高中物理概念有效教学的几点思考

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摘 要：从有效提问、巧做实验、提供实例、善于类比4个方面，介绍物理概念有效教学的方法。

关键词：物理概念；有效提问；巧做实验；提供实例；善于类比

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）2-0025-3

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的一种抽象。中学物理中的基础知识主要是指物理概念和规律，而物理概念又是形成物理规律的前提，是进行物理科学方法培养的媒体，是解决物理问题的核心。物理概念是整个物理知识体系的支撑点，没有科学的物理概念，就无法准确、科学地描述物理规律和物质结构。因此，物理概念的学习至关重要。学生对物理概念的理解和掌握程度，将直接影响到他们物理这门科学的学习质量，对培养学生在生活中应用物理知识解决实际问题的能力等方面具有重要意义。在现实中很多老师感到物理难教，集中反映在物理概念难教，很多学生感觉物理难学，也集中反映在物理概念难学。如何进行物理概念有效教学，是许多老师在教学过程中面临的现实问题。下面是笔者在物理概念有效教学实践中的一些尝试，愿与同行们分享。

1 有效提问

教学的过程实际是提出问题和解决问题的过程。课堂提问是老师在教学过程中经常采用的一种重要手段。孔子说过“不愤不启，不悱不发”，课堂提问对于开启学生心智，促进学生思维，增强学生的主动参与意识具有重要的意义。一些有价值的问题能够为学生认识物理概念的本质提供一条捷径，能够让学生在理解与掌握物理概念的过程中少走弯路，使物理概念教学更简捷有效。

“加速度”是学生进入高中以后学到的第一个较难理解的概念。加速度概念的引入，是课堂教学的难点之一。在教学时笔者会先播放一段“摩托车、汽车、飞机”从静止开始启动的比赛视频。视频的内容是刚开始摩托车跑到了最前面，后来飞机飞在了最前面。随后笔者会问学生这样几个问题，问题1：三者谁快？（学生异口同声地回答：飞机快。）问题2：那为什么摩托车在一开始时会跑到最前面呢？（此时，大部分学生陷入了矛盾冲突之中，少部分学生会改口回答：摩托车运动得快，但会流露出似乎有些地方又不妥的表情。）问题3：我们用什么物理量表示物体运动的快慢？（速度的概念学生之前已经学过，所以学生会回答：速度，并且学生坚信飞机速度最大、运动最快。）问题4：摩托车一开始跑到了前面，又是什么快呢？（这时一部分同学会说：摩托车起步快；还有同学说：摩托车启动快；也有一部分同学说：摩托车速度变化快。）其实，这些说法都是生活化的语言，学生听过，甚至经常听到，但他们未必知道其中的含义。此时，笔者再引导学生把这些说法统一为摩托车起步时速度变化快。高一的学生很难区别变化的多少与变化的快慢这两个概念。笔者在教学时先把表1展示给学生。

紧接着笔者又会问学生这样几个问题，问题1：谁高？（学生回答：大李。）问题2：谁的身高增加得多？（学生回答：一样多，都增加了15厘米。）问题3：谁的身高增加得快？（学生回答：小明。）问题4：为什么？（有的学生回答：二人身高增加一样多，但小明用的时间少。有的学生回答：大李平均每年身高增加5厘米，而小明平均每年身高增加30厘米。）可见，通过以上提问学生已经能够认识到变化的多少与变化的快慢的区别，并且潜意识里也已经知道变化的快慢应该如何计算。此时再提出：我们该如何描述速度变化的快慢呢？“加速度”的概念自然水到渠成。

2 巧做实验

物理是一门以实验为基础的科学，实验是物理学的基本研究方法，能形象、直观地反映物理过程，体现物理规律。实验对于物理教学的重要性不言而喻。虽然教材的编写者为我们编排了大量的演示或分组实验，但我们还应该尽量用日常生活能蚧竦玫钠鞑目发出一些小实验。这些小实验简单明了，形象直观，贴合学生的日常生活，富有启发性，能够帮助学生进一步加深理解物理概念，提高物理概念教学的效率。

由于我国物理教学的实施方式，学生在学习高中物理概念以前实际上已经在初中就对相关物理概念有了初步的学习，但学生对于有些概念的理解很浅显，很不全面，甚至是错误的。通过平时的教学发现，这些先入为主的理解在学生的头脑中是根深蒂固的，会严重影响高中物理概念教学的效率。所以，在讲述相关物理概念时，很有必要先帮助学生转变原有的那些不全面甚至是错误的认识。

例如：在初中，我们很少提导线上的电阻，甚至有老师带学生分析电路的时候就直接说导线上没有电阻。这样学生就有了“导线上没有电阻”这样一个前概念。虽然在选修3-1中单独有一节介绍导体的电阻，但在实际教学过程中很少有老师能够完全按照教材编排的那样组织学生进行探究，学生对“导体的电阻”这一概念完全是一种被动接受。这种被动接受虽然丝毫不影响学生对导体电阻的计算，但当讲授《电能的输送》这一节时，学生却很难理解输电线的电阻会对电能的输送产生较大的影响，在相关的计算中也经常会忽略输电线上损失的电能。为此，在讲这节课之前笔者会给学生演示如下实验：将同一个灯泡接在同一节干电池上，但第一次用长约20厘米的漆包线连接，第二次用长约4米的漆包线连接。让学生来观察前后两次小灯泡的亮度情况。实验很简单，但效果很明显，老师无需多言，学生自己就能解释是因为导线上有电阻，也就很自然地引入到本节课的内容。类似的，初中也从来不提“电源内阻”。所以，当我们在给学生讲授“闭合电路的欧姆定律”时，学生对于“电源内阻”一时半会很难接受。实际上，有相当一部分学生即使到了高三，尤其是分析动态电路时，还经常会因为未考虑电源内阻而导致解答错误。为此，笔者是这样进行课堂引入的，先将小灯泡接入到一节干电池上，让学生观察小灯泡的发光情况。然后提问：猜想一下如果将小灯泡接入到两节干电池上，小灯泡的发光情况会怎样？学生肯定会说小灯泡变得比原来更亮，然而实验结果是小灯泡变得更暗了。这种让人意想不到的实验现象，能够激发学生的学习热情，激活学生一探究竟的欲望，能够更好地帮助学生主动建构“电源内阻”这一概念。

“失重”是学生在高中阶段难理解、难接受的一个物理概念。在“失重”教学过程中，笔者进行了如下的尝试：一个去了盖的矿泉水瓶子，底部戳一个小洞，装满水，在水的压强作用下，我们发现水从小洞中流出，形成一股水流。释放矿泉水瓶，让矿泉水瓶自由下落，这时我们会发现水不会从小洞中流出，手接住矿泉水瓶，这时又会有水从小洞中流出形成水流。这个演示实验能立即引起学生的惊奇，能拉近“失重”与学生的距离，学生不会再错误地认为“失重现象”只发生在航天器中。随后又问：猜想一下瓶子上抛的过程，瓶中的水失重么？瓶子斜、平抛的过程呢？虽然仍会有不少学生答错，但经过对上述过程逐一实验演示与讲解，答错的同学会越来越少，学生对于“失重”概念的理解会更加透彻。

3 提供实例

物理来源于生活，我们在教学物理概念时如果能够从生活实例出发，在学生原有的基础上帮助学生主动建构，往往会有事半功倍的效果。

人教版《物理必修2》中《圆周运动》是一节很典型的物理概念教学课，本节课的教学重点是对描述匀速圆周运动快慢的物理量的理解，难点是比较匀速圆周运动快慢的方法。在本节课的具体教学实施中，笔者是这样来凸出重点，突破难点的。

3.1 问题引入

给学生展示如下运动情境：唱片上某c的运动，电风扇叶片上某点的转动，细线拉着小球在竖直面内圆周运动，钟表指针上某点的运动。让学生感受到圆周运动是我们日常生活中很常见的一种运动形式。

3.2 问题探究――如何比较匀速圆周运动的快慢

（1）把一辆准备好的自行车倒置在讲台上，转动自行车的脚踏板，让学生思考与讨论：自行车大齿轮边缘一点与小齿轮边缘一点，谁运动得快？

刚开始，学生的答案不统一，理由含糊不清，经过一段时间的讨论，全班的观点大致归为两种。

观点1：两者运动一样快，理由是通过转动脚踏板发现，在一段时间内两点通过的弧长相等。

观点2：小齿轮边缘一点运动得快，理由是在转动的过程中发现，当大齿轮转动刚满一圈时，小齿轮已经转动好几圈。

对于这两种观点，笔者没有给出任何评价，而是让学生带着疑惑阅读教材，自己从教科书中寻找答案。等阅读完教材，学生对描述匀速圆周运动快慢的各种方法和相关物理量也就有了比较清晰的理解，笔者只要再作一些补充与强调就可以了。

（2）又问：自行车小齿轮边缘一点与后轮边缘一点，谁转动得快？

此时，学生的回答是：后轮边缘一点的线速度大，两者的角速度一样大。学生的回答说明本节课的难点已经突破。

（3）总结如下结论：同一转动各轮边缘上各点的线速度相同；同一转轴各轮上每点的角速度相同。对于这两个结论，其实学生是很好理解的，因为学生早就有了生活上的感触，在回答前两个问题时就已经提及。

3.3 解决实际问题

最后，笔者又给学生提了一个开放性的问题：如何估算你骑自行车的正常速度？为了降低学生解决问题的难度，设置了如下三个小问题：（1）要测量哪些物理量？（2）写出自行车正常行驶的速度与测量量之间的关系；（3）估算正常行驶的速度。

4 善于类比

贝弗里奇说过：“类比法在提出线索或假说，以及帮助理解无法看到的现象和情况方面有着十分可贵的作用。”学生在学习一些比较抽象的概念时，老师最好能够帮助他们找到一种联系，这种联系的一端是学生感觉比较吃力的抽象物理概念，另一端则是学生日常生活中的一些经历。类比方法就像建立这种联系的一座桥梁，既拉近了学生与这些物理概念的距离，又为学生提供了学习它的一种方法。

例如：在给学生讲解电动势时，我们可以拿抽水机来进行如下类比（如图1所示）。

在人教版《物理选修3-3》“分子势能”的教学中，我们可以借助弹簧模型来帮助同学理解。当连接两小球的弹簧处于原长时，相当于两分子的距离r=r0。此时，弹簧弹力为零，弹簧弹性势能最小，相对应的两分子间作用力为零，而此时分子势能最小。当连接两小球的弹簧处于伸长状态时，相当于两分子的距离r>r0，分子表现为引力。此时，弹簧的弹性势能会随两小球的距离变大而变大，相对应的分子势能会随两分子的距离变大而变大。当连接两小球的弹簧处于压缩状态时，相当于两分子的距离r

参考文献：

[1]阎金铎.中学物理教材教法（第二版）[M].北京：北京师范大学出版社，1984：60.

[2]周久U.让问题成为课堂的中心[J].中学物理教学参考，2005，34（11）：1-3.

[3]陈刚.试论物理概念和规律的学习与教学设计[J].物理教学，2012（7）：11-16，20.（栏目编辑 刘 荣）