物理概念教学的基本要求优化指南

（一）明确物理概念的物理意义

物理概念的教学，要求学生要搞清楚三个问题：“为什么？”“是什么？”“干什么？”第一个问题是明确引入概念的必要性和目的性，包括为什么要引入某个物理概念，引入某个物理概念的物理事实（包括实验）是什么，概念是怎样运用分析、综合、抽象、概括等思维方法形成的；第二个问题是明确概念的意义，分清它的内涵和外延，包括概念的定义是什么，物理量是怎样定义的，决定其大小的条件是什么，它反映了事物的什么本质属性，其物理意义是什么，单位是什么，是矢量还是标量；第三个问题是学会运用概念分析解决物理事实。学了一个概念之后，要能够运用概念去分析、判断和解决新的物理现象和问题，当然，上述各项要求，不可能在一两次教学活动中达到，有的还要经历多次反复，不仅在时间上拉得很长，而且需要遵从学生的认知规律，按照由浅入深的层次，分阶段对物理概念进行学习。如力、质量、功等概念的学习。

在物理概念学习中，理解概念的物理意义是十分重要的，要让学生在明确为什么要引入这一物理概念的前提下，真正理解这一概念的物理意义，不能只停留在表面上，让学生机械地记忆几个名词，死记硬背几个概念，否则学生就成了知识的容器。例如，有的学生认为“质点”就是一个具有一定质量的几何点，这显然没有理解质点的物理意义，可见这仅从概念定义的表面记忆了质点。对质点概念的理解只有当学生明确了“质点”这个概念是一种科学的抽象，是一种理想化的模型。如果物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小，可以忽略不计，我们就可以把物体看作是一个没有大小和形状，只具有一定质量的理想物体，即质点。只有这样才算真正明确了“质点”这个概念的物理意义。

直观材料是学生形成概念的基础，但是概念不能从对直观材料的感知中直接得出，需要通过思维把感性认识上升到理性认识。在实现这一认识飞跃的过程中，要启发学生动脑、积极思维，在从直观材料上升到概念的过程中，要注重引导学生对直观材料进行比较、分析，抓住事物的本质特性，让学生自己主动思考，形成物理概念，绝不能向学生一味地传输。要让学生在认识自然的探究过程中，使学生明确为什么要引入这个物理概念，为什么要这样定义物理概念，这对学生真正理解物理概念的物理意义是非常重要的。课本中的物理概念虽然都是经过前人研究、有了明确定义、对人类认识自然起了巨大作用的基本知识，但是为了使学生真正理解物理概念的物理意义，仍然需要让学生经过从感性认识上升到理性认识的过程，真正认识理解概念的本质，否则使学生误认为概念是人主观臆造出来的，不是事物和现象的本质属性的反映。

（二）学习物理学的研究方法

物理概念是抽象思维的起点，又通常是科学思维的成果，整个物理学的发展史，总是体现在概念的补充、修改，摒弃错误概念，建立正确概念，创立新的概念，探索更新概念的这样一个过程中，其中蕴含着许多人类认识自然的研究问题的方法，如观察、实验、理想化、数学等方法。

1.观察法

观察方法是对各种自然现象在自然发生的条件下进行考察研究的一种方法。观察法是在对自然现象不加控制情况下，对自然现象进行考察，获得感性知识的主要手段。它对物理学的研究与发展起着重要的作用。如力、速度、光的反射和折射等都是在观察的基础上建立和发展起来的。在物理概念的教学中要注重培养学生的观察意识，在观察中捕捉有效信息，认识事物的本质属性。

2.实验法

实验方法是一种特殊的观察方法，所不同的是实验方法是根据人们设计的实验方案。在实验过程中，人为地控制自然现象，排除一些次要因素的干扰，而突出所要观察的因素。物理概念与实验方法有着密切的关系。如弹簧受拉力的作用而伸长，这是经常观察到的一种现象，从实际现象上看，弹簧的伸长情况取决于外力的大小、弹簧的粗细长短，甚至从表面上看弹簧的伸长还与弹簧的颜色有关；但是在这些因素中有的是主要的，有的是次要的（粗细和长短），有的甚至是毫不相干的（如弹簧的颜色）。在教学中我们设计了一个实验，既不考虑弹簧的颜色，也不考虑弹簧的长短粗细，而是抓住问题的主要因素，只研究弹簧的弹力和伸长量之间的关系，用悬挂钩码法给出对弹簧施加的拉力，用直尺显示弹簧的伸长量，正是借助这样的探索实验才使学生建立了“劲度系数”的概念。

3.理想化方法

理想化方法是物理研究中经常用到的另一种科学方法，物理现象所经历的过程大多是复杂的，要仔细描述它们也是很困难的，为此，在物理研究中通常把具体事物抽象化，用理想化的物理模型来代替实际研究的对象，并对有关的过程做出简化，以便从理论上去研究它。高中物理教学中有很多这样的概念，如质点、点电荷、弹簧振子、光线等都是运用理想化方法而建立起来的，学习这些概念将有助于学生掌握研究问题的理想化方法。(www.xing528.com)

4.数学方法

数学方法也是物理学中研究问题的重要方法。在概念教学中，数学方法和理想方法同样具有十分重要的作用。建立概念、推导规律、论证问题、运用知识都离不开数学。如建立瞬时速度的概念，需要用到数学上取极限的方法；电场强度、磁感应强度、速度、电阻等概念的建立都用到了数学上的取比值的方法。离开了数学方法，很多物理概念的特点就不可能从量的角度精确的反映出来。

（三）能够运用物理概念分析和解决实际问题

物理概念的教学既要使学生掌握概念的定义、物理意义，学会研究方法，还要使学生学会应用所学习的概念和规律解释自然和社会中某些常见的物理现象，解答有关的物理实际问题和习题，将所学的知识运用到实践中去，在应用中加深和巩固所学的概念，内化为分析问题、解决问题的能力。

理论联系实际是认识论的一条重要原则，也是教学法理论的一条重要原则，其包含两方面的含义：一是学习理论知识、书本知识必须与实际紧密联系；二是理论知识必须运用到实践中去，解决实际问题。理论联系实际不仅是学习和认识的方法和途径，也是学习和方法的目的。物理教学中，学生运用概念分析和解决实际问题的重要作用反映在以下几方面：

第一，许多物理概念通常只是通过对几个典型事例的抽象而形成的，需要学生在运用这些概念解决实际问题的过程中去加深理解，进一步掌握。如学习瞬时速度的概念后，可让学生到汽车中观察汽车速度表的示数，到生活中去体验瞬时速度；学生学习了超重、失重概念后，让学生到电梯中去体验超重和失重的感觉，观看体重计的示数，用超重和失重的概念分析体重计示数的变化原因，进一步认识、理解超重和失重的概念；在学生学过功的概念之后，可让学生分析各种力做功的特点，如重力功、摩擦力功、回复力功、向心力功等。

第二，运用物理概念来分析和解决实际问题，可以发展学生的思维能力。例如，“短路”是电路问题中的一个重要的概念，教材只是从对闭合电路欧姆定律的讨论中引入这一概念，“在公式中，当R趋近于零时，即外电路短路，流强度趋近于”。发生短路时，电流强度不仅取决于电动势，还取决于电源的内阻。电源内阻一般很小，所以短路电流很大，电流过大不但会损坏电源，还可能引起火灾。学过之后，学生尽管可以从理论上对短路概念进行分析，然而却不能用它来思考实际生活中发生的短路问题，需要学生带着问题（绝缘层被损坏的输电干线扭在一起，电路中其他用电器电阻并没有趋近于零，为什么会发生短路等），利用所学的知识去分析，以加深对短路概念的理解。

第三，通过实验、到工厂参观实习和调查研究等实践活动，可把理论和实际结合起来，培养学生的创新实践能力，提高学生学习物理的兴趣。

（四）培养学生良好的思维品质

物理概念的建立、物理概念的创新和修补完善的过程中是人类认识自然、改造自然的一部艰辛的发展史，其中蕴含着丰富的教育素材。为此，概念教学中不能机械地向学生教授物理概念，要适时地为学生创设物理情景，探究自然规律，让学生在探究自然、认识物理事实的过程中领略自然界的奇妙与和谐，培养学生对科学的好奇心和求知欲，体验探索规律的艰辛和喜悦，从而掌握研究问题的方法，磨炼意志，使学生具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。如人类对“力”的概念的认识过程，要让学生在对亚里士多德、伽利略、笛卡儿观点的分析中认识人类对自然认识的艰辛过程，形成科学事业奋斗终身的责任意识。^[2]