浅谈高中物理概念的教学
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作者:游昉群
摘 要：高中物理教学的核心是物理概念教学，通过多年高中物理教学实践，笔者总结分析了影响学生掌握物理概念的几个因素，并且在本文中提出了解决这些问题的策略，从而使物理概念教学取得更好的效果。
关键词：高中物理;物理概念;教学
物理学科知识体系的基础是物理概念，假如说物理学科是一座高楼大厦，那物理概念就是这座大厦的基础。所以物理概念的教学是高中物理教学的核心。著名物理学家李政道先生在谈到如何才能学好物理这一问题时就曾指出：学好物理首先是要弄清物理学中的基本概念。物理概念教学的效果将会直接影响学生对物理知识的掌握程度，甚至影响学生整个物理知识体系的构建;因此说学好物理的关键是学好物理概念。
通过多年高中物理教学实践，本人发现：物理概念教学课是物理教学中难度较大的一种课型。不仅教师觉得不好上，学生也觉得物理概念不好学。许多学生物理学不好，物理概念没掌握好就是主要的一个原因。在概念教学时，教师常常会让学生多做题目，忽视了如何让学生形成正确的物理概念;而学生则仅注重死背公式定义和做题目，不注重对物理概念的理解。这样就会导致极具内涵的物理概念被各种数学符号所代替。而因为概念不清，学生学习物理就会变得更加困难，进而影响整个物理学科的学习。在此，我结合多年的物理教学，就物理概念的教学谈谈我的看法。
本人认为高中生学习物理概念之所以会觉得难学，主要是学习过程中存在以下几个常见的问题影响他们对物理概念的掌握。
一、 生活中形成的错误经验的影响
学生在平时生活中形成了一些关于物理的感性经验，其中有些经验是错误的或者片面的，从而影响概念的正确形成。例如：有些同学根据日常生活中的一些现象，片面地得出摩擦力总是阻碍物体运动及摩擦力方向总是与物体运动方向相反的错误结论;又如：有些同学根据原来静止放在水平地面上的桌子，给它施加足够大的推力后，桌子才会运动，而得出只有对物体施加力才能使物体运动的错误结论等。
二、 物理事实不深刻或已学概念不理解
概念的形成过程，往往要求学生有足够的感性认识。例如：假如没有认真做好“自感现象”的实验，让学生对自感现象有个感性认识，学生就很难理解自感及自感电动势的概念。而一些概念规律的理解，则要以已学概念为基础，如果已学概念理解不了，就会影响新概念的掌握。例如，如果动量的概念不清，就无法正确理解和应用动量定理。磁通量概念不清，就无法正确理解电磁感应现象、楞次定律等。
三、 学生抽象思维的能力较弱
物理学习过程中，有时需要学生有较强的抽象思维能力，这样才能更好地理解一些概念。因为一些概念的建立，本身就涉及较复杂的抽象思维过程。例如：电势的建立过程：首先在抽象的匀强电场（场强为E）中取电荷在其中某一点（设为C点）的电势能为零。然后把一个正电荷q1从其中的某点A沿着电场线移到C点（设A、C距离为d），则电场力做功W1=q1Ed。据电势能定义可知，q1在A点的电势能即为q1Ed，同理可以推出正电荷q2在电场中A点的电势能为q2Ed，再对比它们电势能与电荷量的比值为q1Ed/q1=q2Ed/q2=Ed。可见，电荷在电场中某点的电势能跟它的电荷量的比值是一个与电荷本身无关的常量;对于电场中不同的点，这个常量一般不同（d一般不同）。由此概括归纳出：电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫做该点的电势，φ=EP/q。这一概念的建立过程，研究的对象电场本身抽象，又涉及电势能概念的理解，并涉及“由個别到普遍的归纳推理”“把物质的某种性质隔离出来，用两个物理量的比值来定义新的物理量”等研究方法。如果学生抽象思维的能力不强，就难以正确理解这类概念。
四、 不注重定义式的物理内涵
要完整理解物理量的定义式，应从本质和数量两个方面来理解。但学生对定义式的理解常常只重视数量这一方面，这样自然而然就把学生引导到脱离物理概念的数学运算上，把它看成数学公式一样，忽视了它的物理意义。例如，有同学根据加速度的定义式
a=Δv/Δt，就把加速度单纯理解为单位时间内物体速度的改变量，而忽视了加速度描述物体速度变化快慢和方向这一物理意义。又比如，由电容的定义式C=Q/U，错误地认为电容是由电容器的带电量Q和两板间电压U决定。
五、 相似概念分辨不清
学习概念的过程中，学生对那些表面相似但本质不同的概念容易混淆。例如，电场强度E与磁感应强度B、电场线与磁感线、电势能与电势等。比如，有些同学错误地认为电荷处在电势较高的点时，电势能一定较大，就是简单地认为电势能等于电势与电量的乘积的原因，而没有对电势能与电势这两个物理概念真正地理解。
六、 无法正确运用概念来分析、解决问题
笔者在教学实践中发现，许多高中生学习了物理概念以后，即使能够快速地背出它的定义，但真到运用的时候却又常常出现错误。例如，学习了机械能守恒后，仍然无法正确运用它来判断某个物体运动过程中机械能是否守恒;学习了牛顿第一定律，却仍然无法运用它来灵活解决有关问题。
针对以上高中生学习物理概念时存在的若干问题，本人认为在物理概念教学过程中，要做好以下几个环节，才能达到更好的教学效果。
（一）要给学生创造一个有利于思考问题、探索事物本质属性的物理环境
进行物理概念教学时，需要给学生创造一个有利于引导学生思考问题、探索事物本质属性的物理环境。
1. 做好用好实验
通过实验来展现物理现象和过程，比学生在生活中感受到的要更深刻更具体，更能激发学生的学习兴趣，从而更积极的思考。例如，进行“自感”教学时，按课本图示做演示实验后，学生通过观察就会产生浓厚的兴趣从而自然地想到：（1）通电的瞬间，为何并联的两个灯泡不是同时亮起来？（2）断电的瞬间，为何与线圈并联的灯泡会猛然一亮？由此可见，实验能为进一步思维加工提供很好的基础，同时激发学生的兴趣和求知欲，为物理概念的学习创设了良好的环境。 2. 多举学生熟知的实例
学生在现实生活中，经常会遇到一些物理现象，这样自然而然就会形成一些生活经验。教师在进行物理概念教学时应充分利用学生的生活经验并多举学生熟知的实例，来引导学生思考问题、探索事物本质属性，这样才有更好的教学效果。例如，进行摩擦、惯性等概念的教学时，可以利用典型生动且学生熟知的事例来创设物理环境。如进行“摩擦力”教学时，可以通过分析自行车前后轮所受摩擦力方向的不同来加深学生对摩擦力方向的理解;又如进行“惯性”教学时，教师可以让学生回忆在乘坐汽车时，当汽车启动或刹车的一刹那，站着的乘客都会往前或往后倾的现象来帮助理解惯性。源于生活中常见的例子，会让学生产生身临其境的感觉，往往可以起到事半功倍的效果。
3. 充分利用新旧知识的联系
新学的概念和已经学过的概念之间常常存在着密切联系。有时以已学过知识为基础，来导出新概念，也是一个创造良好物理环境的方法。例如：讲解功率概念时，教师可以由功→做功的多少→做功的快慢→功率;而讲解感应电动势的计算E=nΔФ/Δt时，可以由磁通量→磁通量的改变量→磁通量变化的快慢（磁通量的变化率）→感应电动势。像这样步步深入地引出新概念可使知识系统更连贯，更便于理解，同时有利于提高学生的逻辑思维能力。
（二）引导学生多思考、提高思维能力
对物理现象、过程等进行科学的高度的概括就形成了物理概念规律。因此在概念教学时，教师不仅要提供给学生形成概念的感性材料，同时还要让学生多思考，进行对比、分析、归纳，进而从感性的信息材料中总结概括出事物的本质属性，最后形成概念规律。例如：学习“牛顿第一定律”这一节时，教师应该与学生一起认真分析伽利略如何通过理想实验来驳斥亚里士多德的观点。伽利略具体的做法是：设计理想实验→分析实验现象→对比发现共性→概括总结出规律→推理得出新的结论。而讲解“惯性”这一概念时，教师应先做有关惯性的实验或舉一些有关惯性的例子，让学生再次加深对惯性的感性认识，接着与学生一起分析这些例子的共性，从而概括出惯性即是物体保持原来运动状态的性质，这样教学既讲授了知识又能提高学生的抽象思维能力。
（三）多进行概念间的比较
通过比较可以发现不同事物之间的区别和联系。概念教学时，对于容易混淆的物理概念要引导学生运用比较的方法，去发现有关概念之间的区别和联系，从而加深对概念的理解。例如，在学习电场，讲解电场力做功时，为了便于学生理解，经常要与重力场中重力做功进行比较，如：电场力（重力）做正功，电势能（重力势能）就减少，电场力（重力）做负功，电势能（重力势能）就增加，电场力（重力）做功与路径无关等。又如，进行动能与动量、感抗与容抗、干涉与衍涉等等教学时，都可以采用比较的方法。通过比较，学生很容易发现不同概念之间的相似点与不同点，这样对概念理解得更清楚。
（四）注重学以致用
学生初步形成概念后，必须及时为他们提供运用概念的机会，让他们从抽象的概念“回归”到具体的物理现实中。这样联系实际解决具体问题，既对学生巩固理解概念有益，又能提高他们解决实际问题的能力。例如，讲解机械能守恒时，可以举一些实际的例子帮助学生理解机械能守恒的条件。例如：一个物体在空中匀速下落。教师可以引导学生分别从做功和能量两个角度来分析，从做功的角度分析时，物体从空中匀速下落，说明物体除了受重力外一定还受到一个向上的阻力，而阻力对物理做负功，所以物体机械能不守恒;从能量的角度来分析时，教师可以指出，物体匀速下落，说明其动能不变，而高度下降则重力势能减少，所以总的机械能在减少。通过这个例子，学生可以很好地理解如何来判定一个物体的机械能是否守恒。又如，在讲解功率时，教师可运用汽车上坡的例子，据P=Fv可知在功率P一定时，由于汽车上坡所需牵引力更大，则速度必然减小。通过该例子，可使学生对功率这个概念有更深刻的理解。
由于人对事物的认识需要一个过程，是渐进性的，因此物理概念的教学也要注意其渐进性，不要一开始就力求讲深讲透，应避免越讲越复杂、越讲越糊涂的现象出现，那样效果只会适得其反。教师要做到每个阶段都有明确的适度的要求，又要使各个阶段相互联系，逐步加深拓展。相信做好了以上几点，物理概念的教学一定会取得良好的效果。
参考文献：
[1]阎金铎，郭玉英.中学物理教学概论（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2019.
[2]朱景东.浅谈影响高中物理感念教学的因素及教学方法[J].科技创新导报，2014（33）：104.
作者简介：游昉群，福建省龙岩市，福建省上杭县第一中学。
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