中學(xué)物理教材教法與實(shí)驗(yàn) 第六章 物理概念教學(xué)

1、第六章物理(wl)概念教學(xué)共五十九頁物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是物理事物的抽象。如何使學(xué)生形成、理解和掌握物理概念，進(jìn)而掌握規(guī)律，并使他們的認(rèn)識(shí)(rn shi)能力在這個(gè)過程中得到發(fā)展，是中學(xué)物理教學(xué)中的核心問題。究竟應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)和進(jìn)行物理概念教學(xué)呢？這里講一講它的一般規(guī)律性問題。導(dǎo)言(doyn) 共五十九頁6.1 物理(wl)概念教學(xué)的重要性一、物理概念是物理學(xué)最重要的基 石二、讓學(xué)生(xu sheng)掌握好物理概念是物理教學(xué) 的關(guān)鍵三、物理概念教學(xué)是培養(yǎng)能力，開發(fā)智 力的重要途徑四、物理概念教學(xué)在發(fā)展學(xué)生個(gè)性上的 積極作用共五十九頁一、物理(wl)概念

2、是物理(wl)學(xué)最重要的基石概念是分析、綜合、判斷、推理等邏輯思維的出發(fā)點(diǎn)。沒有概念就無法理解(lji)定律，就無法建立完整的科學(xué)體系。 共五十九頁二、讓學(xué)生掌握(zhngw)好物理概念是物理教學(xué)的關(guān)鍵 物理難學(xué)的原因是什么？首先應(yīng)肯定地說物理不易教，也不易學(xué)。但更重要地是師生的實(shí)際做法：一般情況：教師是輕概念(ginin)講授與形成，重練習(xí)和解題。 學(xué)生是注意背公式，記意義，做習(xí)題，題海戰(zhàn)術(shù) 。共五十九頁因此要引導(dǎo)(yndo)學(xué)生理解掌握概念授之以“漁”而不是(b shi)幫學(xué)生解題共五十九頁三、物理概念(ginin)教學(xué)是培養(yǎng)能力，開發(fā)智力的重要途徑這里所說的能力主要是思維能力。學(xué)生形成、

3、理解、掌握(zhngw)概念的過程是怎樣一個(gè)過程呢？如下：通過觀察、實(shí)驗(yàn)獲得感性材料。通過思維，運(yùn)用物理學(xué)方法將新知與原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合起來。共五十九頁通過同化，順應(yīng)、適應(yīng)來理解新知識(shí)，用數(shù)學(xué)知識(shí)將其表示出來。這才形成概念。（完成(wn chng)第一次飛躍內(nèi)化。）再將概念運(yùn)用到有關(guān)定律中去，才達(dá)到理解概念。再用概念去解釋現(xiàn)象、回答問題，才能掌握概念（完成第二次飛躍外化）共五十九頁在上面的過程(guchng)中學(xué)生就得到形成、理解、掌握概念的能力，開發(fā)了智力。因此說：物理(wl)概念教學(xué)是培養(yǎng)能力、開發(fā)智力的重要途徑。共五十九頁四、物理概念教學(xué)在發(fā)展學(xué)生(xu sheng)個(gè)性上的積極作用

4、。概念學(xué)習(xí)能促進(jìn)思維的發(fā)展(fzhn)。在建立概念的同時(shí)使學(xué)生的個(gè)性（興趣、意志、信念）得到發(fā)展。共五十九頁法拉第突出的個(gè)性是對(duì)電學(xué)感興趣。堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)，提出“感應(yīng)線”（電力線）和“場(chǎng)”的概念建立了電磁感應(yīng)定律。 麥克斯韋（酷愛數(shù)學(xué)），接受場(chǎng)的概念，建立麥克斯韋方組。看來真正的理解一個(gè)概念會(huì)產(chǎn)生(chnshng)巨大的成果。共五十九頁6.2物理概念(ginin)的特點(diǎn)一、物理概念是觀察、實(shí)驗(yàn)(shyn)和科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物二、大量的物理概念具有定量的性質(zhì)共五十九頁一、物理概念(ginin)是觀察、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物共五十九頁二、大量的物理概念具有定量(dngling) 的性質(zhì)定量是指可以

5、測(cè)量。物理量是可測(cè)量量，這是物理與數(shù)學(xué)聯(lián)系在一起的本質(zhì)。如：速度、電阻、質(zhì)量(zhling)等?？蓽y(cè)量物理量可以分為六種情況共五十九頁1、狀態(tài)(zhungti)量和過程量（1）狀態(tài)量：描述狀態(tài)的物理量。狀態(tài) 給定，其量確定。如：速度、加速度、動(dòng)量、能量(nngling)、體積、 溫度、壓強(qiáng)等。 狀態(tài)量可以用態(tài)函數(shù)來表示。（2）過程量：過程給定時(shí)，有對(duì)應(yīng)量值。如：位移、功、沖量、熱量等。共五十九頁2、性質(zhì)量(zhling)和作用量（1）性質(zhì)量：描述物質(zhì)(wzh)或物體的某種性質(zhì)的量。 如：密度、比熱、電阻、電容等。（2）作用量：描述物體相互作用的量。 如：力、力矩、功、沖量等 共五十九頁3、微觀

6、量和宏觀(hnggun)量（1）微觀量：描述某個(gè)微觀粒子的量。 如：電子(dinz)電量、電子(dinz)質(zhì)量等。（2）宏觀量：描述宏觀物體或體系的性 質(zhì)或狀態(tài)的量。如：壓強(qiáng)、體積、溫度等。共五十九頁4、矢量(shling)和標(biāo)量（1）矢量：有大小和方向的量（合成時(shí) 遵循平行四邊形法則） 如：速度、加速度、力、角動(dòng)量等。（2）標(biāo)量：只有大小，而無方向的量。 如：溫度、長(zhǎng)度(chngd)、時(shí)間、質(zhì)量等。共五十九頁5、相對(duì)(xingdu)量和絕對(duì)量（1）相對(duì)量：凡是與參照系或坐標(biāo)系選 擇有關(guān)的物理量。 如：位移、速度、動(dòng)量等。（2）絕對(duì)量：凡是參照系選擇無關(guān)的物 理量。 如：各種物理(wl)常數(shù)、

7、力、質(zhì)量等。共五十九頁6、基本(jbn)物理量與導(dǎo)出物理量（1）基本物理量：不用其它(qt)物理量來定 義的量。 如：長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量、電流、 熱力學(xué)溫標(biāo)等。（2）導(dǎo)出物理量：以基本物理量為基礎(chǔ) 的物理量。 如：速度、加速度、角動(dòng)量等。共五十九頁總之(zngzh)，物理概念中大多數(shù)是有定量性質(zhì)。因此，物理量與公式對(duì)應(yīng)，計(jì)算結(jié)果(ji gu)與測(cè)量結(jié)果(ji gu)一致。共五十九頁6.3 重點(diǎn)(zhngdin)物理概念的教學(xué)要求基本概念：是指物理學(xué)中最基礎(chǔ)的、最 核心的概念。 由于(yuy)教學(xué)的層次不同，在物理教學(xué)中，總要選取與教學(xué)內(nèi)容相應(yīng)的一些基本概念作為教學(xué)的重點(diǎn)重點(diǎn)物理概念。 對(duì)重點(diǎn)物理

8、概念要求：學(xué)生要“掌握”共五十九頁重點(diǎn) 概念教學(xué)的基本(jbn)要求一、明確建立概念的事實(shí)(shsh)依據(jù)和研究方法二、理解物理概念內(nèi)涵三、了解物理概念的外延四、了解概念與有關(guān)概念的聯(lián)系與區(qū)別。五、學(xué)會(huì)運(yùn)用概念。六、注意物理概念的初、高中的不同要求的階 段性。共五十九頁一、明確建立概念的事實(shí)(shsh)依據(jù)和研究方法1、明確建立概念的依據(jù)來自三方面（1）學(xué)生在生活中觀察(gunch)到的物理現(xiàn)象（2）教師列舉眾所周知的事實(shí)（3）教師組織進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)形成感性認(rèn)識(shí)，形成清晰的表象共五十九頁2、研究(ynji)方法 依據(jù)概念的不同，建立與引入的方法也不同，基本上可分二種抽象法（三類）（1）分析概念

9、共同特征法 思維特點(diǎn)：是找同類事物(shw)的共同特征及不同事物(shw)之間本質(zhì)差別來形成清晰的概念。（比較）例：平動(dòng)共五十九頁（2）隔離某量表征性質(zhì)法思維特點(diǎn)：常用兩個(gè)（或幾個(gè)(j )）物理量的 比值來定義。如：密度、速度、比熱、等。（3）突主忽次理想化方法思維特點(diǎn)：對(duì)所研究的事物，突出其主要作用的性質(zhì)或條件，完全忽略其它性質(zhì)或條件而進(jìn)行的一種科學(xué)抽象，它反映(fnyng)所研究事物中本質(zhì)特性，呈現(xiàn)所包含的主要矛盾。共五十九頁理想化方法是物理學(xué)研究(ynji)中最基本、最重要的思想和方法之一把研究對(duì)象理想化如：質(zhì)點(diǎn)、剛體、理想氣體等。把物體所處的條件理想化如：無摩擦(mc)的表面、絕熱容器

10、等。把物理過程理想化如：勻速直線運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、光的直線傳播等共五十九頁邏輯(lu j)法（二類）概念組成體系，因此概念間有著緊密的聯(lián)系。一個(gè)概念往往是前面概念的發(fā)展(fzhn)，又是后面概念的基礎(chǔ)。這樣抓住新舊概念的邏輯聯(lián)系展開，就構(gòu)成建立物理概念的方法之一。 邏輯法共五十九頁（1）從舊引新演繹推導(dǎo)法思維特點(diǎn)：由一個(gè)或幾個(gè)(j )已知概念推導(dǎo)另一概念。如：由速度、速度增量、加速度推出向 心加速度。（2）對(duì)應(yīng)相同、相似類比法 思維(swi)特點(diǎn)：借助比較來建立物理概念 。 如：由水壓引入電壓 由 光波 引入物質(zhì)波 由重力勢(shì)能引入電勢(shì)能。 共五十九頁二、理解物理(wl)概念的內(nèi)涵內(nèi)涵：反映物理現(xiàn)

11、象、過程(guchng)所特有的本質(zhì) 屬性。如：理解密度的內(nèi)涵同種物質(zhì)，相同，m/V相同；不同種物質(zhì)，不相同， M/V不相同；讓學(xué)生明確：不論m如何變，V如何變， 一定物質(zhì)不變。共五十九頁這樣(zhyng)學(xué)生就不能由物理量的內(nèi)涵除了文字?jǐn)⑹?xsh)外（定性說明，還有定義式來對(duì)應(yīng)（定量分析）定義式有兩層意義給出物理量的意義給出物理量的度量方法共五十九頁對(duì)于物理量應(yīng)使學(xué)生把文字表達(dá)和數(shù)學(xué)表達(dá)結(jié)合起來，從質(zhì)和量的兩方面來理解概念的內(nèi)涵。另外要弄清物理量的定義(dngy)式和條件式：共五十九頁要讓學(xué)生分清物理量的度量式（定義式），和條件式。（度量式）共五十九頁三、了解物理概念(ginin)的外延概

12、念的外延是指：概念所反映的本質(zhì)屬性所對(duì)應(yīng)的具體事物。通常說概念的適用范圍就是指概念的外延。它說明概念反映的是哪些對(duì)象(duxing)（不是某公式成立的條件）如：重力、彈力、摩擦力、磁場(chǎng)力、等是概念力的外延。共五十九頁四、了解概念(ginin)與有關(guān)概念(ginin)的聯(lián)系與區(qū)別 為什么會(huì)產(chǎn)生概念之間的相互混淆呢？原因是不知道之間的區(qū)別，而共同點(diǎn)的印象卻很深刻。 因此，只有找到區(qū)別，才能更深刻地理解概念間的相互聯(lián)系。 怎樣來區(qū)別呢？ 就是要放在一起(yq)比較本質(zhì)屬性。共五十九頁如：電勢(shì)(dinsh)、電勢(shì)(dinsh)能、電動(dòng)勢(shì)相同點(diǎn)是都與電相關(guān)。電勢(shì)：從能的角度來描述電場(chǎng)的性質(zhì)(xngzh)

13、 （與 外電荷無關(guān)）電勢(shì)能：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的勢(shì)能 （是電場(chǎng)與電荷共有的）電動(dòng)勢(shì)：非靜電力抵抗靜電場(chǎng)力移動(dòng)單位電量電荷從電源內(nèi)部由負(fù)極到正極所做的功（描述電源的本領(lǐng)，是非靜電場(chǎng)做的功）共五十九頁五、學(xué)會(huì)運(yùn)用(ynyng)概念“學(xué)以致用”是我們的教學(xué)目的 在“用”中理解、鞏固(gngg)概念的內(nèi)涵與外延。 如：質(zhì)量為1Kg的鋼球，切去500g，其密度是否變化？ 如果學(xué)生理解密度的內(nèi)涵，就不會(huì)答錯(cuò)。（在中學(xué)考慮問題，一般是在常溫，一個(gè)大氣壓下。）共五十九頁六、注意物理概念(ginin)的初、高中的不同要求的階段性 人們認(rèn)識(shí)規(guī)律總有一個(gè)過程，總是遵循由淺入深，由表及里，由簡(jiǎn)到繁，由定性到定量，由

14、低級(jí)到高級(jí)。如：力的概念初中(chzhng)：物體對(duì)物體的作用；高中：產(chǎn)生加速度的原因。如：功的概念初中：W=FS，高中：W=FS共五十九頁6.4 中學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念中常見(chn jin)的問題一、經(jīng)驗(yàn)中形成的不正確、不科學(xué)的觀 念的干擾；二、感性認(rèn)識(shí)不足或已有的觀念不清；三、抽象思維不足，使有些概念難以(nny)理 解；四、忽視量度公式的物理意義；五、概念間的混淆；六、不會(huì)正確運(yùn)用概念來分析解決問題。共五十九頁一、經(jīng)驗(yàn)中形成的不正確、不科學(xué)(kxu)的觀念的干擾學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，從日常生活中積累不少與物理有關(guān)的感性經(jīng)驗(yàn)，其中有些是錯(cuò)誤的或片面的，這在一定程度上要干擾正確觀念的形成。如：摩

15、擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)； 力是維持(wich)物體運(yùn)動(dòng)的原因 ； 木頭受的浮力比鐵大。等 共五十九頁克服方法做具有(jyu)針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)。人、球同時(shí)落地(lu d)失重圓錐上滾共五十九頁二、感性(gnxng)知識(shí)不足或已有觀念不清在學(xué)生形成觀念的過程中，如果提供的感性認(rèn)識(shí)不足，則無法形成正確的概念.如：電場(chǎng)、磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象(xinxing)等日常 生活中難以見到，這樣如果沒有足 夠的實(shí)驗(yàn)，是難以建立的這些概念的。 共五十九頁 物理中定義的“功”，與生活中的意義(yy)不同，學(xué)生理解較困難，而功意義(yy)不清，理解功率、效率就很困難?？朔椒ǎ阂龑?dǎo)學(xué)生觀察，實(shí)驗(yàn)(shyn)，講清（前）原始概

16、念。共五十九頁三、 抽象思維不足，使有些概念(ginin)難以理解在物理學(xué)中，某些概念的建立過程，涉及到比較抽象而復(fù)雜(fz)的思維過程，學(xué)生要理解它們，需要有較高的抽象思維能力。共五十九頁解決方法：明確思維方法的格式，按照格式來反復(fù)練習(xí)，用已明確的概念來比較，引導(dǎo)學(xué)生自我(zw)調(diào)整，逐漸習(xí)慣這種思維方法。共五十九頁四、忽略量度公式的物理(wl)意義 這說明，邏輯不清、內(nèi)涵不清。單憑數(shù)學(xué)推導(dǎo)，忽略物理意義。如： 由R=U/I 得 RU、R 1/I 由 E=F/q 得 E F、E I/q等?？朔椒?使學(xué)生(xu sheng)清楚建立概念目的和方法，強(qiáng)調(diào)公式的意義。共五十九頁五、概念(gini

17、n)間的混淆 學(xué)生在學(xué)習(xí)概念得過程中，對(duì)于一些本質(zhì)不同、但表面相似的概念很容易混淆。例如(lr)：溫度、熱量、內(nèi)能這三個(gè)物理量都與熱有關(guān)。 學(xué)生容易認(rèn)為：溫度高的物體熱量多，溫度低的物體熱量少。將熱量當(dāng)成狀態(tài)量。好象物體含有多少熱量?？朔椒ǎ哼\(yùn)用對(duì)比的方法，找區(qū)別與聯(lián)系。共五十九頁六、不會(huì)用正確的概念(ginin)來分析解決問題 中學(xué)生學(xué)了概念以后，盡管能順利地背誦它地定義，但到運(yùn)用的時(shí)候，往往會(huì)感到束手無策或發(fā)生許多錯(cuò)誤。 教師在講解概念時(shí)，同時(shí)要講應(yīng)用的方法，并有針對(duì)性的進(jìn)行練習(xí)(linx)，在某種程度上說，不會(huì)正確應(yīng)用概念是不理解概念的反映。共五十九頁6.5物理概念(ginin)教學(xué)在

18、物理教概念學(xué)中，要抓好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)一、創(chuàng)設(shè)(chungsh)學(xué)習(xí)物理概念的環(huán)境二、進(jìn)行思維加工三、運(yùn)用共五十九頁一、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)物理(wl)概念的環(huán)境對(duì)環(huán)境的要求：適應(yīng)教學(xué)需要，有利于引導(dǎo)學(xué)生獲得生動(dòng)、深刻的感性知識(shí)，發(fā)掘(fju)、思考問題，探索事物的本質(zhì)屬性。創(chuàng)設(shè)環(huán)境的常用方法共五十九頁1、運(yùn)用(ynyng)實(shí)驗(yàn) 例如：大氣壓（概念）馬德堡半球?qū)嶒?yàn)飲料瓶抽氣(chu q)覆杯實(shí)驗(yàn)試管上行虹吸現(xiàn)象奶瓶吞雞蛋或氣球水共五十九頁2、利用學(xué)生積累(jli)的生活經(jīng)驗(yàn)用學(xué)生知道的生活經(jīng)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)物理(wl)情景是一個(gè)極好的方式。如：拔火罐、吸附掛勾、哈磁五行針、魚缸中吸臟物等。皮膚。共五十九頁3、抓住新舊

19、知識(shí)(zh shi)的邏輯展開 即從已有知識(shí)出發(fā)，通過邏輯(lu j)展開，把新概念自然引出來，使學(xué)生感到這概念的引出是客觀的、必然的，是學(xué)生原有知識(shí)的繼續(xù)。如：學(xué)生知道壓力后，要研究壓力的作用效果引出壓強(qiáng)。 了解速度后，要研究速度的變化引出加速度。共五十九頁4、利用電影(dinyng)、電視、幻燈、圖表、投影、計(jì)算機(jī)等都可以創(chuàng)設(shè)良好的物理情境。創(chuàng)設(shè)良好的物理情景常常用于新課的導(dǎo)入上。其作用能最大限度的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，產(chǎn)生強(qiáng)烈(qin li)刺激，獲得生動(dòng)的感性知識(shí)形成深刻表象，使學(xué)生的原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新知識(shí)接軌。共五十九頁二、進(jìn)行(jnxng)思維加工前面說的創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)物理概念的環(huán)境（情境(qngjng)），目的在于提