做好“极抽象的物理概念”的教学

黄罡

摘 要：以高中物理教学中电势能、电势一节的教学为列，对做好“极抽象的物理概念”的教学进行了深度研究，并进行了详细的教学反思和评价，对于提升抽象的物理概念的教学效果具有较好的参考价值。

关键词：高中物理；电势能；电势；抽象物理概念

在物理教学中有一些物理概念，因为它们的“极其抽象”，不仅学生在学习上感到困难，而且教师在教时也感到比较棘手，比如电势能、电势，其知识点多、内容深、对学生的抽象思维能力要求高、课本内容篇幅少（相对重力势能）。在经过教学实践之后，通过研究分析反思，笔者深感必须对课本教材、相关的教学参考资料进行再深入的学习，了解编者的意图，制定出适合学生课堂的教学设计。

一、 了解编者意图

在教材配套教师教学用书中明确说明了编者的意图：如立足点高，新教科书之所以按照电势能→电势→电势差的逻辑关系设计知识结构，目的就是要突出通过做功研究能量变化的科学思想，等等。

二、 学习课程标准、教学大纲，分析如何实现教学的目标

这部分的内容标准是：知道电势能、电势，理解电势差。通过标准可以看到这部分内容的知识目标层级不高。在教学目标中有4个“知道”，一个“理解”，然而在分析教材后却发现以上教学目标不是那么容易完成的，理由如下：

结合高考考题设计，认知教学目标。

高考考查的内容和考查方式是很好的教学指标，以2016年高考全国卷一第20题为例：

如图，一带负电的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力，由此可知（ ）

A. Q电的电势比P点高

B. 油滴在Q点的动能比它在P点的大

C. 油滴在Q点的电势能比它在P点的大

D. 油滴在Q点的加速度比它在P点的小

这是一题知识点复合型的题目，对知识的整合能力要求较高，解题的关键是根据运动图像进行受力分析判断出电场力的方向，进而确定电场的方向，确定电场，然后根据电场线方向与电势大小的关系确定电势高低，根据电场力做功判断动能、电势能的大小，涉及的本节课的内容全部没有超出教学的目标要求。

三、 本节课教学设计

（二） 课中。

1. 课时设计：2节，学生基础差为3节。

2. 本节课内容多，课时少，课堂容量大，最好能提前做出导学案，能使用多媒体设备进行教学。

现在以“第一课时 电势能”为例进行讲解。

1. 教学目标（略）

2. 教学过程

2.1 检查预备知识完成情况，如果完成情况很差，进入3节课模式。

2.2 新课教学

在前边所学的课程中我们讨论了力的角度、讨论了电场的性质，知道了电场力、电场强度的概念，那么从这节课开始我们将从能量的角度讨论电场性质，分2节课了解电势能、电势这两个概念。（教师在教学中要重视过渡的语言）

请同学们参看列表，这节课我们将通过完成这个表中所提的问题了解什么是电势能。（列表是类比法教学最好的辅助工具）

（1）通过简要画图分析，解决问题1。

通过对比物体在重力场、电荷在电场中的受力与运动情况的相似性，顺理成章的提出猜想：在电场中“电势能”转化为动能。

课本过于受制于篇幅的限制没有对重力场与电场的力学性质进行对比，但是在实际教学中，教师不能高估学生的能力，而将这个过程忽略。

（2）深入讨论，解决问题2；通过电场力对电荷做功的特点得出结论，解决问题3。

解决问题2是本节学习的难点，提供如下分析的过程以供参考。

如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，将一带电量为+q的试探电荷沿图中1、2、3三条路径从A运动到B（其中BM垂直于电场线），电场力对电荷所做的功分别为多大？

将路径3分为很多段，由于足够短，以至于我们可把这段很短的曲线看做直线（如图所示，还可以联想在海边看海平线），这样电荷沿着每一小段直线运动时电场力做的功就可以像“路径2”中求电场力做功一样求出。将路径3中的每小段电场力的做功进行代数求和就是整个路径3过程中静电力做的功，即：W3=qE·LAM。

问题2的结论是：在匀强电场中，检验电荷沿三条路径从A点运动到B点，电场力做功是相同的，均为W=qE·LAM，所以电场力做功与运动路径无关。可以证明在非匀强电场中同样适用。

问题3的结论是：由于重力对物体做功与路径无关，所以物体在同一位置具有确定的重力势能。

由于电场力对电荷做功与路径无关，所以电荷在电场中同一位置具有确定的势能——我们将这个势能称为电势能。

（3）对照重力做功与重力势能的关系，解决问题4。

一、 静电力做功的特点（略）。

二、 电势能

1. 电荷在电场中具有电势能，用符号Ep表示，单位为：焦耳（J）。

2. 静电力做的功与电势能变化的关系（略）。

3. 大小（略）。

4. 相对性（略）。

四、 教学反思和评价

在教学实践中，这样的教学设计避免了教师从头讲到尾的一言堂，在课堂上强调师生互动，照顾各層次学生，但在解释一些难点问题时，如用微元法解释求路径3电场力做功时，解释电势能与电场力做功的关系、负电荷的电势能与电势等内容时学生仍感吃力，说明学生的知识拓展方面的能力较差，但在讲评后学生基本能够听懂。在课后评测中类似课后练习的习题的学生基本能够答对，收获颇丰。

在随后的电学教学中，还有“电势差”“静电屏蔽”“电动势”等极抽象的概念出现，都需根据教材的编写意图，对教材内容改造加工，将复杂问题进行分层，引导学生学会分解难题，通过具体的类比，参照某些可观察到的事物，帮助他们理解概念并付诸于运用。

参考文献：

[1]张北春.做好“极抽象的物理概念”的教学[J].云南教育：中学教师，2015，（Z1）：35-39.

[2]张国玺.物理实验教学改革的探索与实践[J].教育，2015，（28）：142.

[3]付世亮.谈高中物理反思教学[J].学周刊，2013，（04）：62-63.endprint