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淺析物理概念和規(guī)律的教學(xué)
摘要:能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)是知識(shí)，物理基礎(chǔ)知識(shí)中最重要的內(nèi)容是概念和規(guī)律，在物理教學(xué)中，講清、講透概念和規(guī)律，提高學(xué)生的能力是物理教學(xué)的重要任務(wù)。文章試圖從物理概念和規(guī)律的引入、形成、深化和應(yīng)用等四個(gè)環(huán)節(jié)入手，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，做了一些初步的總結(jié)和探討。
關(guān)鍵詞:物理概念;規(guī)律;教學(xué)探討
物理基礎(chǔ)知識(shí)中最重要最基本的內(nèi)容是物理概念和規(guī)律。在物理教學(xué)中，物理概念和規(guī)律的教學(xué)是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，講清、講透物理概念和規(guī)律，并使學(xué)生的認(rèn)知能力在形成概念、掌握規(guī)律中得到充分發(fā)展，是物理教學(xué)的重要任務(wù)。形成概念、掌握規(guī)律是一個(gè)十分復(fù)雜的教學(xué)過(guò)程，但一般都要經(jīng)歷概念、規(guī)律的引入、形成、深化和應(yīng)用等四個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，針對(duì)以上四個(gè)環(huán)節(jié)做了一些初步的探討。
1. 物理概念和規(guī)律的引入
物理概念是從感性世界中來(lái)的[1]。概念和規(guī)律的基礎(chǔ)是感性認(rèn)識(shí)，只有對(duì)具體的物理現(xiàn)象及其特性進(jìn)行分析、概括，才能形成物理概念，對(duì)物理現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)變化及概念間的本質(zhì)聯(lián)系進(jìn)行歸納、總結(jié)，就形成了物理規(guī)律。為此，教師必須從有關(guān)概念和規(guī)律所包含的大量感性事例中，精選包括主要類型的、本質(zhì)聯(lián)系明顯的典型事例來(lái)教學(xué)[2]，從而加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。如何加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)呢？教師要充分利用板書(shū)、板畫(huà)、掛圖、演示試驗(yàn)等手段，充分發(fā)揮電化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，充分結(jié)合多媒體技術(shù)，使物理課堂教學(xué)形象生動(dòng)，讓學(xué)生在一個(gè)形象化的物理世界里來(lái)探究物理概念和規(guī)律。
物理概念和規(guī)律是比較抽象的。在進(jìn)行物理概念和規(guī)律的教學(xué)時(shí)，常常采用“抽象概念形象化”的方法或建立“物理模型”的方法，來(lái)描述物理情景[3]。通過(guò)形象化的物理情景，利用邏輯推理、邏輯思維對(duì)其進(jìn)行分析、概括、歸納、抽象出物理概念和規(guī)律。例如，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的教學(xué)中，用“電場(chǎng)線模型”來(lái)描繪電場(chǎng)，用“磁感線模型”來(lái)描繪磁場(chǎng)；在楞次定律的教學(xué)中，利用蓄水池中出水量和入水量對(duì)水池中水量變化的影響來(lái)體現(xiàn)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)引起感應(yīng)電流的原磁通量變化的“阻礙”作用。
2. 物理概念和規(guī)律的形成
物理概念和規(guī)律是人腦對(duì)物理現(xiàn)象和過(guò)程等感性材料進(jìn)行科學(xué)抽象的產(chǎn)物。在獲得感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、綜合、抽象、概括、推理等一系列的思維活動(dòng)，忽略影響問(wèn)題的次要因素，抓住主要因素，找出一系列所觀察到的現(xiàn)象的共性和本質(zhì)屬性，才能使學(xué)生形成正確的物理概念和規(guī)律。
例如在動(dòng)量的教學(xué)中，就是通過(guò)創(chuàng)設(shè)物理情境進(jìn)行探究來(lái)逐步建立概念的。首先通過(guò)演示“靜的粉筆”與“動(dòng)的粉筆”和“靜的錘子”與“動(dòng)的錘子”的運(yùn)動(dòng)情況，比較發(fā)現(xiàn)靜止物體和運(yùn)動(dòng)物體所產(chǎn)生的機(jī)械效果不同；再通過(guò)“慢慢行走的你”、“快速跑動(dòng)的你”與墻相撞和籃球、鉛球以同樣的速度落地比較可知影響運(yùn)動(dòng)物體所能產(chǎn)生的機(jī)械效果的因素是物體的質(zhì)量和速度；又通過(guò)質(zhì)量不同、速度不同的兩輛小車運(yùn)動(dòng)的有關(guān)分析與計(jì)算引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不同、速度不同的運(yùn)動(dòng)物體也可以產(chǎn)生相同的機(jī)械效果，但其前提是物體質(zhì)量和速度的乘積必須相同。顯然運(yùn)動(dòng)物體所能產(chǎn)生的機(jī)械效果是由質(zhì)量和速度的乘積決定的，至此，引入動(dòng)量來(lái)反映運(yùn)動(dòng)物體所能產(chǎn)生的機(jī)械效果便是水到渠成、順理成章的事了。
3. 物理概念和規(guī)律的深化
教學(xué)實(shí)踐表明，只有被學(xué)生理解了的知識(shí)，學(xué)生才能牢固地掌握它，也只有理解了所學(xué)的知識(shí)后，才能進(jìn)一步靈活地運(yùn)用它。因此，在物理概念和規(guī)律形成之后，還必須引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律進(jìn)行討論，以深化知識(shí)，鞏固知識(shí)。
3.1物理概念和規(guī)律的物理意義的理解是關(guān)鍵。例如，加速度反映了物體速度改變的快慢，而速度則反映了物體位置改變的快慢，弄清了它們的物理意義，就可以避免“速度為零，加速度也為零；速度越大，加速度越大或速度越小，加速度越小”等錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。
3.2物理概念和規(guī)律的適用范圍和條件的把握是前提。例如，討論地球公轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，它可以被視為“質(zhì)點(diǎn)”，但在討論地球自轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，它又不能被視為“質(zhì)點(diǎn)”；電場(chǎng)強(qiáng)度E=kQ/r2僅適用于點(diǎn)電荷所形成的非勻強(qiáng)電場(chǎng)；牛頓第二定律F=ma只適用于慣性系中宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題等。因此，只有明確了物理概念和規(guī)律的適用范圍和條件，在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中才能不至于生搬硬套，做“拿來(lái)主義”的奴隸。
3.3物理概念間、規(guī)律間的比較也是非常重要的。比較是確定概念間、規(guī)律間在不同條件下的異同的一種思維過(guò)程。物理學(xué)中，概念間、規(guī)律間在空間上、時(shí)間上都存在著差異性和統(tǒng)一性，因此，在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生作空間上、時(shí)間上的比較以辨別概念間、規(guī)律間的異同和了解它們的發(fā)展過(guò)程，才能做到正確運(yùn)用。以動(dòng)量和動(dòng)能為例，它們相同的是，都是物體的狀態(tài)量；不同的是，動(dòng)能的增量表示能量的轉(zhuǎn)化，而動(dòng)量的增量則表示機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移。既然已有動(dòng)能來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為何還要引入動(dòng)量呢？原因就是動(dòng)能的變化是力在空間上的累積效應(yīng)，而動(dòng)量的變化卻是力在時(shí)間上的累積效應(yīng)，二者從不同側(cè)面來(lái)表現(xiàn)同一物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征，顯然，非如此不能滿足全面描述物體狀態(tài)的客觀需要。
另外，既要重視概念、規(guī)律的縱向聯(lián)系，又要加強(qiáng)它們的橫向聯(lián)系，以活化學(xué)生的思維。如以加速度為中心，與速度相聯(lián)系，可使學(xué)生理解加速度是速度變化率的含義；抓住加速度產(chǎn)生的原因，可以聯(lián)系到力、質(zhì)量、慣性以及牛頓第二定律；根據(jù)加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的基本物理量這一點(diǎn)，可以聯(lián)系到常見(jiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分類；根據(jù)加速度是描述物體速度變化快慢的量，可以聯(lián)系到物體做功的快慢、磁通量變化的快慢等。
4. 物理概念和規(guī)律的應(yīng)用
學(xué)習(xí)知識(shí)的目的在于應(yīng)用。在學(xué)生牢固掌握和深刻理解物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，還要讓學(xué)生在運(yùn)用它們來(lái)說(shuō)明和解釋現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中不斷加深。在運(yùn)用概念和規(guī)律的這一環(huán)節(jié)中，一方面要精心選用一些典型的問(wèn)題，通過(guò)教師的示范和師生的共同討論，深化、活化對(duì)所學(xué)物理概念和規(guī)律的理解，使學(xué)生逐步領(lǐng)會(huì)分析、處理和解決物理問(wèn)題的思路和方法；另一方面，要組織學(xué)生進(jìn)行運(yùn)用概念和規(guī)律的練習(xí)，在練習(xí)的基礎(chǔ)上，要幫助和引導(dǎo)學(xué)生逐步總結(jié)出解決實(shí)際問(wèn)題的一些帶有規(guī)律性的思路和方法。
總之，物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，不可能一蹴而就、一勞永逸，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)從教材實(shí)際和學(xué)生實(shí)際出發(fā)，深入鉆研教材，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，注意教學(xué)的階段性，把握概念、規(guī)律的四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，逐步加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解和應(yīng)用，從而達(dá)到提高物理教育教學(xué)的目的。
參考文獻(xiàn)：
[1]姜水根.《理念的世界》. 《中學(xué)物理教學(xué)參考》[J].2004.9. 56-58
[2]許國(guó)梁主編. 《中學(xué)物理教學(xué)法》[M].高等教育出版社.1991.3.
[3]汪燕青. 《加強(qiáng)物理知識(shí)形成過(guò)程的教學(xué)研究初探》. 《中學(xué)物理教學(xué)參考》[J].2004.9.5-8
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