物理概念课教学设计

物理概念课教学设计

一、物理概念的特点

什么是概念概念是“反映对象本质属性的思维形式”，它具有高度的概括性和抽象性。人类要认识自然、改造自然，掌握事物的本质，就必须运用概念并不断地发展与深化概念。

物理概念:是在大量的观察、实验基础上，获得感性认识，通过分析比较、归纳综合，区别个别与一般、现象与本质，然后把这些物理现象的共同特征集中起来加以概括而建立的，是物理事实本质在人脑中的反映。任何一个物理概念的学习又会与其他概念相联系，概念之间的这种互相关联着的逻辑关系，是构成物理规律和公式的理论基础。

一般地讲，物理概念具有一下两个特点。

1.物理概念是观察、实验和科学思维相结合的产物

一个概念的形成，首先是在观察和分析一系列事实和实验的基础上，抽象概括它们的共同特征，并判断在这些共同特征中，哪些因素和我们研究的问题有关，哪些因素无关，抓住的特征是不是共同的本质特征;其次，对所作出的判断，还要通过实验和理论分析加以检验;一些复杂概念的形成过程往往还要经历一个推理过程。

【案例】日常生活中，我们经常观察到下列一些现象;天体在运动，车辆在前进、机器在运转、人在行走等。尽管这些现象的具体形态不同，但是撇开它们的具体形态，经过分析和比较，就会发现其共同特征，即一个物体相对于另一个物体的位置随时间在改变。于是，

我们把这一系列具体现象的共同特征抽象概括出来，定义为机械运动。

2.大量物理概念具有定量的性质

物理概念一般可以分为两类:一类是有质的规定性的概念，如运动、静止、固体、气体、蒸发、沸腾、电场、干涉、衍射等。要求明确它反映了什么物理现象和过程的本质属性;

另一类既有质的规定性又有量的规定性的概念（包括了描述性定义和测量性定义两部分），这一类物理概念又称为物理量。如速度、加速度、功、能、电场强度、电势、电磁感应等。要求明确它反映了什么物理现象和过程的本质属性，还要明确其量值是怎么规定的、量值的单位是什么。

【案例】机械运动的概念，实际上表述物体在空间的位置随时间的变动，这里归根到底涉及的仍是位置和时间的函数关系。在物理教学过程中，教师要不断引导学生从质和量两个方面加深对物理量及其意义的理解。

二、物理概念的教学要求

1.充分运用实验，加强直观教学

一切认识都是从感性认识开始的。对学生来说，能直接感知的少，需要间接认识的多。所以，在教学中，应尽量运用实验和其他直观手段来增加学生的感知机会，不断扩大他们的感性认识积累，这样就会为学生的抽象逻辑思维形成提供前提条件。

【案例】对于“机械运动”概念的形成，可以列举:人在地上行走、汽车在马路上行驶、船在水中前进、木块沿斜面滑下、雨点下落

等这些学生司空见惯的直观材料，经过比较、分析后，让学生认识到它们有一个共同点——一个物体相对于另一个物理的位置发生了变化，然后，把这种共同特征抽象出来，加以概括，就形成了“机械运动”的概念，即“一个物体相对于其他物体的位置的变化叫做机械运动。

选择实验和直观材料原则:根据概念的不同，选择那些本质联系明显的、具有典型性的以及与日常观念矛盾突出的材料。

其他途径:实物、模型、图表等，特别是随着计算机多媒体技术的发展，运用教学课件，可以将许多不能直接观察到的物理现象和物理过程非常直观地展现出来，促使学生能够更好地理解所学的概念。

2.突出概念的本质，明确概念的物理意义

给出概念的定义，须在学生对有关物理问题的本质有相当认识的基础上才可以进行，切不可在他们毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”“灌”给学生，然后再加以解释和说明。这种做法不仅不能使学生知道概念是怎么得来的，还会使他们产生“头脑制造概念”的错误想法。

对于许多容易发生混淆的概念，都可以用类比的方法，进行比较的根据是概念的质和量的规定性。一般来讲，把握不同概念的质的规定，就能得到它们之间的区别,而量的规定性往往反映了它们之间的联系。通过分析概念之间的区别和联系，可以开拓学生的思路，帮助学生发展他们的认识能力。

【案例】动能和动量

都是反映物体机械运动的物理量，他们都是用乘积定义法定义的，它们的大小都是由物体的质量和速度大小决定的。动能212

E mv =，动量大小P mv =。根据这两个公式可得出:

=或2=2pEm

二者的主要区别在于:

(1〕动能和动量虽然都是描述物体运动状态的物理量，但动能是反映物体由于运动所具有的一种做功的本领，它既可以通过做功来转移机械运动，也可以通过做功把机械运动转化为其他形式的运动，如热运动等;动量是反映物体运动量的大小，它只能在机械运动和机械运动之间转移;

(2）动能是标量，动量是矢量;

(3）动能的变化(转移或转化)是通过做功来实现的，而动量的变化〈转移)是通过冲量来实现的。

3.结合练习、复习，促使概念巩固与深化

可以布置一些有代表性的习题让学生练习，促使学生所学的概念得到巩固。在讲完一章或一个单元后，还要进行阶段性的分类总结，让学生把所学知识融会贯通，并系统化、条理化，以便于灵活运用。

三、物理概念教学中应注意的问题

1.采用多种方法形成物理概念

从认识论的角度来看，物理教学的方法与物理学家探索物理的方法基本上是一只的。不过物理学家寻觅的是直接经验，而学生是在教师的安排引导下，有目的地学习间接知识的，所以，物理教学不可能

像物理学家创立概念、发现定律那样事事都能亲身经历、实验。但是可以采用其他方法来再现物理概念的形成过程。

【案例】

(1〉类比方法:就是借助类比法来建立概念。如用水压类比电压，用电场类比磁场等:(2)理想化方法:例如，研究自由落体运动，突出了物体的质是和地球对

它的引力，忽略了物体的几何形状．空气的运动，突出了物体的质量和地球对它的引力，忽略了物体的几何形状、空气的阻力和周围物体对它的引力，并不考虑可能出现的偶然因素，从而将实际物体理想化、抽象化为一个只有质量的几何点，形成“质点”和“自由落体运动”的概念;(3）推导法:就是依据概念之间的联系，由一个或几个慨念推导出另一个概念，例如，由速度、速度增量、加速度等慨念推导出相信加速度的概念。

2．注意学生头脑中存在的“前概念”

所谓前概念，是指学生在学习某一物理概念之前，脑子里对这一概念形成的已有认识。例如，亚里士多德关于里是维持物体运动原因的观点，虽早在17世纪已被伽利略和牛顿等人否定，但直到今天，我们在课堂上讲“运动和力”的概念时，这种错误观点在学生头脑中仍屡见不鲜。因此，进行物理概念教学时，要注意发现和剖析学生头脑中存在的前概念，点燃真理的火种，排除错误观点的千扰，扑灭谬误的灰迟，为形成清晰正确的物理概念扫清道路。

3．防止将物理概念同数学联系混为一谈,物理与数学有密切的联

系，数学是学习物理的工具，但是学生常常把物理概念数学化，把概念的物理意义湮灭在数学公式之中。

【案例】

有点学生有电场强度的定义式出发，误认为电场强度就是“电场力F与检验电荷的电量q的比”，从而得出“电场强度决定与电荷所受的电场力与电荷电量”等错误结论。