广东省揭阳市揭东第一中学 吴少辉
物理概念是物理基础知识的重要组成部分,是学生学习物理的基础和台阶,是构成规律,建立公式和完善理论的基本要素。在中学物理中,概念是教学的基本着力点。因此,学习物理首先要透彻理解基本概念,进而形成运用概念及相关规律分析解决问题的方法与能力。
许多物理概念是随着物理学的发展而建立起来的,是从大量的具体事实中抽象、概括出来的,反映物理现象和过程的本质属性,是培养学生良好思维品质,提高能力的好材料。这就要求学生不仅要理解、掌握概念本身,还要领会前人研究物理的科学方法与精神,凝练学科核心素养。所以,老师要根据概念的特点及学生的实际情况,创造条件,努力引导学生参与、体验概念的构建过程。
如质点概念的建立,老师可在引入概念之前先举例让学生思考,譬如,研究地球的公转,长途火车的行驶速度等问题,使学生知道,在这样的情况下物体的大小和形状对研究的问题几乎没有影响,可以忽略,而把地球、火车都看作一个有质量的点,这就是质点。接着再提出问题加以拓展巩固,如原子很小能不能看作质点?使学生对质点概念有更具体的认识和理解。
好多物理概念有其定义式——公式,要防止把物理定义式看成单纯的数学公式,而忽视其蕴涵的特定物理意义。譬如,有些用比值法定义的概念(物理量)往往比较抽象,象电容C=Q/U,用极板所带电量Q跟极板间电势差U的比值来定义,要理解电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,只由自身因素决定,不随极板的电压而变。实际上,极板电压增加多少倍,它的带电量也随着增加多少倍,比值C=Q/U总不变,不带电时也不变。而不能错误地认为,当U不变时,Q增加多少倍,C就增加多少倍。这好比一只盛水的桶,能容纳多少水是定的,即桶的“水容”是由桶本身决定的,与是否盛水和盛多少水无关。同样,电场强度E=F/q,是表示电场的力的性质的物理量,只由电场本身决定,而与引入的检验电荷q无关,即在电场中的某一点,它的电场强度是确定的。
还有加速度a=△v/△t、电势φ=Ep/q等,对于此类比值形式的概念,或是变化率如加速度a、或是物质的某方面的属性如电场强度E(力的特性)、电势φ(能的特性)、电容C(物质的某种特性), 在建立概念时要从这些量度公式中正确地理解物理量符号的真实内容,体验所定义的概念与其事实现象依存关系的物理过程。
物理概念往往是物理定律定理、公式和学说的基础。概念的形成和规律的建立是不可分割、互相联系着的。因此,对概念及相关规律的认识和理解,以及对概念与规律之间的关系的理解,都是十分重要的。
例如对“力与运动——力的概念与运动规律的关系”的理解,在牛顿第一定律中,要弄清惯性概念的形成和牛顿第一定律的建立之间的联系,而在牛顿第二定律中,所反映的则是力是改变物体运动状态即产生加速度的原因。还有,能量概念的形成和能量守恒定律的建立、动能与动能定理及动量与动量定理等,都反映出概念和相关规律的相辅相成的关系。
一些物理概念及规律的教学,要努力弄清它们的“来龙去脉”。不能只让学生简单地记住它们的文字表述或数学表达式。教学中有这样的现象,有的老师为了赶进度或多讲题,学生为了多做题,于是对物理概念采用简单化的“记住”的方法进行教和学,这是极不得法的。那种看似大容量、高密度的灌输教法,实际上忽视了思考过程,降低了思维深度,这种本末倒置急功近利的做法是教学资源的一种浪费,有人把它比喻为“把中药当柴烧”一点都不为过。教学中要防止这样的浮躁现象发生。
如与动能、动量概念相关的动能定理、动量定理,先让学生应用牛顿第二定律及运动学公式从理论上探究推导,得出规律,进而从牛顿第二定律理解动能定理、动量定理中的力应是“合外力”,就是很简单、自然的事情了。
当前的物理教学在高考备考的大环境下,有的人不重视基础知识的学习,不重视良好思维方式的培养,把成绩提不上去归咎于题做得少,在教学中把大量的时间用于习题的讲题和训练。诚然,题做得多解题时就自然而然地用类型题的解法照套,虽然平时的考试成绩很好,但高考成绩并不理想,究其原因,就是对概念和规律的理解掌握不是很透彻到位,没有真正掌握解决物理问题的根本方法,造成对一些问题的认识一知半解,理解似是而非,方法生搬硬套,结果跌进陷阱自己还不知道。这种本末倒置的做法将是事倍功半的,教学中一定要避免过分偏重题海战术的低效做法。
对概念的理解和加深认识,要遵从学生的认知规律,不能做不切实际的要求一步到位。要用联系的观点,由概念的内涵到外延,再扩展到与本概念以外的不同概念的有关联系,使学生对物理概念有透彻的理解和形成较完整的概念体系。
诸如如速度与加速度,位移与路程,动量与动能,功与冲量,电势与电势能等,前后概念从定义方法、表达形式都很相似,学生在学习时,后一概念容易受前一概念的干扰而造成混淆。例如,判断下列说法的对错:A.动量不变的物体,动能也一定不变;B.动能不变的物体,动量也一定不变;C.动能较大的物体,动量也一定较大;D.动量相等的两个物体动能也一定相等。此例通过比较动能与动量的异同来辨识概念。
总之,我们在实施概念及规律的教学时,要以学生这一主体的思维活动为出发点,努力创造条件让学生经历和体验概念及规律的构建过程。要通过对相似概念及规律的比较加以辨识,结合由浅入深地反复运用概念及相关规律解决问题,使物理概念及规律越学越明晰,在物理教学繁杂多变的问题中,做到以不变应万变。