高中物理概念教学中概念图的应用实践

余琳

一、高中物理概念教学中引入概念图的价值与意义

概念图是高中物理概念教学中的重要部分，在概念教学中引入概念图，首先，有利于学生对已学知识进行回顾.在新知识学习之前，概念图能帮助学生回顾已学知识，将新知识与原有概念进行紧密衔接，从而加深对新的物理知识的理解.其次，有利于学生对物理概念的透彻理解.当学生对新的物理概念有了初步的认识后，引导他们绘制出相关的概念图，从而帮助形成概括化、系统化的概念网络系统，促进学生对物理知识进行意义构建和深化重组，提高学习效率.最后，概念图的应用有利于学生构建起完整全面的物理概念体系.物理教学中，概念与概念之间是互为联系的.学生利用概念图将多种概念分层进行表现，利用交叉连接来对概念关系进行体现，能在最大程度上帮助学生理解概念图中各个知识点是怎样建立关系的，从而帮助学生建立起科学的、全面的概念体系.

二、高中物理概念教学中概念图的应用实践

1.运用概念图将上下节物理内容有机结合

以《运动的描述》为例.

高中物理概念教学中，适当运用概念图，能帮助学生将上节课已学的物理内容和将要学习的新内容有机结合，从而形成整体全面的物理概念.本文以《运动的描述》一节中“加速度”的教学为例进行说明.

在加速度概念的学习时，学生已经解除了较多的物理概念，如运动、参考系、质点、路程、位移、时间、平均速度等，内容较多，学生容易遗忘.因此，在概念教学时，教师可以首先运用概念图复习的模式，将已学的概念再加工，然后与加速度的概念互相结合，帮助学生理解和记忆.

教师：前面几节课我们主要进行了运动物理量的学习，请同学们回忆下主要有哪些运动概念呢？

学生：速度、位移、参考系、质点、坐标……

教师：那么谁能用嘴简洁的词语来描述上述概念互相间的关系呢？是否能用一张图来展现呢？

在学生思考并回答的过程中，教师将概念图逐渐展示，并向学生说明各个概念互相间的物理练习和意义.如图1所示.

这样的教学方式，能最大程度的激发学生的学习热情，全体学生都会全身心投入到概念构图活动中，对物理概念互相间的关系也会有更为透彻的理解.在教学过程中，教师以导演的身份出现，学生的主体地位得到了强调，主动性和积极性提高.

2.运用概念图帮助学生形成物理知识框架

以《相互作用》为例.

概念图的运用，能在一定程度上帮助学生形成全面系统的物理知识框架.本文以《相互作用》的教学为例进行说明.

在教学开始时，教师首先可以运用力的概念图，让学生回顾并利用已学的旧知识，与新的学习内容形成联结，逐步构建起系统完整的力的知识体系框架.例如，在教学中，重力的图示以及重力的三要素都可以说是力的图示和力的三要素的典型例子，通过概念图，学生可以知道，重心是作用点的例子.因为已学的“力”的概念在包容性、概括性和抽象性方面都强于将要学习的“重力”的概念，相对于“力”，“重力”是“力”的知识概念的派生物.通过概念图的运用，派生知识的意义出现较快，学生学习起来较为容易.又如，《摩擦力》的学习，学习完滑动摩擦力以后，教师可以运用滑动摩擦力的概念图作为学生学习静摩擦力的引导，帮助学生联结关联物理知识，形成完成的概念体系框架.在静摩擦力的讲述中，也可以提到，和滑动摩擦力相似，静摩擦力的内容主要分为摩擦力的方向、大小以及产生条件.

3.高中物理概念图应用的注意事项

物理概念图是体现物理知识的一种重要形式，但重点强调的是概念和概念互相间的联系和区别.我们在发挥概念图教学作用的基础上，不能过于夸大概念图的作用，更不能以为只要明白概念图的合理运用，就能进行知识体系的自主构建.因此，概念图的运用应该建立在以下前提之上：学生已经学习并理解了科学的物理概念，概念图要做的是将这些概念用连接词、连线和节点来形成直观的图形，形象的展现物理概念互相间的关系.倘若学生还没能正确认识物理概念，那么组织他们绘制概念图是不科学的.概念教学中应用概念图，一方面能诊断已学概念，对已存在的概念图进行整合和增添，以此来派生出将要学的物理概念.复习过程中，概念图的制作能引导学生整合已学知识，建立起全面、系统的知识结构网络，帮助他们站在更高的角度去理解物理知识，对知识形成正面迁移.在这个过程中，学生的物理综合能力会得到较大的提升.

物理概念教学中，概念图作为一种全新的学习策略，是传统学习方法的一种创新，能让学生的学习过程变得轻松，学习效率大大提升.本文主要在分析概念图于物理概念学习的价值和意义之后，提出了物理概念图在实际教学中的应用实践.但因为个人能力以及环境条件的限制，本研究还存在一定的不足之处，研究的范围太小且调查不够深入.希望其他学者在后续研究中，能不断深入剖析，以促进高中物理教学水平的持续提升.

应用叠加原理解决常见复合场问题的思考

江苏省苏州大学物理与光电·能源学部215006梁瑶桑芝芳陈钢

一、叠加原理

当一个系统受到某种作用时，就会有对应的响应.当几个作用同时作用系统的效果等效于单个作用分别作用于系统的和效果时，我们就说作用满足叠加原理，这个系统也称为线性系统.

叠加原理在电磁学、电动力学中应用极其广泛，它是物理学的基本原理之一.如果物理量是标量，我们可以把数值直接相加减；而如果是矢量就要符合平行四边形法则.叠加原理在矢量的运算、合成以及公式推导方面应用显著，例如电场强度、磁场强度、重力场等.他们具有不可入性，因而又不同于一般的矢量叠加.

二、复合场

1.电场和重力场复合

（1）如图1，质量为m的物体仅在重力场作用下，它的动力学方程是m=m.如果物体的初速度为0，物体将做自由落体运动.如果物体初速度不为0，物体将做匀变速曲线运动.

（2）如图2所示，空间中除了重力场，还有如图所示的匀强电场.根据矢量的叠加原理：

用重力场表示：m′=m+q，

用电场表示：q=m+q.

此时物体的动力学方程的形式没变，加速度大小是恒定值.如果物体的初速度为0，物体将做类自由落体运动.如果物体初速度不为0，物体将做匀变速曲线运动.也就是说，在重力场的基础上加一个匀强电场，物体的运动形式不发生变化，反过来也是成立的.

2.重力场和弹力场

如图3所示是弹簧振子的模型，物体所受到的合力为弹簧弹力.

如图4所示，规定向下为正，此时弹簧平衡，

mg=kx0，

mg+F弹=ma，

mg-kx=ma，

kx0-kx=ma，

-k（x0-x）=ma，

-kx′=ma.

3.电场和磁场复合

m=q0×，

m=洛+电→m=q×+q，

可以找到一个V0使得q0×=，

因此m=q×+q0×-q0×+q，

m=q（+0）×.

与未加电场相比，我们发现电荷的动力学方程的形式没有发生改变.同样地，如果磁场与重力场叠加，该形式仍然是不变的.

应用叠加原理，通过对常见复合场的分析，我们发现，均匀背景下物体的运动性质是不变，因此在分析问题是我们可以把均匀背景等效，从而简化问题.