談高中物理概念教學

張蕾

【關鍵詞】物理概念 定性概念 定量概念

中學物理的基礎理論主要是指物理概念、定律以及相關的定理、原理、方程、假說、模型等。而物理概念是物理大廈的磚石，是對物理世界的數學描述，同時又是物理現象本質特征詞的表達。而物理概念的引入、定義等，常常反映著人們認識客觀世界的認識方法和認知理念。所以物理概念的教與學在高中物理教學中顯得尤其重要。下面是我在教學活動中的思考與體會。

一、對概念進行分類

高中物理概念可分為兩大類，一類是以物理現象本質特征詞表達的概念，即定性物理概念。常見的有：描述物體運動形式的，如勻速直線運動，勻加速直線運動，勻速圓周運動，簡諧運動，波等。描述物體運動狀態的如平衡、失重、超重，相對靜止等。描述物理現象的，如色散、干涉、衍射、衰變等。描述物理器件、裝置的，如理想變壓器、扭秤、電容器等，另一類是建立在量度的基礎上以符號和數學語言表達的物理量，即定量的物理概念，常見的有：基本物理量，如長度、時刻、質量、摩爾等。導出物理量，如速度、加速度、電場強度，磁感應強度等。狀態量，勢能、動能、電勢等。過程量，如功。還有矢量與標量，宏觀是與微觀量，恒量與變量等。對定性概念要了解其物理意義、用途。對定量概念除了要了解其物理意義和定義之外，還要掌握其定量計算方法和相關的決定因素（文中第四點作介紹）。

二、注重形成概念的三個階段

物理概念的形成一般經歷三個階段，兩次認識的升華，即：

頭腦里如果沒有建立在豐富的物理現象上的正確圖景，即沒有“感性的具體”，根本無從談概念的形成，如沒有大量的一個個物體間的相互作用而發生形變或產生速度變化的效果的實例，就很難抽象出力的概念，而頭腦中僅有力的概念，與力的概念完全形成還存在著相當大的距離，需要把抽象的概念再具體化。如果在學習到電磁力時，腦海里又重現機械力作用的種種效果的影象，能聯想和類比起許許多多不同類型力的作用效果，此時力的概念才算真正形成。這一過程就像是一個有自主創新能力的企業，能把引進的吸取其精華之后又再造一個更先進的更有競爭力的。學生的腦子就必須完成這任務。

三、定性、定量兩類概念同樣重要

教學中發現，學生往往只重視定量物理概念，而忽略了以詞語形式表達的定性概念。如重心、質點、共振、簡諧振動等等，課本中這樣的概念不一定比定量概念少。事實上物理概念不僅定義嚴謹，而且是一完整的系統，那些用詞語表達的概念如果模糊不清，就勢必對以數學語言表達的物理量難以理解正確。比如勻變速直線運動的意義不清，加速度概念就難以樹立，衰變的意義不懂，半衰期則無從談起。

四、全面理解定量物理概念（物理量）

物理概念的核心是物理量，對物理量的教學，應從以下五個方面進行。

（1）引出的目的。即為什么要引出這一物理量，換句話說，該物理理用來描述什么。如我們在講勻速圓周運動的線速度時，可以先舉個例子：甲乙兩人從同一點出發，沿同一圓周運動，經過相同的時間，甲跑了一圈回到出發點，乙只跑了半圈，誰都知道，甲比乙快，但當我們用直線運動的速度公式：速度=進行計算，發現甲的位移為零，乙的位移為直徑長，算得甲的速度比乙的大，結果與事實相反，為什么？學生頓時發現原來直線運動的速度公式不適用于描述勻速圓周運動的快慢，必須另想辦法，進而引出，線速度概念，這樣學生知道為什么，怎么做，對概念引入的目的非常明確。

（2）量度法則。即如何定義這一物理量及其表達式，用比值定義物理量是物理學中經常采用的方法，如速度、加速度、線速度、電場強度、電流。比值法定義適用于物質的屬性特征和物體運動特征的定義，比值的大小能反應物質的屬性和運動特征，如V=，同一勻速直線運動中比值不變，不同運動比值大運動快，又如E=，對同一點，比值不變，不同點比值不一定相同，比值大，電場強。而且用來定義的兩個（三個）物理量是易測量的，如，V難測量，而s、t易測量，E難測量，而F、q易測量，這就達到我們定量描述的目的。

（3）決定因素。被研究的物理量究竟受哪些其它物理量的制約，是因果關系，還是無因果關系。如V=，V與s、t有因果關系，而反映某點電場強弱的電場強度定義式E=，E與F、q是無因果關系的，這樣能進一步揭示它們之間的函數關系，使之與物理定律有機地聯系起來。

（4）測量方法。即能否用什么方法直接測，應注意什么問題，若不能直接測量，又需要什么實驗去間接測量。如電流（I=）是可以直接用電流表串入電路直接測量。而加速度（a=）測無法直接測量，我們采用打點計時器打點和運用勻變速直線運動的特殊結論來間接測量。

（5）量性及單位換算。了解所學物理量是矢量還是標量，就應想到它運算時遵循什么法則。代數法還是矢量法，矢量法運算要注意什么等。

有些學生學習物理量只簡單地記公式，對其他方面不想多了解，思維中沒有這些相關的聯系，對概念缺乏全面的了解，當用知識處理問題時，頭腦找不出解決問題的依據。

五、在不斷學習中加深對概念的理解

在某一時段，由于知識的廣度和深度的限制，對一個新概念理解可能只能達到一定的程度，但隨著知識容量的增加和認識能力的提高，我們就會對這個概念有更加深刻的理解，如我們學習摩擦力這概念時，在第一章只能根據摩擦力產生的條件，實驗觀察、生活經驗來判斷一些簡單物體摩擦力的有無，方向向哪里，對疊放物體很難理解。當學完第三章“牛頓運動定律”之后則可以根據運動狀態來判斷疊體摩擦力的大小和方向，當學完第八章“功”之后，又可以進一步判斷摩擦力做功的正負及能量的轉移，轉化等。隨著知識的增多，不斷完善對概念的理解，應用更靈活多變。老師指導學生找出這些概念的縱向聯系，橫向的對比，構成有機的整體。