深化物理概念教學提高學生物理水平

物理概念是物理學的基礎。在中學物理教學中要使學生掌握科學技術所需要的物理基礎知識，首先就要掌握物理概念。教學實踐證明：形成正確的物理概念和運用概念是掌握好物理概念的兩個重要過程。目前中學生普遍感到物理難學，其癥結之一就在于物理概念教學沒有做好。教師方面往往不同程度地存在著只注意讓學生做練習而不注重讓學生形成正確的物理概念的現象。而學生也往往只注意背結論、記公式、做練習，對概念的形成過程缺乏參與意識，忽視了對概念的理解，其結果越學越難，更談不上知識的靈活運用。事實上能否讓學生逐步理解和掌握概念，不僅直接影響本節的學習，而且會影響整個物理學的學習，所以只有引導學生形成正確的概念并運用概念才能掌握好概念。

學生形成概念的過程就是學生觀察、實驗，科學思維相結合的過程。第一步就必須給學生提供足夠的形成概念的事實依據，使之對相關的物理現象和過程有足夠的感性認識，以建立對研究對象正確清晰的表象。讓學生獲得感性知識的方法很多，如：實驗、多媒體、參觀、生活實例等，最有效最常用的方法是實驗。利用實驗來展示物理現象和過程比較直觀、形象。并且實驗中創設的情景越新穎越生動就越能激發學生的學習興趣和好奇心，就越有利于把學生的注意力集中到研究對象和形象中來，就越能啟發學生發掘問題、思考問題、探索事物本質屬性的積極性。

例如，在自由落體運動這一概念的教學中，可以創設三個趣味小實驗。

小實驗1：在同一高度同時釋放面積相等的一片金屬片和一片紙片，看到金屬片比紙片下落得快。此時讓學生回答為什么，可能有相當部分學生不假思索地回答：因鐵片重量大所以下落快。告訴學生十六世紀以前的學者就是這樣認為的，“物體重量越大下落越快”這種觀念在學生的頭腦中還是比較頑固的，應引導學生分析認識到它是錯誤的，錯在它沒有考慮到空氣阻力的影響。

小實驗2：為了排除錯誤觀念的干擾，我們將上述實驗的做法改變一下：先將紙片團成小紙團，再讓它和金屬片同時下落，看到小紙團和金屬片幾乎同時落地的。這個實驗打破了學生由生活經驗形成的錯誤概念，激發了學生的好奇心和求知欲。此時再引導學生分析由紙片變成小紙團下落時受到的空氣阻力大為減小，阻力對小紙團的影響也大為減小，所以小紙團和鐵片下落的快慢幾乎相同，這說明物體下落的快慢不決定于重量的大小，而是與空氣阻力密切相關的。

小實驗3：為加強學生對這個結論的認識和理解，拿一張紙將其平分成兩片（兩片重量相等），將其中一片團成紙團后，再讓它們從同一高度同時釋放，看到小紙團下落得快。這充分說明了上述結論是正確的。此時引導學生進行假設推理：如果沒有空氣阻力，只在重力作用下從靜止開始下落，那么鐵片、紙片、小紙團下落的快慢應該相同。在此基礎上，我們來做傳統的演示實驗：拿一根長1.5米一端封閉一端有開關的玻璃筒將質量、大小形狀都不同的小羽毛、小軟木塞、金屬片、小玻璃球放入筒內進行實驗。演示筒中有空氣時、抽出一些空氣時、筒中空氣幾乎全部抽出時這些物體下落的快慢。引導學生對觀察到的一幕幕物理現象進行比較分析，綜合推理，形成正確概念，并用精煉的語言，將概念的內涵表達出來：物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。這種運動只有在沒有空氣的空間里才發生。在有空氣的空間里，如果空氣阻力很小可忽略不計時，物體的運動也可看作自由落體運動。由于學生親自參與了整個概念的形成過程，所以對自由落體運動的認識和理解就比較清晰，這對研究自由落體運動打下了良好的基礎。

在概念教學中，也可以通過各種恰當、生動且為學生所熟悉的實例給學生提供形成概念的事實依據。例如慣性概念的形成，可以列舉許多發生在學生身邊的物理現象。比如：坐在汽車上的乘客，當汽車突然開動時，為什么身子會后傾？一個人跑步時被腳下一石塊絆住，為什么是向前摔倒而不是向后摔倒？為什么汽車緊急剎車后車輪不轉了，但汽車還要向前滑行一段才停下來等等。引導學生對這些物理現象進行分析、比較，概括出所列舉的同一類事物的共同特征：這些物體都具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。要引導學生形成概念，并將概念的內涵表達出來。

新概念往往與已學過的概念、規律存在著有機聯系。我們可以抓住新舊知識間的聯系，從已知知識出發通過邏輯展開，從而引出新概念。例如在加速度概念的形成過程中，可以以一定的實例分析為依據，引導學生理解速度→速度變化→速度變化的快慢→加速度（速度變化率）。像這樣步步深入地引出加速度，可以使學生認識到引入新概念的客觀性和必要性，使知識系統連貫，便于學生理解掌握和不斷深化，也有利于發展學生的邏輯思維能力。

實例：通過一汽車從車站出發到中途緊急剎車的速度圖像（圖1），分析說明這輛汽車在30秒內各階段的運動情況及速度變化情況。

（圖1）

分析：0～15秒勻加速直線運動，速度變化為30米/每秒，變化所用時間15秒，每秒內速度變化為2米/每秒。15秒～25秒勻速運動，速度變化為零。25秒～30秒勻減速直線運動，速度變化為-30米/每秒，每秒內速度變化為-6米/每秒。

結論：汽車急剎車時速度變化得快，啟動時速度變化得慢。

為了強化學生對速度變化快慢的認識，還可以多舉一些實例，如汽車進站、火車進站等以引入加速度的概念。引導學生根據上述實例分析，概括出加速度的概念：加速度是表示速度改變快慢的物理量，它等于速度的改變跟發生這一改變所用時間的比值。

運用概念也是掌握概念的一個重要過程。當學生初步形成概念后，必須及時給他們提供運用概念的機會，讓他們將抽象的概念“返回”到具體的物理現實中去。從反復運用概念去解釋和解決問題中，從新舊知識的比較中，不斷加深對概念的認識和理解。同時也只有在引導學生運用概念中才能發現學生對概念在理解上的缺陷，有針對性地加以糾正，完善學生對概念的認識和理解。在引導學生進行訓練時題目不可過多，但要突出題目的典型性、靈活性和針對性，并及時開展多種形式的評講活動并引導學生做好自我總結。在訓練、評講、總結中不斷深化，活化概念，拓寬對概念的認識和理解。逐步培養學生分析問題，解決問題的思路和方法，提高他們的思維能力和解決實際問題的能力，從而達到牢固掌握概念的目的。例如，加速度概念形成后就引導學生分析比較：速度、速度變化、加速度三者的區別是什么？有什么聯系？讓學生討論、學生回答，然后老師點評。通過練習，使學生分清這三個不同的概念反映的是三個不同的本質屬性。

實踐證明，使學生形成正確概念的過程，就是學生對概念的認識和理解由淺入深、由表及里，由感性到理性的飛躍。運用概念的過程，就是學生聯系實際解決問題的過程。完善和深化對概念的理解，才能使學生逐步提高分析、解決物理實際問題的能力。