物理概念是物理课程的精髓,只有真正理解和掌握了物理概念,才能真正理解物理现象、物理规律,以及解决物理实际问题。所以在物理教学过程中,加强物理概念教学是很重要的。先就本人在数年初中物理教学中,如何进行物理概念教学,谈几点肤浅的看法。
一、用具体实例建立物理概念。
“功和能”的概念是力学知识里的两个重要概念,从“功和能”的角度来研究问题、解释现象是初中物理的重点内容之一,同时也是难点。要想学好这部分知识,较好地认识功的概念是前提、是基础。功的概念比较抽象,怎样才能称为“做功”呢?教学中通过多媒体播放两个具体实例的动画,让学生轻松得出什么是功。这两个实例一是:从井里提水的前情景,水桶在竖直向上的拉力F的作用下,上升一段距离s,这个过程拉力F对水桶做了一定量的功;二是:人推车前进的情况,车在水平向右的推力F的作用下,向右前进了一段距离s,在这个过程中,推力F对车做了一定量的功。学生通过对这两个简单易懂的具体实例的观察和讨论,很自然地得出物理学对功的规定:作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称做功。并且强调这两个因素缺一不可,这是给出“三种不做功的情况”,加深对功的概念的理解。
二、用类比或对比的方法建立物理概念。
电学是初中物理一大重点章节,内容多,概念多,计算量大。而电学的学习是从电流、电压、电阻这三个电学中最基本的概念开始的。这三个概念的学习都是运用类比或对比的方法呈现的。
电流概念,既是电学部分最基本的的概念之一,又是进一步学习电学其他物理概念、掌握电学中物理规律的基础。引入和建立这一比较抽象的概念,教学中采用学生比较熟悉的“水流”、“人流”、“车流”,与看不见的导体中的电荷定向移动进行类比,抽象出电流的概念。这时又进一步与“水流”类比,引入电流方向的规定。
对于初中生来说,电压又是一个很抽象的概念,其本身的内涵深刻,再不具备电场和电场力做功等知识时,要理解电压,把握其本质是不可能的。为了初步认识电压的概念,教学时采取与“水压”恰当类比,并通过多媒体播放水路分支模型动画与电路模型动画进行对比,使电压作用具体化,水到渠成地得出电压的概念与作用。
电阻是导体本身的一种基本属性,它的存在具有特殊性,很多学生认为有电压、有电流时才有电阻。为了扭转这种错误的局面,教学时要用多个不同电阻的导体,利用不同材料、不同长短、不同粗细的示教板,通过多次实验对比引入电阻概念,说明电阻表示导体对电流的阻碍作用。然后进一步通过实验对比,探究导体电阻的大小是由自身的四个因素(材料、长度、粗细、温度)决定的,而与其他因素无关,从而使学生真正认识到电阻是导体自身的一种性质。
初中物理运用类比的例子还有很多,比如内能的教学中,就是将分子热运动与宏观物体的机械运动进行类比,通过分析、概括,从而建立内能的概念。
三、用观察、实验法建立物理概念。
物理学是一门以实验为基础的学科,观察和实验是学习物理学科的最基本、最一般的方法,绝大多数物理概念都是在观察、实验的基础上建立的,下面以力的概念建立为例加以说明。
力学是初中物理又一个重点章节,力是贯穿整个力学乃至热学、电学的重要概念。学生在生活中对力已有一定的认识,但往往是不确切甚至是不科学的。例如:1.只有人、动物、机械等特殊物体才有力,才能施力;“死的”、“不会动”的物体没有力,不能施力。2.人和动物的行走、车辆的行驶等都只依靠自己的内力,而不必依赖别的物体的作用,所以力不一定是成对出现的,可以脱离物体而存在,等等。这些错误的观念是学生在长期生活中,通过他们的直觉逐渐形成的。这就要求在教学中应在大量的观察、实验的基础上抽象出力的概念,消除和抛弃那些错误的观念。具体观察、实验可分为三步进行:
第一步:由于人们对力的认识是从日常生活中开始的,所以可以从“人手施力”着手完成一些小实验。
1.手推小球,手对小球施力。
2.手拉弹簧。手对弹簧施力。
3.手拉钩码,手对钩码施力。
4.手压海绵,手对海绵施力。
第二步:将特殊物体“手”换成一般物体,再做实验。
1.木棒推小球,木棒对小球施力。
2.钩码拉弹簧,钩码对弹簧施力。
3.棉线拉钩码,棉线对钩码施力。
4.钩码压海绵,钩码对海绵施力。
第三步:实验不接触的物体间发生力的作用。
在上述三步基础上,进而得出“力是物体对物体的作用”的概念。然后,再通过“力的作用效果”、“力的测量”等实验,进一步加深对力的认识。
总之,使学生在大量的事实和实验的基础上,逐步形成科学的力的概念,不可操之过急,一步到位。
四、通过物理计算、物理测量及物理应用来加深对物理概念的认识。
前面讲到的电流、电压都是比较抽象的概念,在通过类比法引入后,为了加深对它们的认识,教学中分别给出了它们的单位和一些常用电器的电流值和电压值,使单位感性化。然后再通过对电路电流、电压的具体测量和计算,使学生对这些抽象概念有更具体的感性认识。
密度、压强、浮力、功、功率、热量、比热容等物理概念,是在具体实例和实验的基础上提出来的,然后在大量的物理计算、物理应用实践中得以巩固和加深,像这样进一步完善认识,是符合人类的认识规律的。我们要掌握这种研究问题的方法。
五、通过比较、分析、归纳来加深对物理概念的认识。
“物质与物体”、“质量与重力”、“实像与虚像”、“功和能”、“功率与机械效率”、“温度、热量与内能”等等物理概念,它们彼此之间既有联系又有区别,容易混淆,必须严加区分。所以在初步认识的基础上,通过分析、比较、归纳等思维活动,充分突出其物理意义,找出它们的相同点和不同点,从而正确、灵活地使用这些概念。
六、通过开展第二课堂活动来加深对物理概念的认识。
在初步认识物理概念的基础上,通过积极开展第二课堂活动,如:小制作、小实验、小论文、小猜想;演讲会、故事会、讨论会等活动,寓教于乐,不断开阔学生的视野和思路,加深对物理概念的认识。
除了上述六钟方法外,一般还可以通过作图、挂图、多媒体播放幻灯片、动画、短视频等方法来引入物理概念,加深对物理概念的理解。例如通过作图来认识实像与虚像,实焦点与虚焦点等概念;通过播放实验小视频来认识不同物质吸放热性能不同,从而引出比热容的概念。新版教材图文并茂,彩图逼真,这也正是为了学生通过观察图片,认识物理,了解生活处处有物理的道理。
总之,物理概念教学,我们要遵循从具体到抽象的认识过程,加强直观教学,充分利用现代化的教学手段,列举生活中常见的事例,在学习过程中多问几个为什么,生活中遇到一些物理问题联想一下属于物理学中哪一部分知识的应用,体会到生活处处有物理,感受到物理知识应用范围之广大,提高学习物理的兴趣。但教学是一门学问,又是一门艺术,常言道“教无定法”,只有不断改进教学方法,才能提高概念教学的水平。对于初中生来说抽象概念的建立,不必过分追求严谨,更不能操之过急,在教学中,我们可以采取多种方法合理并用,逐步培养,不断完善,尽力做到学生从被动学习为主动学习,争取“一步到位”。