浅析中学物理概念教学
2013-04-29周紫彬
周紫彬
概念是人类对客观世界的一种本质认识,一种科学的抽象,是人类认识从感性过渡的桥梁。物理学由于本身的特点,概念更有其独特的重要性。因此,概念教学是物理教学的一个重要环节,只能加强,不能削弱。教学改革也同样包括对传统概念教学的改革。使学生在掌握物理概念的过程中,提高自己的各种能力。本文试对中学物理涉及的基本概念作一粗浅的分类,探讨各类概念的特点及教学要求,对种类概念在教学中应注意的问题提出一些意见。中学物理涉及的概念很多,可大致分为四类:
一、反映物质属性
如:运动、惯性、质量、能量、电、磁、波粒二象性等。这类概念的特点是其含义很深刻,富有哲理性,远非其表面定义所能提示的。教学中应当逐渐由浅入深,由表及里,使学生在循序渐进的教学过程中不断加深对概念的理解。这类概念,学生在中学阶段,也不可能完全搞清楚,只能停留在某种“似是而非”的认识水准。企图将概念的深刻内涵硬塞进学生头脑中,只能是事与愿违,使学生如坠云雾。概念的“真谛”只能靠学生不断去领悟,而不能靠教师一时的“灌输”。如质量,定义很简单:物体内所含物质的多少。真是“一目了然”。然仔细一推敲,问题就来了,这“物质的多少”究竟是什么意思,谁能说得清?对于初中生,就只能让他们停留在“物体内所含分子、原子的数目的多少”这一认识水平。到了高中,通过对惯性的讨论,使学生明白质量实际上是物体惯性的量度;又通过万有引力定律的学习,使学生明白质量的大小决定了物体间引力的大小。这样,通过不断的教学过程,使学生从各个不同的方面逐渐加深对这一概念的认识,最后在原子核反应中提到的质量亏损,就使得这一认识升华到更高境界。
二、反映物质及其运动性质
如:速度、加速度、密度、功率、比热、电场强度、电势、磁感应强度、电阻、电容、电感、电动势等。这类概念的一个共同特点是,它们反映了物质或物质运动的某种“率”(快慢,变化率,“本领”)。在定义上均是以其它二个(或几个)物理量的比值来表示,但它们本身的大小又不依赖于这些相关物理量的大小。定义式一般为X=A/B。教学要求是:使学生理解1.概念反映了物质(或运动)的什么特性;2.为什么要以其它二个量的比值来定义它?3.它的大小取决于什么?在教学中一是要防止简单地给出定义了事,使学生误认为概念的定义完全是人为的,以致产生物理概念枯燥无味的厌烦心理;二是特别要注意纠正学生中普遍存在的用纯数学的观点来对待物理公式,得出“既然x=A/B,x就与A成正比,与B成反比的错误结论”。这类概念间的相似性极强,因此要抓住“启蒙”概念,讲深讲透。在讲后续概念时,可引导学生进行知识的正迁移;这样往往可收到事半功倍的效果。如匀速运动中的速度,首先使学生明白,速度是反映物体运动快慢的物理量。既然如此,匀速运动的速度应具备以下二个特征:1.对同一匀速运动,因其运动快慢不变,故速度应是一个恒量;2.对不同的匀速运动,速度大应对应运动快,速度小对应运动慢。然后引导学生分析具体数据,明白匀速运动的位移和对应的时间的比值正好能同时满足上述二个要求,因而用这一比值来定义速度就是理所当然的事了。
三、反映物质间相互作用关系
如:力、力矩、压强、冲量、功、热传递等。这类概念的特点是与物质间的相互作用密切相关,对于单个物质是毫无意义的,这点在教学中应充分强调,引起学生足够的注意,防止产生“无本之木”、“无源之水”或“无的放矢”的现象。另外,必须使学生注意,在应用这些概念解决实际问题时,一定要认定研究对象;分清“受”与“施”,避免“张冠李戴”。这类概念内涵的揭示也经历一个渐进的过程。如力:初中只停留在“力是物体对物体的作用”这一粗浅说法。到高中,才揭示出力实质上的是使物体产生形变或加速度的原因。
四、一些物理现象的名称
如:匀速运动、圆周运动、形变,超(失)重、熔解、液化、浸润、毛细观察、反射、折射、衍射、干涉、静电感应、电磁感应、放射性、核反应等。这类概念的特点是,就概念本身而言,不存在理解上的困难,即概念的定义是明白易懂的。难理解的是这些物理现象产生的原因、条件及规律。教学中应引导学生认真分析,尽量使学生不但“知其然”还“知其所然”。如电磁感应,要在认真分析演示实验的基础上使学生明白,产生不产生电磁感应,关键在于穿过回路的磁通量变化与否,而不是磁通量的有无。在后面的麦克斯韦电磁理论的教学中,才揭示出电磁感应的实质是变化的磁场产生电场,它从一个侧面反映了电场和磁场间有着极为紧密的内在联系。
如前所述,中学物理涉及的概念量多而广,教学中应根据不同情况,采用不同的教学方法,因“材”施教。一个值得强调的问题是,要改变过去在概念教学中单纯以传授知识为目的的做法,而变为传授知识与提高能力“双管齐下”。 在教学过程中要最大限度地调动学生的学习积极性,让学生主动、生动地学习,鼓励学生积极动手、动脑,让学生自由地思考,发表自己的看法,勇于提出猜想,质疑问难,培养学生的创造精神。