物理概念的形成和規(guī)律的掌握

1、物理概念的形成和規(guī)律的掌握內容摘要：物理概念的形成和規(guī)律的掌握是中學物理的基礎知識中最重 要、最基本的內容，而物理概念的形成和規(guī)律的掌握又是一個十分復雜的過程， 首先應該使學生獲得必要的感性認識，然后在感性認識的基礎上，引導學生運 用“科學抽象”來概括歸納出概念和規(guī)律，再使學生理解概念和規(guī)律的物理意 義，最后還要使學生在運用概念和規(guī)律的過程中，從定性或定量的方面不斷加 深對概念和規(guī)律的理解。關鍵詞：物理概念規(guī)律 形成掌握基礎知識抽象思維實驗聯系感性和理性 本質 實際 階段性一、做好實驗，豐富感性認識物理學是一門以觀察、實驗為基礎的學科，人們的許多物理知識是通過觀 察和實驗，經過認真的思索而總結

2、出來的。感性認識是頭腦進行思維加工的原 料、掌握規(guī)律的基礎。做好實驗，使學生獲得與物理概念、規(guī)律有直接聯系的、 具體直觀的感性認識，是學生形成概念和掌握規(guī)律的基礎。初中學生的知識和 經驗都比較少，思維活動往往依靠直觀材料、因此在物理概念和規(guī)律的教學中， 做好實驗就顯的格外重要。實驗具有特別強烈的吸引力，有能調動學生各個感 官的作用，最能激發(fā)學生學習興趣；實驗富有啟發(fā)性，使學生思維處于最積極， 最活躍的狀態(tài)；所以實驗的成功，是事半功倍地建立物理概念和掌握物理規(guī)律 的關鍵。例如：課本上比熱容的演示實驗，實驗器材可改裝成水和煤油。煤油和水 質量相同，用完全相同的灑精燈同時加熱，而微小壓強計中紅墨水升

3、高的高度 不同，讓全班同學都清楚地看到這一直觀現象。通過實驗使學生看到質量相同 的煤油和水，吸收相同的熱量，升高的溫度不同的現象，用微小壓強計代替溫 度計，大大加強了實驗的可見度，學生清楚地看到，水的液面高度差沒有煤油 的顯著，既升高的溫度不同。煤油和水質量相同，吸熱量相同，唯一不同的就 是液體的種類不同，升高的溫度就不同，這一感性認識為比熱容概念的建立， 打下了基礎。由此可見，演示實驗的成功對概念的建立有多么重要的意義！反 之，如果演示實驗使用一般的溫度計，學生根本看不清楚，又無條件把演示實 驗改為學生實驗，教師又忽視了把實驗數據明顯地寫在黑板上，建立比熱容的 概念就沒有感性認識作基礎，建立

4、概念就會增加抽象的程度，不利于學生對概 念的理解。二、從感性認識提升到理論知識我們知道，許多物理概念和規(guī)律都是從大量具體事例中抽象出來的。正如 列寧說過：“認識是人們對自然界的反映，但并不是簡單的、直接的、完全的 反映，而是一系列的抽象過程，即概念、規(guī)律等等的構成、形成過程氣 在教學中要重視感性認識，概念和規(guī)律所包含的大量事例中，有的本質聯系比 較明顯，有的非本質聯系卻很強烈。為了使學生在感性認識的基礎上進行分析。 教師必須從有關概念和規(guī)律的大量事例中精選那些包括主要類型的、本質聯系 明顯的、與日常觀念矛盾突出的典型事例來進行教學，才能達到預期的效果， 否則就難以得出正確的規(guī)律。例如：對什么是

5、慣性的問題，學生可以舉出奔跑的運動員，行駛的車輛表 示慣性，并說：“這些物體都有慣性”，或一字不漏地背誦課本上慣性的定義， 而卻不能從這些事例中分析和概括出是“一切物體都具的”基本屬性來，也不 會運用慣性概念對有關現象做出合乎邏輯的正確解釋。理論和實踐都證明：教師必須審慎而又細心地選擇有關的典型事例并加以 恰當地組織，才能使學生在形成概念、掌握規(guī)律的過程上少走彎路，較順利地 理解它們的本質。感性認識是理論認識的基礎，只有從感性材料出發(fā)，才能理解抽象的概念 和規(guī)律，有關的感性認識越豐富，對應的概念和規(guī)律理解得越深刻。因此，教 師除在教學時增選典型事例外，還要教育學生通過平時的觀察、實驗、參觀，

6、圍繞某些問題的討論不斷地積累感性材料，反復印證，使他們的認識日益充實、 豐富和深刻。三、突出本質是形成概念、掌握規(guī)律的關鍵物理概念和規(guī)律，是人腦對物理現象和過程等感性材料進行“科學抽象” 的產物。在“科學抽象”中要通過分析、綜合、抽象、概括、推理等思維活動， 把感性材料中有聯系的和毫無聯系的因素、重要的典型的東西和次要的非典型 的東西、深刻的東西和表面的東西、本質的東西和非本質的東西區(qū)別開來，從 而突出本質，摒棄非本質，才能使學生形成概念掌握規(guī)律。多年的初中物理教 學實踐告訴我，目前初中生的物理思維能力普遍比較低，把教材對學生思維水 平要求和學生實際達到的水平相比，我發(fā)現：初中教材中比較直觀、

7、對學生思 維能力要求較低的內容，如教材中的測量、力、運動、熱傳遞。用電常識等， 一般學生都能較好地掌握，達到教材的要求。對思維能力要求較高的內容，如： 九年級的壓強、浮力、阿基米德定律，八年級的電功、電功率部分學生學起來 比較困難，出錯最多，而這些內容既是初中的重點，又是難點，其中以九年級 教材中壓強、浮力這一部分內容最為突出，為了使學生初步形成浮力的概念和 掌握阿基米德定律，我在教學中注意以下一些問題。第一、用彈簧測力計和系著體積相同規(guī)則的鐵塊，不規(guī)則的石塊、木塊等， 浸入水中后彈簧測力計的減??；在水中游泳時感覺水有向上的托力等感性認識 出發(fā)，逐個進行分析，使學生初步認識到是在水中物體要受到

8、水對它的浮力， 從而糾正“輕的物體在液體中總是上浮的，所以受到浮力的作用；重的物體在 液體中總是下沉的，因此不受浮力的作用”的錯誤觀點。第二、通過演示規(guī)則鐵塊和不規(guī)則的石塊隨著浸入水中體積的增大，彈簧 測力計的示數減小一一使學生初步認識到物體受到的浮力與其排開液體的體 積有關;當物體完全浸入水中后，深度增加時彈簧測力計示數不變一一說明“浸 沒在液體中的物體在任何深度的浮力都相等”這一本質聯系，從而摒棄那種“浮 力的大小與物體浸沒在水中的深度成正比”的錯誤認識。第三、通過觀察鐵塊和石塊浸入水中后彈簧測力計示數減小相同這一現 象，使學生初步認識：“體積相同的物體浸沒在水中受到水的浮力相同”這一 本

9、質聯系，摒棄那種“浸沒水中的物體受到的浮力與物體質量、密度、形狀等 有關的錯誤認識。第四、通過觀察木塊浸入水中的體積增大到一定程度彈簧測力計的示數為 零的現象，使學生了解：漂浮在水面的物體受到的浮力等于它的重力。由于氣體具有同液體相同的性質，而氣體的密度很小，氣體對于體積不大 的物體 作用的浮力，通常小到難以覺察的程度，但熱氣球能載幾噸重的物體 上天，說明氣體對浸沒在它里面的物體也能產生浮力，阿基米德原理同樣適用 于氣體。把上述由個別現象所得出的知識加以綜合并進行抽象和概括就能得到“浮力”的概念和“阿基米德原理”在物理教學中：對感性材料進行科學抽象時，必須有意識地突出本質，這 是使學生形成概念

10、、掌握規(guī)律的關鍵。四、明確概念和規(guī)律的物理意義是形成概念、掌握規(guī)律的根本教學中學生對有關物理問題的感性材料進行抽象，得出結論后，一般說來， 對有關概念的理解往往仍然是表面的、片面的，有時甚至是錯誤的。為此，在 教學中要通過多種途徑和方法，使學生著重理解其物理意義。（一）要用學生容易理解的語言文字表述，再“翻譯”成數學表達式。這 使學生對有關的概念獲得明確、完整的認識是必要的。概念是人們認識事物的 一定階段和方法，因此對概念下定義，須在學生對有關的物理問題的本質有相 當認識的基礎上進行，切不可在他們毫無認識或認識不足的情況下“搬出來”，“灌”給他們，然后再加以解釋和說明，這樣對學生來說完全是空洞

11、的東西， 同時，由于這種做法顛倒了認識事物的順序，因而不僅不可能使學生知道概念 是怎么得來的，還會使他們產生“頭腦制造概念”的錯誤想法。（二）對于概念的文字表述，不應要求學生機械地記憶，重要的是要及時 將其“返回”到具體的事例中，使抽象的東西“物化”，并在具休與抽象反復 結合的過程中，使之對有關概念的理解不斷加深。例如：學過慣性定律后，可讓學生解釋以下現象：一列火車在平直軌道上 勻速行駛，坐在車廂里的人豎直向上拋出一物體，此物體下落后會落到原來的 拋出地點嗎？（三）對容易混淆的概念，可以采用對比的方法，明確其區(qū)別與聯系，以 加深理解。在物理教學中，有些概念看起來相似但其物理意義卻不相同，這就要

12、求學 生弄清它們的區(qū)別與聯系，例如：重力與質量，重力與壓力，功和功率，熱能 和熱量，慣性和慣性定律等?？梢酝ㄟ^分析它們之間的區(qū)別與聯系，使學生深 刻理解它們的物理意義。以壓力與壓強來說，我要求學生對這兩個物理量進行對比，使學生明確： （1）壓力是垂直作用在物體表面上的力、壓力的大小與物體的受力面積無關， 壓力是一種力，壓力的單位是牛頓，測量的工具可以用測力計來測量。（2）壓 強的概念是物體單位面積上受到的壓力，與壓力的關系是P=F/S，它的物理意 義是壓力產生的效果，壓強的大小不僅與壓力的大小有關，還跟受力面積的大 小有關，當受力面積一定時，壓力越大，效果越明顯；當壓力一定時，受力面 積越小，

13、效果越明顯。壓強的單位是帕斯卡。我們在講授壓力、壓強的關系時 必須注意學生容易出現的“只要壓力越大，壓強就越大”的錯誤認識?？闪信e “用幾十牛頓的力按圖釘，在釘尖上可產生幾億帕斯卡的壓強，這個壓強大約 是履帶拖拉機對地面壓強的幾萬倍。刀子、斧頭等的鋒刃要磨得很薄，釘子、 針、錐子要做得很尖是為減少受力面積增大壓強，使它能在不大的壓力下能進 入物體里去”等事例鞏固學生對這兩個概念的物理意義的理解與區(qū)別。學生對物理概念和規(guī)律的理解，常常要經歷多次從特殊到一般又從一般到 特殊的過程;要采用多種形式，運用多種概念和規(guī)律去解決個別或特殊的現象， 解決個別或特殊的具體問題。使他們在教學過程上不斷加深對物理

14、概念和規(guī)律 的物理意義的理解。五、注重教材和學生實際，注意階段性認識是一個從現象到本質逐漸深化的過程，在物理教學中對物理現象、過 程的本質提示得越深刻越能使學生牢固地掌握本質，不至于被非本質的東西所 迷惑。例如：在熱學的教學中，當學生能用分子運動論的知識解釋熱量、溫度、 熔化、蒸發(fā)、壓強等物理概念，并從本質上把握了這些內容后，對熱學中各個 物理過程就理解得更加深刻了。不過教師在教學中受到教材的深度和學生智力 發(fā)展程度的制約，并不是提示本質越深刻越好，一般地說，初中學生的抽象思 維能力較弱，以能做比較初級的分析和研究；高中學生已具有較強的抽象思維 能力，就可以做比較深刻的分析和研究。例如：磁場對

15、電流的作用，在初中主 要是通過實驗觀察，只需指出在磁場中通電導線所受力的方向，在高中不僅講 到力的大小、方向并推導出了洛侖茲力的公式。在中學物理教學中，一個完整的物理概念的形成和規(guī)律的掌握，在許多情 況下并不能一次講深講透講完全，有一個逐步發(fā)展的過程。有的概念通過一個 單元的學習就能獲得一個完整的認識，而有的概念則需要幾個階段才能逐步完 成。例如：“密度”的概念，在初中通過“密度”，“密度的應用”，“測定物體 的密度”逐步得到完善，而質量的概念在初中只能定性地粗略地定義為“體所 含物質的多少叫質量”，顯然這不是質量的準確定義。到了高中學習了牛頓定 律時，才能對質量的概念下了初步的比較嚴格的定義：“質量是物體慣性大小 的量度”。在學習萬有引力時，雖然未涉及“引力質量，但通過學習學生明確 了引力和質量的關系，在學習原子物理的質能公式時又了解了質量與能量的聯 系，從而對質量的理解又進一步，為以后的深入學習打下基礎。因此，在進行物理概念和規(guī)律的教學時，不能為追求概念和規(guī)律的“科學 性”“嚴密性”而畢其功于一役，應當從教材實際和學生實際出發(fā)，注意教學 的階段，逐步加深加廣。同時，從定量的方面為了對物理概念和規(guī)律有進一步 的認識，精選一定數量的習題讓學生練習是很有必要的。形成概念、掌握規(guī)律是在整個教