物理概念的形成与规律的掌握

王国辉

摘 要：物理概念和物理规律是高中物理基础知识最重要的内容。在高中物理教学中，帮助学生形成牢固正确的物理概念和准确地掌握物理规律，具有十分重要的意义。经过这些年的教学摸索，要使学生形成概念，掌握规律，决不是简单的、被动地从教科书上或教师那里接受一些概念和规律的条文，而是在学生头脑深处发生一系列极其深刻，极其复杂的心理变化过程。

关键词：概念形成； 规律掌握

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1006-3315（2014）05-042-001

一、形成并理解物理概念的重要性

物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分，而且是构成物理规律，建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。对物理概念的理解和认识是教学要达到的目标之一，也是教学的出发点。物理概念是反映物理现象，物理过程本质属性的一种抽象，是在大量观察、实验的基础上，运用逻辑思维的方法，把一些事物本质的，共同的特征集中起来加以概括而形成的。它是人类智慧的结晶，它又使人们在纷繁复杂的物理世界中，把握事物的本质特征，成为物理思维的有力工具。所以，如何突破对物理概念的理解是物理教学的主要任务之一。

概念、判断和推理，是理性认识的三种形式。抽象思维的过程就是运用概念进行推理的过程。其中，概念是思维的基本单位和形式。在物理教学中，只有使学生形成正确的概念，才能把握住事物的本质和规律，才能进行判断和推理，也才谈得上灵活应用。例如高一学生对瞬时速度概念理解不正确，把它理解为“单位时间内通过的位移”。因而他们在回答“自由落体在第二秒钟内落下多少距离时”说：“9.8米。”问他们怎么得到的，学生则说：“第一秒末的速度为9.8m/秒，这表示在第一秒后的一秒钟内下降9.8米。”这显然是错误的。物理学中的定律、定理和法则等都是用有关的物理概念总结出来的。例如牛顿第一定律（一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态），这就包含“物体”、“外力”、“匀速直线运动”、“静止”等概念，如果没有这些概念，就不可能得到这个定律。同样，学生在学习中，若对这些概念的理解不正确，就不可能学习和掌握牛顿第一定律。因此，在物理教学中，使学生学好物理概念对于提高教学质量具有根本意义。

物理学中的概念很多，有些概念比较简单，如物体、运动、路程、位移、导体等，有些概念则比较复杂，学生不易理解，如力、惯性、质量、速度、加速度、功、能、电场强度、电势等等，对这些重要的基本概念，能否使学生真正地理解，直接影响到某一章乃至整个物理学的学习，在教学中一定要使学生学好。

二、形成概念的基本途径

物理概念是反映物理现象，物理过程本质属性的一种抽象。教学设计时必须通过感知活动，观察实验，科学抽象，归纳总结，理解运用等一系列实践活动，才能获得研究物理问题的感性材料，在这个基础上，经过认识加工，思维整理，从而突破对物理概念的理解。

1．通过感知活动，为概念的形成提供认识基础

概念的形成是极为复杂的认识过程，教学中要引导学生在日常生活中对身边的物理问题勤观察，勤记录，勤比较，以收集丰富的感性材料，形成具体的感性认识。例如在组织兴趣小组、综合实践活动中，有计划、有目的地提出与后续课堂内容相关的物理问题，并通过观察、记录、比较得出结论，从而丰富学生的感性材料。通过大量的现象和事例，调动学生的积极思维，对感知事物或现象经思维加工，剔除次要的、非本质的因素，从而揭示事物的本质以形成概念。

2．通过观察实验，为概念的形成提供科学依据

物理知识来源于实践，特别来源于观察和实验，物理学是一门实验性科学。意大利伟大的物理学家伽俐略就是通过比萨斜塔上著名的自由落体运动实验，来推翻亚里士多德关于重的物体下落快，轻的物体下落慢的错误结论的，再如摩擦力的概念，不少学生有这样的错误概念：摩擦力总是阻碍物体运动的，它的方向总与物体的运动方向相反；摩擦力的大小与物体的重力成正比。为了纠正这些错误认识，我们首先演示图1所示的实验，让学生感到上述观点似乎是正确的。接着进行图2、图3、图4所示的实验。图2中木板上面的木块受到的摩擦力的方向和它的运动方向相同，并“促进”它的运动，这就与“摩擦力总是与运动方向相反，总是阻碍物体的运动”相矛盾；图3中物体之间的正压力大小，虽与重力有关，但并不等于重力，而在图4中，正压力的大小与物体的重力毫无关系。通过这些有效典型的实验，强烈对比，学生头脑中的片面的认识就会发展成为全面的认识；错误的认识就会转化为正确的认识；表面的认识就会深化为内在的认识。

3．通过科学抽象，突出本质，摒弃非本质，使认识由感性上升到理性。这是学生形成概念的关键

物理概念是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。教学中，在介绍或学生已获取的有关感性材料的基础上，要引导学生通过比较、分类、类比、归纳和演绎、分析和综合等抽象思维的方法，参与“科学抽象”活动，概括总结得出结论。而不是一字不漏地背诵课文的定义。例如，要使学生形成“惯性”的概念，其关键在于要使学生认识“物体具有保持匀速直线运动状态”这一本质属性。但是，在物体的纷繁复杂的运动中，这一本质属性却被许多非本质的联系掩盖着。如“同辆汽车在高速行驶时比低速行驶时更难停下来，学生就认为汽车在高速行驶时比低速行驶时惯性大”。这个结论看起来好象是正确的，事实上是错误的。这就需要教师在教学过程中引导学生逐步深入分析，才能纠正这一错误认识。物理概念的外延则是指所反映的物理现象本质属性的对象的适用条件和范围。如电势的概念只适用于静电场，而不适用于交变电场。U=式中的q是引入静电场的检验电荷，而不适用于非检验电荷。

总之，一个概念的形成，理解并掌握是一个较为复杂的过程。是一个特殊的认识和一般的认识、感性认识与理性认识的反复结合，相互作用的辩证发展过程，是认识的不断深化的过程。新课程不但改变学生的学习方式，同时也改变教师的教学方式。作为一名物理教师，我们一定要更新物理课程理念，不断接受新知识、新技术、新信息，主动适应社会发展和科技进步的时代需要，不断地改善和发展自已的认知结构，采用多种现代手段，高效地完成高中物理有关概念教学，为学生进一步学好物理打下坚实的基础。