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物理概念教学研究

作者

陈莉

上海工程技术大学数理与统计学院 上海 201620

中图分类号:632

物理概念是整个物理学知识体系的基础,如果把物理学比做一座摩天大厦,那么物理概念好比这座大厦的根基。物理概念的学习是物理教学中最为重要的部分。我们可以把物理概念分成两类:一类是反映事物本质属性的概念,如质点、刚体、点电荷,另一类是可以量化的概念,如速度、加速度、磁通量、动能等,它们可以用数学抽象表达。物理概念既是物理知识架构的基础,又是物理框架的核心 [1],物理教学中必须把物理概念讲清楚。

一、掌握概念的定义和内涵

掌握概念的定义内容是物理教学最基本的要求。物理概念分为两类:一类是反映客观事物本质属性的概念,如点电荷、刚体、黑体,它们无法用数学表达式表示,只能从概念内容中去理解。例如,点电荷的定义,物理学上把本身的大小比相互之间作用的距离小得多的带电体叫做点电荷。通过文字描述我们了解到点电荷只是物理模型,视为点电荷的带电体和其本身大小无关,和两带电体之间的距离有关。另一类是像速度、电场强度等定量反映事物本质属性的概念,这些物理量可以用数学表达出来,例如,瞬时速度的定义式、电场强度的定义式、电容 C= 等。在教学过程中讲解物理概念时,需要教师深入挖掘内涵,不能浮于表面。所谓物理概念的内涵,是指物理概念的本质(或物理意义)。例如,在讲解电场强度时,从公式我们知道它是力与电荷电量的比值。那是不是力越大,电场强度越大?或者带电量小的电荷电场强度就大呢?显然不是。电场强度其实是客观量,其大小取决于场源电荷,我们可以通过场中电荷受力与电荷量的比值计算出电场强度的大小,这就是内涵。在实际教学中,我们不仅要向学生阐明概念的具体内容,还要向学生讲清楚概念的内涵,包括其中蕴含的物理思想,还原公式本身的物理内涵,不能让物理公式流于表面,变成没有灵魂的数学符号。

二、把握概念教学原则

物理是一门自然学科,许多物理概念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特征集中起来加以概括而形成的 [2]。在教学中,我们应遵循以下一些基本原则。

1. 符合顺序发展原则

概念教学需遵从其本身的内在逻辑规律以及学生的认知发展水平,应按照从简单到复杂,从特殊到一般的教学顺序,帮助学生逐渐掌握物理基础知识和基本技能。在概念教学过程中,教师首先要理清概念之间的逻辑关系,安排好讲解顺序。即使遇到同一概念,面对不同年龄层的学生,我们的释义不尽相同,需符合学生的认知水平。同一概念,对学生来说应随着认知发展而不断被深入理解。例如在讲质点运动快慢时,高中阶段只讲平均速度和瞬时速度,而在大学物理中还会讲到瞬时速率和平均速率,比高中更复杂,这和学生的认知水平是有关系的。

2. 理论联系实际原则

理论联系实际原则是指教学中要从理论与实际的联系上去理解知识。我们学习知识的目的是能运用知识去分析问题和解决问题,做到学以致用。为使学生真正理解物理概念,我们可以将知识和生活经验联系起来,让学生有更多感性认识,或者鼓励学生积极探索,直观感受更能激发学生学习物理兴趣。

三、物理概念教学心得

1. 通过感性材料建立物理概念

感性材料可以来自于生活实践,也可通过实验、观察和数据分析得到。丰富的感性认知可以有助学生更好地理解物理概念。通过亲自动手和感受,学生们不再觉得物理概念枯燥乏味。

2. 结合物理学史深入理解物理概念

咬文嚼字去解读物理概念,只会给学生留下刻板的印象。为深刻理解物理概念,可以联系物理学史上的史实和记载,使学生对概念的形成和产生有一定了解,加深学生对概念的牢固印象。

3. 注意概念之间的联系和区别

很多物理概念具有相互联系,又有本质区别,在教学时要注意区分。诸如振动和波动、速度和速率、电场和电势等等,特别容易产生混淆,这就需要教师在教学过程中及时指出两者区别并通过举例加以说明。

4. 学会概念的运用

“学以致用”既是教学目的,也是概念教学中的基本要求 [3]。物理概念能否运用到实际是检验学生是否真正掌握的一种方法。教师可以联系实际设计一些问题去检验学生的学习效果。

参考文献:

[1] 袁贤周 . 例谈物理概念教学的几个注意点 [J]. 中学物理教学参考 .2023,52(4):30-32

[2] 许志光 . 物理概念教学研究 [J]. 科教文汇 .2008(7):141

[3] 刘小认 . 谈物理概念教学 [J]. 教育教学论坛 .2013(12):74-75