初中物理概念教學(xué)

1、初中物理概念教學(xué)劉 卓 黑龍江省教育學(xué)院 一、物理概念教學(xué)的重要性 （一）物理概念教學(xué)是掌握物理知識(shí)的關(guān)鍵   任何一門學(xué)科，都有其所需揭示的內(nèi)容。物理學(xué)科也不例外，而要揭示物理對(duì)象的存在、運(yùn)動(dòng)、相互作用，就必須先建立物理概念，以概念為思維的細(xì)胞、為認(rèn)識(shí)的基本形式，進(jìn)一步形成物理學(xué)的體系與結(jié)構(gòu)。任何一門學(xué)科，如果沒有一些概念作為分析綜合、判斷、推理等邏輯思維的出發(fā)點(diǎn)，就不可能揭示這門學(xué)科的內(nèi)容，也就失去了這門學(xué)科的存在價(jià)值。 物理概念不僅是物理基礎(chǔ)知識(shí)重要組成部分，而且是構(gòu)成物理規(guī)律、建立物理公式和完善物理理論的基礎(chǔ)和前提。由于物理規(guī)律揭示了物理概念之間的相互聯(lián)系和制約關(guān)系，如果對(duì)物

2、理概念沒有理解，就談不上對(duì)物理規(guī)律的理解和運(yùn)用。中學(xué)生感到物理難學(xué)，其主要原因之一就是物理概念沒弄明白。死記公式、題海戰(zhàn)術(shù)不是學(xué)習(xí)物理的方法，而弄清概念的建立過程、內(nèi)涵和外延，才是學(xué)好物理的基本途徑，所以物理概念的教學(xué)是掌握物理知識(shí)的關(guān)鍵。 例如：如果學(xué)生對(duì)力、質(zhì)量和加速度這幾個(gè)概念搞不清楚，那就無法掌握牛頓第二定律，更談不到正確應(yīng)用了；如果沒有對(duì)電路、電流、電壓、電阻等概念的理解，也就不能學(xué)好電學(xué)的一系列知識(shí)。（二）物理概念教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)、運(yùn)用科學(xué)方法、發(fā)展能力的主要途徑 物理概念是經(jīng)過一系列觀察、分析、抽象等思維過程才建立的，概念建立以后，要用概念解決實(shí)際問題，也要用一系列科學(xué)方法。在概念

3、的建立與應(yīng)用過程中，學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法，直接對(duì)所觀察的現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析、綜合、抽象、概括等思維活動(dòng)，對(duì)發(fā)展學(xué)生的能力起著十分重要的作用。有些概念還要用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法來表達(dá)，反映出概念之間的因果關(guān)系，學(xué)習(xí)這些概念可以培養(yǎng)邏輯思維能力。學(xué)習(xí)物理的過程要發(fā)展能力，而發(fā)展能力的根本途徑是掌握方法，所以學(xué)習(xí)概念過程是學(xué)生學(xué)習(xí)、運(yùn)用科學(xué)方法的過程，是提高能力的過程。新課程標(biāo)準(zhǔn)把“過程與方法”作為三維目標(biāo)的一項(xiàng)內(nèi)容，是非常有意義的。  二、物理概念的形成過程 （一）物理概念 物理概念的定義 物理概念是表示研究對(duì)象具有的物理屬性的一種思維形式。 能夠區(qū)分不同物理概念的判斷，稱為物理概念的定義。物

4、理概念 的表達(dá)方式必須符合學(xué)生的認(rèn)知水平。所以在教學(xué)過程中，學(xué)生建立的概念只能隨著教學(xué)層次的提高而深化，學(xué)習(xí)的不同階段，建立的概念允許有不同程度的片面性，含糊性和表面性，但必須是科學(xué)的。 如電壓的概念，初中只能敘述為電路中要有電流，兩端就要有電壓；而高中則定義為電勢差。 一般情況下，物理概念的定義并不能代表概念的全部內(nèi)涵和外延。由于物理概念的發(fā)展性，其定義不是唯一的。如質(zhì)量的概念，初中定義為物體含物質(zhì)的多少，高中定義為物體所受外力與其獲得的加速度之比等等。一般情況下，物理概念的定義并不能代表概念的全部內(nèi)涵和外延。 物理概念分定性和定量兩種。定量的物理概念稱物理量，它按描述對(duì)象是狀態(tài)還是過程分為

5、狀態(tài)量與過程量。狀態(tài)量是描述狀態(tài)的物理量。研究對(duì)像的狀態(tài)一定，它就有確定的量值，如速度、加速度、動(dòng)量、能量、壓強(qiáng)等。過程量是描述過程的物理量。力學(xué)中的位移、功、沖量，熱學(xué)中的熱量等都是過程量。 定性的物理概念是用來揭示某概念區(qū)別于其他概念的物理本質(zhì)特征或用來表示該概念的基本類別、歸屬或性質(zhì)的物理概念。例如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、平衡、電磁振蕩等。 物理概念的物理意義 物理概念的物理意義與物理概念的定義不同，它是指物理學(xué)引入和建立某一物理概念的原因，即為什么要揭示某一研究對(duì)象的物理屬性，它對(duì)物理學(xué)本身的發(fā)展或生產(chǎn)實(shí)踐有什么意義。如，電阻率的物理意義是，引入電阻率是為了區(qū)分不同材料導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱，所以，它是描述

6、材料導(dǎo)電性能的物理量。再如，密度概念的意義是，引入密度是為了區(qū)分、鑒別不同的物質(zhì)，每種物質(zhì)的密度是一定的，它是描述物質(zhì)本身含量的物理量。電場強(qiáng)度的物理意義是，引入電場強(qiáng)度是為了反映電場的性質(zhì)，電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量。 物理概念的內(nèi)涵與外延 物理概念的內(nèi)涵是反映在概念中的物理現(xiàn)象、物理過程的本質(zhì)屬性，是該事物區(qū)別于其他事物的本質(zhì)特征，通常由概念的定義來表示。例如，速度 V S/t, 反映了物體運(yùn)動(dòng)的快慢；頻率是每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)，描述物體振動(dòng)的快慢；力是物體之間的相互作用。類似的還有 =m/v 、 p =F/S 等等。這些定義是從質(zhì)和量兩方面反映了物理量的內(nèi)涵。 物理概念的外延即通常所

7、說的概念的運(yùn)用條件和范圍。例如，庫侖定律確定的力，只適用于靜電場，對(duì)迅變電場、渦旋電場不適用；電勢的概念只適用于靜電場，不能用于交變電磁場；在慣性系 F=ma ， 適用于宏觀低速。關(guān)于概念的適用范圍，例如重力、彈力、摩擦力、安培力、洛侖茲力等等都屬于力這個(gè)概念的外延。通過對(duì)物理概念外延的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生逐步深化和擴(kuò)展對(duì)概念的理解。掌握物理概念的外延就能理解概念的適用條件，定義式的應(yīng)用范圍和式中各個(gè)物理符號(hào)的具體物理意義。（二）物理概念的形成過程 物理概念的形成包括兩種層次：其一，是科學(xué)家們創(chuàng)立物理概念的過程；其二，是學(xué)生建立物理概念的過程。從認(rèn)識(shí)論的角度看，兩種層次的物理概念形成過程是一致的，都

8、是以感覺、知覺和表象為基礎(chǔ)，通過分析、綜合、抽象、概括等思維活動(dòng)，從個(gè)別到一般，從具體到抽象，從知識(shí)應(yīng)用到逐步把握物理現(xiàn)象和物理過程的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程。 下面從認(rèn)識(shí)論的角度闡述物理概念的形成過程及其方法。 物理概念的形成基礎(chǔ) 物理概念是對(duì)物理現(xiàn)象，物理過程的抽象而建立的。必須通過日常的感知活動(dòng)或觀察實(shí)驗(yàn)等一系列的實(shí)踐活動(dòng)，或者根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，才能獲得研究物理問題的感性材料，這是物理概念的形成基礎(chǔ)。 （ 1 ）日常的感知活動(dòng)是指學(xué)生在日常生活中獲得感性材料的過程。比如關(guān)于運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)、關(guān)于力的認(rèn)識(shí)、關(guān)于電的認(rèn)識(shí)，這種感知活動(dòng)獲得的感性知識(shí)是形成概念的巨大財(cái)富。但由于學(xué)生認(rèn)識(shí)的局限性，學(xué)生獲得的觀

9、點(diǎn)、認(rèn)識(shí)可能存在誤解、錯(cuò)誤、形成隱概念，前概念和初概念，比如摩擦力，學(xué)生可能由于生活經(jīng)驗(yàn)只注意到摩擦力阻礙物體運(yùn)動(dòng)，于是形成摩擦力都是阻力的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，那么在教學(xué)中就應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析一些生活中摩擦力充當(dāng)動(dòng)力的例子，最后總結(jié)出摩擦力的概念。 （ 2 ）觀察實(shí)驗(yàn)是在物理概念的形成過程中，有計(jì)劃、有目的地為物理概念的建立提供科學(xué)的感性認(rèn)識(shí)的過程。它是學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)可以是演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)。如在建立彈力概念時(shí)，可采用一系列演示實(shí)驗(yàn)：彈簧受力形變、泡沫受力形變而產(chǎn)生了彈力。對(duì)于形變不明顯的實(shí)驗(yàn)，例如玻璃瓶受力形變，可以在瓶內(nèi)部裝滿水，瓶口塞上連有細(xì)玻璃管的塞子，采取放大的方法，

10、觀察細(xì)玻璃管液柱高度變化顯示固體受力形變，然后歸納總結(jié)出彈力的概念，及適用范圍。 （ 3 ）經(jīng)驗(yàn)事實(shí)是指前人在研究物理問題或從事生產(chǎn)實(shí)踐中的典型的物理現(xiàn)象和物理實(shí)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，對(duì)物理概念形成具有突出現(xiàn)象、本質(zhì)的特點(diǎn)，但是學(xué)生又不很熟悉，課堂上無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。在教學(xué)中可以充分利用教材，教育軟件和教師的講授，闡述經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，使學(xué)生獲得感性材料。例如，介紹“核能”時(shí)要模擬原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。我們可以擺火柴進(jìn)行模擬，但不形象、不生動(dòng)。如果通過計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模擬，動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的過程，效果就好得多。 物理概念的形成過程 物理概念的形成要經(jīng)過在物理事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽象思維的過程。此過程可以概括為感

11、性具體 思維抽象 思維具體。 （ 1 ） 感性具體 人們?cè)谔岢鑫锢韱栴}之后，就通過觀察和實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，搜集物理思維的材料，獲得對(duì)物理事物的感性認(rèn)識(shí)。感性認(rèn)識(shí)是關(guān)于物理事物的表面、片面、外部聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，但這并非是一個(gè)純粹的感性過程，而是在理性指導(dǎo)下的有目的、有意識(shí)、有選擇的感性活動(dòng)過程。 通過感性認(rèn)識(shí)，形成對(duì)物理事物的外部聯(lián)系和外部特征的整體表象以及有關(guān)資料與數(shù)據(jù)，此即感性具體，它是物理抽象思維從感性具體到思維抽象的邏輯起點(diǎn)。   思維抽象 思維抽象是對(duì)物理事物的感性具體，運(yùn)用思維方法，形成關(guān)于事物的本質(zhì)屬性，建立物理理論的過程。 在這個(gè)過程中，物理抽象思維對(duì)各種感性材料的活動(dòng)主要表

12、現(xiàn)為如下的形式。 ）分析與綜合。物理思維對(duì)各種感性材料進(jìn)行分析，把它們分解成不同的方面、部分、或?qū)哟?，把完整的表象和有關(guān)材料與數(shù)據(jù)分解成不同的規(guī)定，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合，形成關(guān)于物理事物的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。 ）分類與比較。物理思維對(duì)各種感性材料進(jìn)行分類和比較，尋找同一種事物或不同事物之間的共同性和差異性，抓住同類物理事物的共同本質(zhì)屬性，找到不同物理事物和相同物理事物內(nèi)部以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。通過比較，物理思維可以獲得關(guān)于某種規(guī)定的一般認(rèn)識(shí)。 ）抽象和概括。物理思維舍棄感性具體中的非本質(zhì)屬性和特征，抽出本質(zhì)屬性和特征，形成抽象規(guī)定，再把這些抽象規(guī)定概括起來，形成關(guān)于物理事物的一般認(rèn)識(shí)。在這個(gè)過程中，

13、物理思維往往從不同的現(xiàn)象中概括出共同的東西，形成同類物理事物的共同規(guī)定性，達(dá)到某種抽象的、一般的認(rèn)識(shí)，即建立物理概念。 例如，建立力的概念，首先向?qū)W生提供他們所熟悉的力的現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)：人提桶；馬拉車；書壓桌，這就是感性具體。然后對(duì)這三類物理事物進(jìn)行思維抽象，通過分析、比較、分類，我們發(fā)現(xiàn)“人、馬、書”是同類事物，可以抽象為“物體”；“桶、車、桌”也是同類事物，也可以抽象為“物體”；“提、拉、壓”則是另一類事物，它們的本質(zhì)屬性可以抽象為“動(dòng)作”或“作用”，于是，我們可以給“力”下定義：力是物體對(duì)物體的作用。在此基礎(chǔ)上，還要把力的概念推廣到所有的同類事物中（即概括過程），從而達(dá)到對(duì)力的一般認(rèn)識(shí)。

14、 在定義概念后，還要討論概念的內(nèi)涵和外延，用途和適用范圍，定義式和量度式的區(qū)別，從不同角度對(duì)概念進(jìn)行深化和擴(kuò)展。如力的概念，它是矢量，是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或使物體發(fā)生形變的原因。力的外延是，按力的性質(zhì)不同，力可以分為重力、彈力、摩擦力、電磁力等；按力的作用效果不同，力可以分為壓力、張力、向心力等。 （ 3 ） 思維具體 物理認(rèn)識(shí)從感性具體到思維抽象，是物理抽象思維過程的第一個(gè)階段，這一階段的結(jié)果獲得了對(duì)物理事物本質(zhì)的抽象規(guī)定，建立了物理概念。物理抽象思維過程的第二個(gè)階段是從思維抽象到思維具體的過程，這是一個(gè)具體化的過程，所謂具體化，就是人腦把經(jīng)過抽象、概括后的概念同某一具體事物聯(lián)系起來的過程。

15、如應(yīng)用物理概念、物理規(guī)律解釋物理現(xiàn)象，解決物理問題即為具體化。例如，經(jīng)過思維抽象建立了力的概念以后，就可以用這個(gè)概念認(rèn)識(shí)各種具體的力，這就是思維具體的過程。 物理概念形成的方法 研究物理概念形成的過程，我們可以總結(jié)出物理概念形成的方法，其中包括問題解決、科學(xué)方法、觀測證實(shí)三個(gè)要素。 （ 1 ）問題解決是指應(yīng)用已知的物理概念去解決新問題，它包括如下含義：物理概念建立是為了解決某個(gè)物理問題，反過來，在已建立的物理概念的基礎(chǔ)上又去研究新的物理問題，從而再建立起新的物理概念，這樣鏈鎖式的問題解決，形成了物體概念體系。例如為了解決描述物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)問題，用已知的概念路程、時(shí)間，建立新的概念速度。有了速度

16、概念，又可以進(jìn)一步建立加速度概念。 （ 2 ）科學(xué)方法是指在物理概念形成過程中，既要用科學(xué)方法的邏輯方法，如比較與分類、分析與綜合、歸納與演繹；也要用科學(xué)方法的直覺方法，如靈感、機(jī)遇等?？茖W(xué)方法在物理知識(shí)建立過程中具有重要的作用，在物理知識(shí)體系中具有不可或缺的地位。 （ 3 ）觀測證實(shí)是指一個(gè)物理概念不僅能與已知的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)相符，而且，由這一物理概念能演繹或預(yù)言的新內(nèi)容，能被新的觀測所證實(shí)。一個(gè)物理概念被觀測所證實(shí)，說明這一物理概念能解決更大范圍、更為深刻的問題。例如由麥克斯韋方程組預(yù)言電磁波的存在。 可見，概念的形成過程是在一定的感知、實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過問題的研究和解決，采取邏輯思維、邏輯

17、推理、直覺思維、觀測證實(shí)等方法 , 建立知識(shí)結(jié)構(gòu)的過程。概念的形成過程是現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)、思維和應(yīng)用的過程。概念形成過程的實(shí)質(zhì)是提出問題 , 討論問題 , 解決問題的過程。  三、初中物理概念教學(xué)過程和基本要求 （一）創(chuàng)設(shè)物理情境 提出概念問題 在物理概念教學(xué)中，教師必須給學(xué)生營造一個(gè)適應(yīng)教學(xué)要求，借以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、探索事物本質(zhì)屬性的物理環(huán)境，把教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化成學(xué)生的學(xué)習(xí)目的，從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，并引出概念問題。 1. 以 日常生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境 教師要善于恰當(dāng)?shù)乩脤W(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)良好的物理環(huán)境。該方法使學(xué)生感到親切，容易接受。同時(shí)，也有助于培養(yǎng)學(xué)生觀

18、察、勤于思考、善于分析問題的能力。這正符合從生活走向物理，從物理走向世界的新課程理念。 需要注意的是，教師在選擇具體事例時(shí)，既要選擇與概念有著明顯本質(zhì)聯(lián)系的事例，又要注意防止經(jīng)驗(yàn)中不正確觀念的干擾。（例如流體壓強(qiáng)） 2. 通過物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境 有些概念所涉及的現(xiàn)象不是學(xué)生在日常生活中常見的，這類概念的可以借助實(shí)驗(yàn)來引入。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)展示物理現(xiàn)象和過程，不但可使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象及過程產(chǎn)生必要的感性認(rèn)識(shí)，還容易集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引起學(xué)生積極主動(dòng)思考。特別是在教師指導(dǎo)下學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過自己的親自操作，把實(shí)驗(yàn)感知與思維活動(dòng)緊密地結(jié)合，物理現(xiàn)象和過程獲得生動(dòng)、深刻的印象，這對(duì)形成和理解

19、物理概念有著積極的意義。 值得注意的是，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)概念的環(huán)境，既要有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲望，更要引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中到被研究的對(duì)象和現(xiàn)象上來，注意觀察它的變化及其產(chǎn)生條件。 例如引入摩擦力的概念（筷子提米） 3. 利用物理經(jīng)驗(yàn)事實(shí)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境 物理學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐中的一些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，對(duì)物理概念形成具有突出現(xiàn)象、本質(zhì)的特點(diǎn)，但是學(xué)生又不很熟悉，課堂上無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。在教學(xué)中可以充分利用教材，教育軟件和教師的講授，闡述經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，使學(xué)生獲得感性材料。 在平時(shí)的教學(xué)中，運(yùn)用物理史料中的典型事例或故事引入物理概念，也是創(chuàng)設(shè)物理情境的一種十分重要的方法。（例如馬德堡半球?qū)嶒?yàn)） 4. 由復(fù)習(xí)舊知識(shí)創(chuàng)設(shè)學(xué)

20、習(xí)情境 往往 新概念與學(xué)習(xí)過的概念之間存在著有機(jī)的聯(lián)系，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從已有的知識(shí)出發(fā)，通過邏輯展開，把新概念自然地引入。這樣可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到引入新概念的客觀性和必要性，使知識(shí)系統(tǒng)連貫，便于學(xué)生理解和掌握。 創(chuàng)設(shè)物理情境，引入新概念的方法多種多樣，教師要根據(jù)具體情況，采用恰當(dāng)方法很自然地引入概念，才能產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。 （二）抽象概括思維 形成物理概念 獲得建立概念的感性認(rèn)識(shí)或相關(guān)知識(shí)以后，最重要最關(guān)鍵的是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象思維，運(yùn)用科學(xué)方法形成物理概念。 不同的概念，它們引入和建立的方法可能各不相同。在中學(xué)階段建立物理概念主要是從感性材料中抽象出物理概念，也包括其它幾種方法。 1. 用分析與

21、綜合、抽象與概括法將一類事物的共同本質(zhì)特征抽象出來。 此法要有足夠的感性材料做基礎(chǔ)，因?yàn)槭挛锏墓餐举|(zhì)特征一般不是很直觀和容易理解的，故選擇感性材料時(shí)要注意材料的典型性。此法是建立概念的最基本、最常用的方法，最關(guān)鍵的是幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)抽象思維的過程。如前面介紹的建立力的概念，如果能順利地由人、書、馬以及桶、桌、車抽象出物體的概念；能由提、壓、拉抽象出作用的概念，那么力是物體對(duì)物體的作用這個(gè)概念的建立，就是水到渠成了。 用實(shí)驗(yàn)法測定物理量形成物理概念。 如懸掛法測重心；用單擺測重力加速度；插針法測折射率，等等。此種方法是在研究物理問題的產(chǎn)生和應(yīng)用時(shí)常用的科學(xué)方法，包括觀察法，使用儀器的具體方法，實(shí)驗(yàn)

22、具體操作的方法等。 用隔離法忽略次要因素或影響，把物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)的某種屬性隔離出來，得到表征物質(zhì)或運(yùn)動(dòng)的某種性質(zhì)的物理量。 這種類型的抽象，特別是用物理量的比值來定義的物理量，在中學(xué)物理教學(xué)中用得很多，如 =M/V, V=S/t, , .R=U/I, E=F/Q, B=F/IL 等等。 用等效法從效果上對(duì)外等效定義物理概念。 這種等效是指在某一方面等效不一定各方面都有等效。如交流電電流的有效值的定義，是由電流的熱效應(yīng)定義的；串并聯(lián)電路的等效電阻，是對(duì)端鈕的伏安式等效的；合力與分力是力的作用效果等效。 用理想化模型法建立物理概念。 這是抽象出反映事物本質(zhì)的特征建立理想化模型的方法。包括研究對(duì)象的理想

23、化、物體所處的條件理想化、物理過程理想化所建立起的模型，如質(zhì)點(diǎn)、剛體、理想氣體、純電阻等屬于研究對(duì)象的理想化模型；光滑平面、絕熱容器、勻強(qiáng)電場、無限長導(dǎo)軌等等屬于條件理想化模型；勻速直線運(yùn)動(dòng)、簡諧振動(dòng)、光的直線傳播、自由落體運(yùn)動(dòng)等等屬于理想化過程。 通過理想化的方法建立概念是物理學(xué)中最基本，最常用的思想方法之一。（三）理解內(nèi)涵外延 明白物理意義 物理概念建立以后要引導(dǎo)學(xué)生理解概念的內(nèi)涵外延，明白其物理意義。 1. 理解概念內(nèi)涵外延 物理概念的內(nèi)涵反映了物理現(xiàn)象、物理過程的本質(zhì)屬性，理解概念的內(nèi)涵是理解概念的關(guān)鍵。例如，“密度”這個(gè)概念，要弄懂對(duì)于不同物質(zhì)，其質(zhì)量和體積之比是不同的；而同一種物質(zhì)

24、，其質(zhì)量與體積之比卻是一定的。只有從這兩方面來分析，才能使學(xué)生明白：對(duì)一種物質(zhì)來說，不管其質(zhì)量和體積大小如何，它們的比值是不變的，這種比值不變性，就是物質(zhì)的某一種本質(zhì)屬性的反映，叫密度。理解了這點(diǎn)，學(xué)生才不會(huì)把 =M/V 看成 M 越大 越大， V 越大 越小了。 物理概念的內(nèi)涵除了用語言文字把它所反映的本質(zhì)屬性定性地表達(dá)以外，對(duì)于物理量，還要用數(shù)學(xué)公式給予嚴(yán)密、精確，概括的定義，定義式可從質(zhì)和量兩個(gè)方面反映物理量的內(nèi)涵。學(xué)生應(yīng)該把文字表述和數(shù)學(xué)表述結(jié)合起來理解它的內(nèi)涵。一般用比值表達(dá)的定義式，是物理量的量度公式，不是它的決定式。如 R=V/I 是電阻的量度式，而 R=.L/S 是電阻的決定式

25、 ;a= V/ t 和 a=F/m 等。 物理概念的外延是指物理概念適用的范圍與條件。例如力的概念的外延是所有的力：重力、彈力、摩擦力、安培力、洛侖落力等等；能的概念的外延是各種形式的能：動(dòng)能、勢能、機(jī)械能、核能等；功的概念的外延是各種力做的功：正功、負(fù)功，各種能量的變化總和。只有了解概念的外延，才能正確理解概念的適用范圍和適用條件，深化和擴(kuò)展對(duì)概念的理解，在知識(shí)的概念體系中明確概念間的區(qū)別與聯(lián)系。 2 明白物理概念的物理意義 深入理解物理概念，還應(yīng)當(dāng)注意不要把概念的物理含義（內(nèi)容）或定義當(dāng)作概念的物理意義。一個(gè)概念的物理意義，并不是指它的內(nèi)涵，也不是泛指它在物理學(xué)中的地位作用， 而是側(cè)重指出

26、為什么要揭示某一研究對(duì)象的某一物理屬性，即建立或引入該物理概念的原因。例如，電阻率 的物理意義是為了描述不同材料的導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱。 的物理含義則是長度為 1 米 ，橫截面積為 1 平方米 的導(dǎo)體的電阻值。（四）解釋物理現(xiàn)象 解決物理問題 運(yùn)用階段是直接應(yīng)用初步理解了的概念，去分析和解決簡單的問題。其目的是鞏固所學(xué)的概念并能運(yùn)用概念解決實(shí)際問題。由感性到理性，建立概念的過程是認(rèn)識(shí)的第一次飛躍，由理性再到實(shí)踐中去檢驗(yàn)、應(yīng)用，是認(rèn)識(shí)的第二次飛躍。 學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)用， 而在實(shí)際運(yùn)用概念是發(fā)現(xiàn)概念理解上的偏差，完善和深化理解概念的過程， 是學(xué)習(xí)概念的不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。 例如可以向?qū)W生提出以下問題：

27、 將一整塊磚，切去一半，其密度是否變化了？將一塊磚平著放和立著放，它對(duì)支持面的壓強(qiáng)是否變化了等等。 只有有目的地解答一定量的練習(xí)題 , 才能強(qiáng)化概念的理解。由于用所學(xué)的知識(shí)解決了生活中的一些問題 , 學(xué)生的興趣和的積極性也會(huì)增強(qiáng)。教師要注意例子不要太難，干擾因素要少，注意循序漸進(jìn)， 要符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律 , 不要企圖一次把概念講深講透。四、學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的常見問題及解決策略 研究和把握學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的常見問題，對(duì)于教師確定教學(xué)策略，選擇教學(xué)方法和內(nèi)容，有的放矢地排除學(xué)生學(xué)習(xí)概念時(shí)的障礙與干擾，保證教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中出現(xiàn)問題是多方面的，又是因人而異的，但總的來說，學(xué)生在

28、學(xué)習(xí)物理概念時(shí)，常見的問題主要有感性知識(shí)不足、相關(guān)準(zhǔn)備知識(shí)不足、前概念的片面或錯(cuò)誤干擾、抽象思維能力不足、思維定勢負(fù)遷移、不會(huì)應(yīng)用等幾方面。 （ 一）感性知識(shí)不足 物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理概念的建立離不開對(duì)感性材料的認(rèn)識(shí)過程，感性認(rèn)識(shí)是物理思維的材料，是檢驗(yàn)物理理論真?zhèn)蔚臉?biāo)準(zhǔn)，是理解概念的基礎(chǔ)。 感性知識(shí)不足，就無法從客觀事物中抽象出共同屬性和本質(zhì)特征，就不能順利地、正確地形成物理概念。如果沒有足夠地把有關(guān)的物理現(xiàn)象及其之間的聯(lián)系鮮明地展示出來的實(shí)驗(yàn)或?qū)W生日常生活中所熟悉的、曾經(jīng)親身感受過的事例作基礎(chǔ)，學(xué)生就很難理解概念的來龍去脈、物理意義、適用條件等，從而影響對(duì)概念的掌握和運(yùn)用，造成學(xué)習(xí)的

29、思維障礙。如，研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在建立電磁感應(yīng)概念時(shí)，如果沒有足夠的、能夠逐步揭示現(xiàn)象間本質(zhì)聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)讓學(xué)生觀察，就很難建立電磁感應(yīng)這一概念，對(duì)這些規(guī)律也就很難理解。 所以教師在教學(xué)時(shí)注意加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有計(jì)劃、有選擇、有目的地多為學(xué)生提供感性材料，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，特別是中學(xué)生的抽象思維能力不是很強(qiáng)，知識(shí)基礎(chǔ)也有限，應(yīng)注意從建立在感性知識(shí)的基礎(chǔ)上的，具體、形象思維入手進(jìn)行物理概念教學(xué)。（ 二） 相關(guān)的準(zhǔn)備知識(shí)不足 物理知識(shí)本身有著嚴(yán)密的邏輯體系，新知識(shí)的學(xué)習(xí)必須建立在掌握已有的知識(shí)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。先學(xué)的知識(shí)是后學(xué)的知識(shí)的準(zhǔn)備，如果以前學(xué)的概念掌握不好，就會(huì)影響以后學(xué)習(xí)的概念的理解，而概

30、念理解的不準(zhǔn)確，又會(huì)影響規(guī)律的學(xué)習(xí)。如不理解功的概念，就難形成功率、機(jī)械效率等概念。物理概念之間互相交織互相滲透，既有聯(lián)系，又有區(qū)別，在學(xué)習(xí)的過程中互相影響。因此，新知識(shí)學(xué)習(xí)之前，教師就要根據(jù)對(duì)學(xué)生情況的了解，幫助學(xué)生做好相關(guān)知識(shí)的準(zhǔn)備。另外，在建立概念時(shí)，常常還要用到一些數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法，如果這些數(shù)學(xué)知識(shí)和方法準(zhǔn)備不好，也會(huì)給學(xué)習(xí)物理概念帶來困難。例如，研究和運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的一些規(guī)律時(shí)，涉及到時(shí)間、時(shí)刻、位置、位移、速度、加速度等概念，也涉及到坐標(biāo)系、函數(shù)圖象、代數(shù)運(yùn)算、矢量等數(shù)學(xué)知識(shí)，如果學(xué)生在某一環(huán)節(jié)上準(zhǔn)備不足，就會(huì)使新內(nèi)容的學(xué)習(xí)和運(yùn)用難以進(jìn)行。 物理概念的建立過程除了需要感性材料和相

31、關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)外，還需要一定的科學(xué)方法，學(xué)生的思維方法不足，實(shí)驗(yàn)技能的欠缺，也屬于相關(guān)準(zhǔn)備知識(shí)不足之內(nèi)。因此在日常教學(xué)中就要注重培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和相應(yīng)的問題處理方法以及實(shí)驗(yàn)操作技能，這是開展新知識(shí)學(xué)習(xí)的重要條件。 （三）日常生活中形成的錯(cuò)誤觀點(diǎn)干擾學(xué)生在日常生活中已經(jīng)積累了不少與物理有關(guān)的感性經(jīng)驗(yàn)，其中一些感性經(jīng)驗(yàn)中形成的觀念是錯(cuò)誤的或片面的，就必然干擾正確概念、規(guī)律的形成，例如，在力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系上，認(rèn)為物體受力才運(yùn)動(dòng)，不受力就不動(dòng)；重的物體比輕的物體下落快；摩擦力總阻礙物體運(yùn)動(dòng)；上浮的物體比下沉的物體浮力大等等，這些錯(cuò)誤觀念，嚴(yán)重影響相應(yīng)的概念、規(guī)律的建立，所以，要想使學(xué)生形成正確的概念和

32、建立正確的規(guī)律，必須排除錯(cuò)誤觀念的干擾。教師要認(rèn)真積累這方面的經(jīng)驗(yàn)，熟悉學(xué)生容易在哪些問題上形成錯(cuò)誤觀念，以便有的放矢，排除干擾。排除干擾的最有效方法就是做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)是純化了的物理過程，在實(shí)驗(yàn)的過程中干擾因素較少，有利于觀察、分析，形成正確的觀念。 （四）抽象思維能力不足，思維方法不當(dāng)，使思維受阻物理概念的建立過程是離不開抽象思維過程的，經(jīng)常要用到比較、分析、綜合、歸納、抽象、概括等抽象思維方法。中學(xué)生在心理發(fā)展上正處于由經(jīng)驗(yàn)型的具體思維向理論型的抽象邏輯思維方向轉(zhuǎn)折時(shí)期，學(xué)生思維發(fā)展程度上個(gè)性差異較大，有的學(xué)生沒有形成邏輯思維習(xí)慣，造成抽象思維能力不強(qiáng)，在學(xué)習(xí)時(shí)就會(huì)遇到較大的困難。

33、例如建立速度概念，要經(jīng)過以下思維過程：首先確定研究的目的是尋找一個(gè)物理量來比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的快慢，即描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)我們看到運(yùn)動(dòng)的距離不能起到這個(gè)作用，因?yàn)樗麄兯玫臅r(shí)間可能不同。進(jìn)一步考查 S /t ，對(duì)一個(gè)物體是常數(shù)，并且這個(gè)比值越大的物體在同樣時(shí)間運(yùn)動(dòng)距離越大，這個(gè)比值能反映運(yùn)動(dòng)的快慢，叫速度。速度這個(gè)概念的建立，采用的是用兩個(gè)物理量的比值定義的方法。對(duì)于這類抽象概念的教學(xué)，教師應(yīng)仔細(xì)分析其建立過程中運(yùn)用了哪些方法和思維形式，只有分析學(xué)生可能在哪些方法或思維方面受阻，才能正確引導(dǎo)學(xué)生突破難點(diǎn)。 （五）物理概念的混淆 物理概念的混淆是學(xué)生學(xué)習(xí)物理常見的問題。具體表現(xiàn)為對(duì)于相關(guān)概念只注

34、意到它們的相容部分，而忽略了它們的相異部分，造成了概念之間的混淆。例如將壓力與壓強(qiáng)、電勢與電勢差、勻速運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)混為一談。再如對(duì)溫度、熱量、內(nèi)能這三個(gè)概念，錯(cuò)誤地認(rèn)為： 熱的物體比冷物體熱量多。 溫度相同的同種物質(zhì)，質(zhì)量越大，含有的熱量越多。 熱傳遞過程中，溫度變化大的物體吸收（或放出）的熱多。 溫度高的物體內(nèi)能多等等。產(chǎn)生這些問題主要是學(xué)生對(duì)物理概念的內(nèi)涵、外延、定義沒有理解。在概念教學(xué)中，教師應(yīng)該注意積累經(jīng)驗(yàn)，熟知學(xué)生容易出現(xiàn)的易混問題，在課前的準(zhǔn)備中預(yù)設(shè)有針對(duì)性的策略，在課堂教學(xué)中又能靈活地處理生成問題。 （六）思維定勢帶來的負(fù)遷移 思維定勢是人們?cè)谒季S中普遍存在的一種心理現(xiàn)象。它是指人們按著某種固定的思路和模式去考慮問題，表現(xiàn)為思維的傾向性和專注性。在學(xué)習(xí)的過程中思維定勢既具有積極的意義，又具有消極的影響，。積極的思維定勢是指人們把自己頭腦中已有的思維模式恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到新的物理情境中去，用于學(xué)習(xí)和理解新的物理知識(shí)