谈高中物理概念教学

张蕾

【关键词】物理概念 定性概念 定量概念

中学物理的基础理论主要是指物理概念、定律以及相关的定理、原理、方程、假说、模型等。而物理概念是物理大厦的砖石，是对物理世界的数学描述，同时又是物理现象本质特征词的表达。而物理概念的引入、定义等，常常反映着人们认识客观世界的认识方法和认知理念。所以物理概念的教与学在高中物理教学中显得尤其重要。下面是我在教学活动中的思考与体会。

一、对概念进行分类

高中物理概念可分为两大类，一类是以物理现象本质特征词表达的概念，即定性物理概念。常见的有：描述物体运动形式的，如匀速直线运动，匀加速直线运动，匀速圆周运动，简谐运动，波等。描述物体运动状态的如平衡、失重、超重，相对静止等。描述物理现象的，如色散、干涉、衍射、衰变等。描述物理器件、装置的，如理想变压器、扭秤、电容器等，另一类是建立在量度的基础上以符号和数学语言表达的物理量，即定量的物理概念，常见的有：基本物理量，如长度、时刻、质量、摩尔等。导出物理量，如速度、加速度、电场强度，磁感应强度等。状态量，势能、动能、电势等。过程量，如功。还有矢量与标量，宏观是与微观量，恒量与变量等。对定性概念要了解其物理意义、用途。对定量概念除了要了解其物理意义和定义之外，还要掌握其定量计算方法和相关的决定因素（文中第四点作介绍）。

二、注重形成概念的三个阶段

物理概念的形成一般经历三个阶段，两次认识的升华，即：

头脑里如果没有建立在丰富的物理现象上的正确图景，即没有“感性的具體”，根本无从谈概念的形成，如没有大量的一个个物体间的相互作用而发生形变或产生速度变化的效果的实例，就很难抽象出力的概念，而头脑中仅有力的概念，与力的概念完全形成还存在着相当大的距离，需要把抽象的概念再具体化。如果在学习到电磁力时，脑海里又重现机械力作用的种种效果的影象，能联想和类比起许许多多不同类型力的作用效果，此时力的概念才算真正形成。这一过程就像是一个有自主创新能力的企业，能把引进的吸取其精华之后又再造一个更先进的更有竞争力的。学生的脑子就必须完成这任务。

三、定性、定量两类概念同样重要

教学中发现，学生往往只重视定量物理概念，而忽略了以词语形式表达的定性概念。如重心、质点、共振、简谐振动等等，课本中这样的概念不一定比定量概念少。事实上物理概念不仅定义严谨，而且是一完整的系统，那些用词语表达的概念如果模糊不清，就势必对以数学语言表达的物理量难以理解正确。比如匀变速直线运动的意义不清，加速度概念就难以树立，衰变的意义不懂，半衰期则无从谈起。

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，对物理量的教学，应从以下五个方面进行。

（1）引出的目的。即为什么要引出这一物理量，换句话说，该物理理用来描述什么。如我们在讲匀速圆周运动的线速度时，可以先举个例子：甲乙两人从同一点出发，沿同一圆周运动，经过相同的时间，甲跑了一圈回到出发点，乙只跑了半圈，谁都知道，甲比乙快，但当我们用直线运动的速度公式：速度=进行计算，发现甲的位移为零，乙的位移为直径长，算得甲的速度比乙的大，结果与事实相反，为什么？学生顿时发现原来直线运动的速度公式不适用于描述匀速圆周运动的快慢，必须另想办法，进而引出，线速度概念，这样学生知道为什么，怎么做，对概念引入的目的非常明确。

（2）量度法则。即如何定义这一物理量及其表达式，用比值定义物理量是物理学中经常采用的方法，如速度、加速度、线速度、电场强度、电流。比值法定义适用于物质的属性特征和物体运动特征的定义，比值的大小能反应物质的属性和运动特征，如V=，同一匀速直线运动中比值不变，不同运动比值大运动快，又如E=，对同一点，比值不变，不同点比值不一定相同，比值大，电场强。而且用来定义的两个（三个）物理量是易测量的，如，V难测量，而s、t易测量，E难测量，而F、q易测量，这就达到我们定量描述的目的。

（3）决定因素。被研究的物理量究竟受哪些其它物理量的制约，是因果关系，还是无因果关系。如V=，V与s、t有因果关系，而反映某点电场强弱的电场强度定义式E=，E与F、q是无因果关系的，这样能进一步揭示它们之间的函数关系，使之与物理定律有机地联系起来。

（4）测量方法。即能否用什么方法直接测，应注意什么问题，若不能直接测量，又需要什么实验去间接测量。如电流（I=）是可以直接用电流表串入电路直接测量。而加速度（a=）测无法直接测量，我们采用打点计时器打点和运用匀变速直线运动的特殊结论来间接测量。

（5）量性及单位换算。了解所学物理量是矢量还是标量，就应想到它运算时遵循什么法则。代数法还是矢量法，矢量法运算要注意什么等。

有些学生学习物理量只简单地记公式，对其他方面不想多了解，思维中没有这些相关的联系，对概念缺乏全面的了解，当用知识处理问题时，头脑找不出解决问题的依据。

五、在不断学习中加深对概念的理解

在某一时段，由于知识的广度和深度的限制，对一个新概念理解可能只能达到一定的程度，但随着知识容量的增加和认识能力的提高，我们就会对这个概念有更加深刻的理解，如我们学习摩擦力这概念时，在第一章只能根据摩擦力产生的条件，实验观察、生活经验来判断一些简单物体摩擦力的有无，方向向哪里，对叠放物体很难理解。当学完第三章“牛顿运动定律”之后则可以根据运动状态来判断叠体摩擦力的大小和方向，当学完第八章“功”之后，又可以进一步判断摩擦力做功的正负及能量的转移，转化等。随着知识的增多，不断完善对概念的理解，应用更灵活多变。老师指导学生找出这些概念的纵向联系，横向的对比，构成有机的整体。