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谈物理概念及教学（一） 束 义 福 摘要：本文阐述物理概念的涵义、特点、分类以及对物理概念教学的目标、特点、环节、引入方式、基本方法与注意问题作尝试性探讨。 关键词：物理概念 物理概念教学 一、物理概念的一般涵义 物理概念是从大量的物理事实（实验结果）及逻辑思维结果的概括、抽象出来的，是反映物理本质属性和共同特征的一种科学抽象。是构建物理学理论体系的基本要素，是组织物理学领域的重要基础。物理概念既是对物质结构及其运动规律认识的一种结晶，又是解决物理问题的基础和出发点。 物理概念反映着人类认识物理世界艰难而漫长的智力活动过程，它是人类对物理世界进行分析、综合、分化、整合的精细化、准确化的产物。物理概念既是物理思维的产物，又是更高层次物理思维的工具。物理思维只有借助于概念才能提高推理和判断能力，才能深刻揭露物理现象和物理过程的本质和规律，物理概念不同于物理规律，它既是物理大厦的砖石或物理学的细胞，又是把物理世界的数学描述、物理现象本质物征词的表达以及实验测量联系起来的纽带，从而可以说，物理概念是物理学的精髓。 二、物理概念的特点 (二)、高度的抽象性。一个物理概念只有经过个体意义的智力活动过程才能获得，不管是“接受学习”或者是“发现学习”，教师或教材的干预绝对不能取代学生自己的观察、经验、知觉、操作、实验、探索和思维等必要的心理活动，正是这种心理活动以及个体和环境间的相互作用，才能找出我们所研究的物理现象或情境的异同点，抽象出其本质和有别于其他特点的属性，籍此形成物理概念。 (三)、高度的概括性。物理概念不是具体物理实体的形象，也不是主观的心理图象，而是有别于一种物理现象或一类物理过程的某一种现象或过程的理解和概括，例如，物理学中的能量，作为一个概念的实体，它既是一个抽象于基本物体、具体能量而存在的观念中的东西，又是一个可以通过能对外做功而被察觉、被操作的“独立存在物”，能量最显著的特点是多样性和守恒，中学物理中能量被描述为物体做功本领的量度，“做功本领”是从物理世界千姿百态的能量中概括出来的共同本质属性。 物理概念是科学的抽象，是物理学的科学语言，深刻地、真实地、正确地反映自然。物理概念具有以下特点： (四)、定义语词性。一般物理概念都是用词语来定义其物理意义的，对概念常常是先下一个词语定义，然后揭示其内涵。如“惯性概念”，把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的这种性质叫“惯性”。其主体部分是“这种性质叫惯性”，而定义语体的修饰部分“……保持匀速直线运动状态或静止状态……”，它不同于一般语句。出于表述的精确的需要，用于定义物理概念的语词一般都很精炼，较之一般语句，其句法结构相对复杂、异常，这在很大程度上掩盖了物理概念的本质，导致一些学生对物理概念会背而不能真正理解。 (五)、纵向衔接性。物理概念很大程度上是自然常识，初中物理知识、数学知识的延伸、拓宽和进一步研究（如定量研究），物理概念对它们具有一定的程度的继承性，重视物理概念与小学、初中相关知识的衔接，要注意克服知识的局限性，避免因注意到衔接而造成思维定势，影响对概念的物理意义的把握。 (六)、渐次衍生性。物理概念一个常用定义的方法是属加种差，即先找出与待定义概念最邻近的属概念属概念已被定义过，然后加上待定义概念与属概念下其他概念的本质差别（种差），由此而引出待定义概念的定义。例如以“力”作为属概念，用它加上不同的种差，就可以引出重力、摩擦力、弹力的概念等。种差也可以看作概念之间的本质差别。种差的来源有两个：一个来源是物理现象的发生条件。如重力产生条件为地球与物体之间的相互吸引，而滑动摩擦力的产生条件为物体接触面间的相对滑动。另一个来源是具体的物理量之比或之积，如“速度”，作为标致物体运动属性的概念，就是由属概念“时间”和“位移”衍生而来的。它在数值上等于运动物体在单位时间内通过的位移。类似，“功量”概念就是由属概念“力量”和“位移”衍生而来，数值上等于力和位移两者的乘积。这种用属概念加种差定义物理概念的方法，使物理概论显示了它的衍生性和层次性。 (七)、具体形象性。物理概念大多是从日常生活中经常耳闻目睹的物理现象中总结出来的，实际生活中容易找到活生生的概念实例。学生的生活经验丰富了有关概念的感性经验，为建立正确的物理概念提供了一定的表象基础。物理概念的具体形象性在一定程度上降低了概念的抽象性，使概念成了充实丰满的东西。当然，在“具体形象性”的背后也存在着阴影，那就是生活经验又往往限制了学生对概念的进一步理解，使学生不能摆脱具体表象的束缚，以致将具体材料当成了概念的化身，或混淆了日常生活概念与科学概念。而物理概念的真正掌握则应摆脱表象，使概念源于生活，高于生活，又能够回到生活。 (八)、特定性和可检验性。另外，物理概念的内涵是特定的、每个概念都有明确的物理意义，它只是物理客体（或过程）某一个或某几个方面的性质的抽象概念；它经得起实验验证，它是人类思维对物体客体本质的认识，物理概念具有内涵的特定性和可检验性。 (九)、可发展性。物理概念还具有可发展性，物理概念的内涵及外延可随着认识的深化和实验手段的发展而不断充实、扩大、发展，从原来的物理概念可以产生出新的概念。如通过类比，电磁振荡概念可以从机械振动概念中产生出来的。随着科学发展，旧概念不断扬弃，新概念不断涌现。 三、物理概念的分类 物理概念按规定性分类：可分为实体概念——将反映客观存在的一类事物、现象或过程的概念；属性概念——将描述物理变化过程中表现出来的性质的概念；量化概念——将从量的方面反映物体某些性质的强弱或物理变化快慢、或某些物理量间关系的概念。按概念产生方式分类：有理想化概念（如理想气体、简谐振动等）；有效概念（如坐标轴合力、合力等）；有操作性概念（如力、振动的合成与分解、电容器的充电与放电等）。 根据定性、定量又可分为定性概念和定量概念两类。用文字语言来定义和描述为定性概念，用数字语言定义和描述为定量概念。 对概念进行划分是揭示概念内涵外延的逻辑方法。概念划分的思想和方法在物理解题中十分有用。 四、物理概念教学的目标 教育理论认为“抽象的东西是认识具体的东西的手段”。又认为“研究从抽象到具体的教学过程，是提高教学质量的必要条件”。由此可见，提高物理概念教学质量，对提高物理学科教学质量而言，无疑是十分重要的。 在教学实践中，学生感到物理难学，其症结在于物理概念没有掌握，因而“生吞活刹”地“咽下”了很多定律、公式之类，却“食而不化”，结果必然是丰富的物理含义被形形式式的数学符号所淹没，使生动活泼的内容变成了枯萎僵死的教条，结果是白费了精力。因此，物理教学中，教师教好概念，学生学好概念是减负增效的重要措施，是提高素质教育的具体内容，是提高教学质量的极为重要的课题。 物理概念教学的目标是教学设计依据之一，也是评价教学效果的依据之一，概念教学过程中，要使学生切实地掌握每一概念的内涵和外延，善于将概念运用到有关物理定律及理论之中，培养运用物理概念求解物理问题的思维能力，为使物理概念教学目标具有可操作性，应注意目标点与知识整体间的关系，重视内在联系，且有机结合各项目标于教学中。 五、物理概念教学的特点 物理概念教学具有连贯性、重复性、递进性，对概念的认识是螺旋式上升的，学生学习概念是循序渐进的，需要一个由浅入深，综合概括、抽象思维的过程。 六、物理概念教学的环节 (一)引入环节——启动思维 某个概念的形成，首先要产生一个注意指向，明确为什么要学习这个概念，引入它有什么用？它又是在什么知识基础上建立和发展起来的，例如电功率概念的引入是在电功的基础上，通过不同电流在不同时间内作相等的功和在相等时间内作不同电功的问题，而提出了需要找一个能表示电流作功快慢的物理量——电功率的概念。这样就能把思维活动引导到某一特定的方面，我们的物理思维活动也就启动了，并沿着一定的思路去探索，随着围绕如何表达电流作功快慢的思维活动的展开，自然形成电功率的概念，建立电功率的三种表达式。 |
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