
物理概念是反映物理現象和過程的本質屬性,是物理事實的抽象。它不僅是物理基礎理論知識的一個重要組成部分,而且也是構建物理規律和公式的理論基礎。學習物理的過程,其實是在不斷地建立物理概念的過程。在物理教學中,物理概念的教學是首要的任務,是進一步進行物理規律、物理理論教學的基礎。如果學生沒有建立起一系列清晰。準確的物理概念,不能理解特定的詞所代表的物理概念的含義,就失去了進一步學習的基礎。可見,建立起科學的物理概念是物理教學成功的關鍵,也是學生學好物理的關鍵因索。
高中物理隨著學習內容的增多,物理概念也在增多,易混淆的物理概念就多起來。有些學生認為物理難學,公式多、使用范圍不一等因素制約了學生在物理科目上的進一步的發展。本人嘗試對高中部分易混淆的概念的教學談談個人的體會。
一、創設情景,使學生得到充分的感性知識
受傳統教育觀念的影響,常常將學生視為“真理”的被動接受者,而不是主動的建構者。向學生灌輸知識,結果導致機械學習,這樣的結果就是學生只記住了概念定義,并不理解其含義。
而易混淆的概念,其本身區別就不是很明顯,如采用舊的例子或教法,對現在90后的學生來說,取得的效果是顯而易見的。如在教學一對滑動摩擦力做功情況的時候創設“學生擦黑板”情景,對黑板擦而言,滑動摩擦力做負功,對黑板而言滑動摩擦力不做功。又如在教學一對靜摩擦力的作用力和反作用力的做功的和為零的情況時,經典的情景是利用斜面式的傳送帶,當小物塊與傳送帶向上運動達相對靜止時它們之間存在靜摩擦力,靜摩擦力對小物塊做正功I,卻對傳送帶做負功;但這個模型很多同學難以體會,為了加強學生的理解,可以用“一小物體放在紙上,手拉動紙,使小物體隨紙張一起加速運動的過程”的情形來代替上面那個“口頭實驗”。在區別磁通量和磁通量的變化、磁通量的變化率等概念時,需要講解楞次定律、法拉第電磁感應定律,個別老師由于演示實驗的現象不明顯就忽視了演示實驗,也就使學生失去了一次“形象化教學”的機會,在其它章節中仍然會帶來教學上的后遺癥(如交流電中磁通量為零時為什么它的變化率卻最大?)。同樣的為了更好區別純電阻電路和非純電阻電路的區別,可利用玩具車上的小電動機改裝進行適當的實驗來加強學生的感性認識:除了電動機本身會發熱以外大多數的能量用來對外做功。
二、循序漸進,逐步完善概念的形成
高中生往往具有思維惰性,習慣于死記硬背物理概念,而不是努力弄懂它的意義,不喜歡對物理概念進行適當的處理然后記憶。教學中我嘗試先使用“拆分概念法”,也就是把概念拆成很多段,然后去思考每一段。每一句,甚至是每一個字的重要性,達到語文課上的“咬文嚼字”的程度。比如靜摩擦力的概念,教學中引導同學們把它拆分成四塊:這也就是靜摩擦力產生的四個必要條件:“相接觸”、“擠壓”、“粗糙”和“相對運動趨勢”,這四個條件缺一不可,而在做題中,正壓力這個條件常常被同學們忽略。許多錯誤就是由此產生的。與之易混淆的“滑動摩擦力”這個概念和它不同的就在于“相對運動”上了。對“楞次定律”的理解可拆分為:“感應電流的磁場”,“阻礙”、“原磁通量的變化”,而在做題中,“變化”和“阻礙”兩個詞是多數學生易忽視的。第二就是“透過公式看本質”,物理概念定義完后通常也存在相應的公式。拋棄按照背誦英語單詞式的背誦物理公式,一定要記住該公式的使用范圍、使用時的注意事項和分清因果關系。比如:場強公式E=F/a、E=kO/r2和E=U/d搿等,q和Q的不同不僅是大小寫的問題,更主要的區別是代表電荷是試探電荷、場源電荷的差異;d不能僅理解為距離,應該理解為“沿電場線方向上的距離”。最后是要考察對一個概念理解透不透,可以試著讓學生用自己的話復述概念。當學生對一個概念說不出來或說不完全的時候,表明掌握根本就不牢,在解題中可能出現問題。
三、辨析易混淆概念,進一步理解它們之間的區別與聯系
物理上有許多易混淆概念,它們既相互聯系又相互區別,具有不同的本質屬性。有的學生對它們的物理意義理解不透,區分不清,加上頭腦中沒有完整的物理情境,容易將它們之間的關系簡單化,產生理解錯誤。要克服這種思維障礙,可以抓住兩個概念的差異,從不同的角度突出這種差異,進行鑒別。因而將易混淆的概念加以對比、辨析、明確它們之間的區別與聯系,是幫助學生糾正錯誤概念,理解、鞏固、深化概念最有力的措施。
一是可以通過具體的典型例子加以糾正,使概念、深化,找出兩者之間的內在聯系和區別。比如電場、電勢這兩個概念的差異很抽象,我們老師說“它們之間沒有必然的聯系”,可學生在公式E=U/d好像看出了什么,此時講解等量異號電荷的中垂線上各點電勢相等但場強不等,而等量同號電荷的中點場強為零,但電勢比中垂線上其它點要高。通過以上的步驟,在學生的大腦上逐步完善物理概念。
二是可以運用圖表進行區別,它直觀形象是區別易混淆概念的常見方法。比如電偏轉和磁偏轉是物理中常見的偏轉現象,教學到一定時候可讓同學們用表格法進行總結。如:表1。
四、通過適當練習,形成運用舟概念的技能
學習概念,是為了能運用概念進行思維,運用概念解決問題。不能將概念教學與做習題隔離,甚至對立起來,不是從深化、活化概念人手形成技能,而是搞大習題量,搞習題分類,結果學生占用了大量時間去做習題、背題型。這樣既削弱了概念教學,也沒有很好地形成應用概念的技能。
例題1:如圖1所示,閉合導線環和條形磁鐵都可以繞水平的中心軸OO’自由轉動,開始時磁鐵和圓環都靜止在豎直平面內。如條形磁鐵突然繞OO’軸,N極向紙里。S極向紙外轉動,在此過程中,圓環將:( )
A、產生逆時針電流,圓環上端向紙里,下端向紙外隨磁鐵轉動;
B、產生順時針電流,圓環上端向紙里,下端向紙外隨磁鐵轉動;
C、產生逆時針電流,圓環上端向紙外,下端向紙里隨磁鐵轉動;
D、產生順時針電流,圓環上端向紙外,下端向紙里,隨磁鐵轉動;
解析:當條形磁鐵的N極向紙里,S極向紙外轉動時,閉合的圓環的總的磁通量是向里增加的。根據楞次定律知,感應電流產生的磁場應向外,感應電流的方向是逆時針方向;再根據電磁驅動的原理知,導線環應同向轉動,即圓環上端向紙里,下端向紙外隨磁鐵轉動。所以A答案正確。
例題2:矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導線框所在平面垂直。規定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應強度B隨時間變化的規律如圖2所示。若規定順時針方向為感應電流,的正方向。下列圖3、4、5、6中正確的是:( )
解析:根據法拉第電磁感應定律得欲產生感應電流必須閉合回路的磁通量發生改變,由于線框abcd的面積不變,只能是磁場發生變化。在O-ls內,垂直紙而向里的磁場均勻增加,所以產生的電流是恒定的,又根據楞次定律的“增反減同”,可得此時的電流方向與規定的正方向相反;ls-2s內,磁場垂直紙面向里均勻減小,而2s-3s內磁場垂直紙面向外均勻增加,從圖像上看它們的斜率是一樣的,同時又根據楞次定律的“增反減同”的角度看也是一樣的。所以本題的正確答案是:圖6。
學習易混淆的物理概念時應要求學生,要多多聯想舊的概念,多給自己提疑問,多給自己一些假設性的問題,多進行比對,尋找它們之間的區別,使新概念完全融入到你現有的物理體系中。經常這樣做會使你在學習新的知識時,能夠發現你現有知識的錯誤和漏洞,并及時進行更新和完善。
通過試題評講,能真正幫助學生擺脫“解題多多,就題論題,食而不化,似曾相識”的朦朧狀態,達到啟發學生思維、提高學生解題能力的效果。