具有灵活性和典型性。 虽然概念是物理解题的基础，但不同解答者在解题中对概念的运用水平和能力是大有差异的，教学中应当引导学生学会灵活运用概念，以使问题获得最为迅捷地解决，在具体解题中，根据概念的基本意义及问题的特征，运用等效变换的思想方法来定义等效概念，是巧妙、创造地运用概念的典型反映。物理学中所有的物理量的平均值，以及等效重力场、等效重力加速度、等效质量、等效电动势、等效电阻，等等，都属于等效概念，等效概念的运用，能使复杂的问题简单化，陌生问题熟悉化。灵活性另一方面对概念不能只局限在某一个侧面，而要从概念的各个侧面去提出问题，如学了电场强度的概念后，可向学生提问，在电场中A点放入一个电量为q的点电荷，受到电场力是F，现若在A点放一个电量为2q的点荷，该点电场强度是多大？若再问，A点不放电荷，A点的电场强度又多大呢？让学生从中总结教训，找出错误所在，有利于学生对所学概念的全面理解和掌握。 典型性是指所选题要突出概念的基本特征，并结合学习中存在的难点和常常易混淆而出现的错误。例如，在平面上放一质量为5kg物体，现用1N的力去推，动摩擦因数为0.1，问摩擦力多大？学生用Ff=μN计算，就说是4.9N。若再问物体做何种运动？学生计算出加速度是负的，则说是与推力方面相反的加速运动。这显然是对静摩擦力和摩擦力的概念没有真正理解。又如，一物体做直线运动，前一半位移平均速度为V1，后一半位移平均速度为V2，全移的平均速度是多少？启发学生理解平均速度概念的意义，然后由 和t1=,t2=及t=t1+t2，得出，绝不可写成，绝不能将平均速度与速度平均值混为一谈。(三)、认识概念注意区分不混淆。在学习一个容易和旧概念混淆的新概念时，应及时指出它们的区别并适当教给他们区分的方法。例如，讲到动量时要与已学过的动能对比，指出其区别：如两者本身物理意义不同，和它们直接关联的其它物理量不同，动量的变化直接和冲量相关联，而动能的变化直接和功相关联；它们的单位不同，动量是矢量、动能是标量。 减少概念混淆的方法，是在学生运用概念中发生差错时，结合各种错误的不同情况，有针对性地加以纠正。例如，竖直上抛运动物体到达最高点时，因速度为零，不少学生认为加速度也为零，这是由于加速度概念不清，教师应强调，加速度是表示“速度变化快慢”，物体上升到最高点时速度为零，但速度还在变化，所以加速度不为零。这类错误在教学过程中是不可能避免的。教师要因势利导，在纠正错误中使学生加强对概念的理解和加强运用概念分析问题的能力。 (四)应用概念需有致用方法。怎样以概念为“钥匙”去打开问题“之锁”，这是学习概念的主要目的，也是教学中的最大难点。而且学生只有通过自身的实践活动，才能提高自己学以致用的能力。教师必须更加重视对致用方法的指导。 例：图1表示一交流电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是 A、 A B、5AC、3.5A D、3.5 A第一步，找出跟问题有关的概念有：有效值是等效替代交流的直流的数值； 第二步，确定实用的概念，有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应来定义的，所谓等效的前提条件是“同一电阻”和“同一时间”； 第三步，掌握关键概念：考察时间应足够长，对周期性的交流，应取周期的整数倍，如是可迎刃而解， 。 在这题求解中，只要“等效”涵义要弄清，“有效时区”要分明，“计算关系”要辨别，问题便迅捷求解。 在指导学习方法的实施中，我们还应做到既要面向全面学生，而对不同程度的学生又应有不同层次的要求，而且也不能过于强调施用统一的学习方法，而应鼓励和提高学生善于从多种学习方法中选择最适用自己的学习方法，最有效地达致概念学习中“悟”和“用”的目标。 综上所述，使学生形成正确概念是中学物理教学的一项十分重要的任务，这是要在整个教学过程中逐步完成的，这毕竟是一个十分复杂而又十分艺术的过程，这需要师生双方的共同努力，但教师起着主导作用，首先教师在备课时深入钻研课标、大纲，认真分析教材，把握内容的深广度。教师对教材的重视必然唤起学生对课本的注意，从而将学生从题海中解脱出来，把主要精力放在基本概念和基本理论的学习和研究上，进而再引导他们应用所学知识去处理实际问题，达到知识的巩固和深化。如此长期坚持下去，对学生智力的开发及能力的培养将大有裨益。我们的教学目的，不是让学生成为教本的贮藏工具，而最终是要他们成为社会各行各业的有用人才，中学物理学是门综合性很强的学科，具有培养学生各方面“能力”的作用，我们应为之而努力。 参考书目: 《创新教育全书》 柳斌 九洲图书出版社 2001.5 《创新教育方法艺术全书》 柳斌 九洲图书出版社 2001.5 《教育创新方法》 周明星 中国人事出版社 1999.10 《中学物理创新教法思维训练方案》 王棣生 1999.8 《教育评价的理论与实践》 刘本固浙江教育出版社 2002.9 作者简介： 束义福、男、毕业于安徽师范大学物理系。中学高级教师、特级教师。中国物理学会会员。中国教育学会物理教学研究会会员。中国发明协会会员。东方书画艺术家学会理事。巢湖市中学高级教师职务评审委员会委员。中国管理科学研究院学术委员会特约研究员。 获“安徽省特级教师”称号。享受国务院“政府特殊津贴”。获“全国优秀教师”称号并获奖章。获“巢湖市专业技术拔尖人才” 称号。获“中国素质教育科研之星”奖章。 在《物理教学》、《物理通报》等二十多家省级、国家级CN报刊上发表文章200多篇，有的被中国人民大学书报资料复印中心全文收录。参编、主编教科研论著及教辅用书9部。多项成果获省级奖和国家专利。 |
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