物理概念的形成和规律的掌握

物理概念的形成和规律的掌握内容摘要：物理概念的形成和规律的掌握是中学物理的基础知识中最重要、最基本的内容，而物理概念的形成和规律的掌握又是一个十分复杂的过程，首先应该使学生获得必要的感性认识，然后在感性认识的基础上，引导学生运用“科学抽象”来概括归纳出概念和规律，再使学生理解概念和规律的物理意义，最后还要使学生在运用概念和规律的过程中，从定性或定量的方面不断加深对概念和规律的理解。

关键词：物理概念规律形成掌握基础知识抽象思维实验联系感性和理性本质实际阶段性一、做好实验，丰富感性认识物理学是一门以观察、实验为基础的学科，人们的许多物理知识是通过观察和实验，经过认真的思索而总结出来的。

感性认识是头脑进行思维加工的原料、掌握规律的基础。

做好实验，使学生获得与物理概念、规律有直接联系的、具体直观的感性认识，是学生形成概念和掌握规律的基础。

初中学生的知识和经验都比较少，思维活动往往依靠直观材料、因此在物理概念和规律的教学中，做好实验就显的格外重要。

实验具有特别强烈的吸引力，有能调动学生各个感官的作用，最能激发学生学习兴趣；实验富有启发性，使学生思维处于最积极，最活跃的状态；所以实验的成功，是事半功倍地建立物理概念和掌握物理规律的关键。

例如：课本上比热容的演示实验，实验器材可改装成水和煤油。

煤油和水质量相同，用完全相同的洒精灯同时加热，而微小压强计中红墨水升高的高度不同，让全班同学都清楚地看到这一直观现象。

通过实验使学生看到质量相同的煤油和水，吸收相同的热量，升高的温度不同的现象，用微小压强计代替温度计，大大加强了实验的可见度，学生清楚地看到，水的液面高度差没有煤油的显著，既升高的温度不同。

煤油和水质量相同，吸热量相同，唯一不同的就是液体的种类不同，升高的温度就不同，这一感性认识为比热容概念的建立，打下了基础。

由此可见，演示实验的成功对概念的建立有多么重要的意义！反之，如果演示实验使用一般的温度计，学生根本看不清楚，又无条件把演示实验改为学生实验，教师又忽视了把实验数据明显地写在黑板上，建立比热容的概念就没有感性认识作基础，建立概念就会增加抽象的程度，不利于学生对概念的理解。

二、从感性认识提升到理论知识我们知道，许多物理概念和规律都是从大量具体事例中抽象出来的。

正如列宁说过：“认识是人们对自然界的反映，但并不是简单的、直接的、完全的反映，而是一系列的抽象过程，即概念、规律等等的构成、形成过程……”。

在教学中要重视感性认识，概念和规律所包含的大量事例中，有的本质联系比较明显，有的非本质联系却很强烈。

为了使学生在感性认识的基础上进行分析。

教师必须从有关概念和规律的大量事例中精选那些包括主要类型的、本质联系明显的、与日常观念矛盾突出的典型事例来进行教学，才能达到预期的效果，否则就难以得出正确的规律。

例如：对什么是惯性的问题，学生可以举出奔跑的运动员，行驶的车辆表示惯性，并说：“这些物体都有惯性”，或一字不漏地背诵课本上惯性的定义，而却不能从这些事例中分析和概括出是“一切物体都具的”基本属性来，也不会运用惯性概念对有关现象做出合乎逻辑的正确解释。

理论和实践都证明：教师必须审慎而又细心地选择有关的典型事例并加以恰当地组织，才能使学生在形成概念、掌握规律的过程上少走弯路，较顺利地理解它们的本质。

感性认识是理论认识的基础，只有从感性材料出发，才能理解抽象的概念和规律，有关的感性认识越丰富，对应的概念和规律理解得越深刻。

因此，教师除在教学时增选典型事例外，还要教育学生通过平时的观察、实验、参观，围绕某些问题的讨论不断地积累感性材料，反复印证，使他们的认识日益充实、丰富和深刻。

三、突出本质是形成概念、掌握规律的关键物理概念和规律，是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。

在“科学抽象”中要通过分析、综合、抽象、概括、推理等思维活动，把感性材料中有联系的和毫无联系的因素、重要的典型的东西和次要的非典型的东西、深刻的东西和表面的东西、本质的东西和非本质的东西区别开来，从而突出本质，摒弃非本质，才能使学生形成概念掌握规律。

多年的初中物理教学实践告诉我，目前初中生的物理思维能力普遍比较低，把教材对学生思维水平要求和学生实际达到的水平相比，我发现：初中教材中比较直观、对学生思维能力要求较低的内容，如教材中的测量、力、运动、热传递。

用电常识等，一般学生都能较好地掌握，达到教材的要求。

对思维能力要求较高的内容，如：九年级的压强、浮力、阿基米德定律，八年级的电功、电功率部分学生学起来比较困难，出错最多，而这些内容既是初中的重点，又是难点，其中以九年级教材中压强、浮力这一部分内容最为突出，为了使学生初步形成浮力的概念和掌握阿基米德定律，我在教学中注意以下一些问题。

第一、用弹簧测力计和系着体积相同规则的铁块，不规则的石块、木块等，浸入水中后弹簧测力计的减小；在水中游泳时感觉水有向上的托力等感性认识出发，逐个进行分析，使学生初步认识到是在水中物体要受到水对它的浮力，从而纠正“轻的物体在液体中总是上浮的，所以受到浮力的作用；重的物体在液体中总是下沉的，因此不受浮力的作用”的错误观点。

第二、通过演示规则铁块和不规则的石块随着浸入水中体积的增大，弹簧测力计的示数减小——使学生初步认识到物体受到的浮力与其排开液体的体积有关；当物体完全浸入水中后，深度增加时弹簧测力计示数不变——说明“浸没在液体中的物体在任何深度的浮力都相等”这一本质联系，从而摒弃那种“浮力的大小与物体浸没在水中的深度成正比”的错误认识。

第三、通过观察铁块和石块浸入水中后弹簧测力计示数减小相同这一现象，使学生初步认识：“体积相同的物体浸没在水中受到水的浮力相同”这一本质联系，摒弃那种“浸没水中的物体受到的浮力与物体质量、密度、形状等有关”的错误认识。

第四、通过观察木块浸入水中的体积增大到一定程度弹簧测力计的示数为零的现象，使学生了解：漂浮在水面的物体受到的浮力等于它的重力。

由于气体具有同液体相同的性质，而气体的密度很小，气体对于体积不大的物体作用的浮力，通常小到难以觉察的程度，但热气球能载几吨重的物体上天，说明气体对浸没在它里面的物体也能产生浮力，阿基米德原理同样适用于气体。

把上述由个别现象所得出的知识加以综合并进行抽象和概括就能得到“浮力”的概念和“阿基米德原理”在物理教学中：对感性材料进行科学抽象时，必须有意识地突出本质，这是使学生形成概念、掌握规律的关键。

四、明确概念和规律的物理意义是形成概念、掌握规律的根本教学中学生对有关物理问题的感性材料进行抽象，得出结论后，一般说来，对有关概念的理解往往仍然是表面的、片面的，有时甚至是错误的。

为此，在教学中要通过多种途径和方法，使学生着重理解其物理意义。

（一）要用学生容易理解的语言文字表述，再“翻译”成数学表达式。

这使学生对有关的概念获得明确、完整的认识是必要的。

概念是人们认识事物的一定阶段和方法，因此对概念下定义，须在学生对有关的物理问题的本质有相当认识的基础上进行，切不可在他们毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”，“灌”给他们，然后再加以解释和说明，这样对学生来说完全是空洞的东西，同时，由于这种做法颠倒了认识事物的顺序，因而不仅不可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。

（二）对于概念的文字表述，不应要求学生机械地记忆，重要的是要及时将其“返回”到具体的事例中，使抽象的东西“物化”，并在具休与抽象反复结合的过程中，使之对有关概念的理解不断加深。

例如：学过惯性定律后，可让学生解释以下现象：一列火车在平直轨道上匀速行驶，坐在车厢里的人竖直向上抛出一物体，此物体下落后会落到原来的抛出地点吗？（三）对容易混淆的概念，可以采用对比的方法，明确其区别与联系，以加深理解。

在物理教学中，有些概念看起来相似但其物理意义却不相同，这就要求学生弄清它们的区别与联系，例如：重力与质量，重力与压力，功和功率，热能和热量，惯性和惯性定律等。

可以通过分析它们之间的区别与联系，使学生深刻理解它们的物理意义。

以压力与压强来说，我要求学生对这两个物理量进行对比，使学生明确：（1）压力是垂直作用在物体表面上的力、压力的大小与物体的受力面积无关，压力是一种力，压力的单位是牛顿，测量的工具可以用测力计来测量。

（2）压强的概念是物体单位面积上受到的压力，与压力的关系是P=F/S，它的物理意义是压力产生的效果，压强的大小不仅与压力的大小有关，还跟受力面积的大小有关，当受力面积一定时，压力越大，效果越明显；当压力一定时，受力面积越小，效果越明显。

压强的单位是帕斯卡。

我们在讲授压力、压强的关系时必须注意学生容易出现的“只要压力越大，压强就越大”的错误认识。

可列举“用几十牛顿的力按图钉，在钉尖上可产生几亿帕斯卡的压强，这个压强大约是履带拖拉机对地面压强的几万倍。

刀子、斧头等的锋刃要磨得很薄，钉子、针、锥子要做得很尖是为减少受力面积增大压强，使它能在不大的压力下能进入物体里去”等事例巩固学生对这两个概念的物理意义的理解与区别。

学生对物理概念和规律的理解，常常要经历多次从特殊到一般又从一般到特殊的过程；要采用多种形式，运用多种概念和规律去解决个别或特殊的现象，解决个别或特殊的具体问题。

使他们在教学过程上不断加深对物理概念和规律的物理意义的理解。

五、注重教材和学生实际，注意阶段性认识是一个从现象到本质逐渐深化的过程，在物理教学中对物理现象、过程的本质提示得越深刻越能使学生牢固地掌握本质，不至于被非本质的东西所迷惑。

例如：在热学的教学中，当学生能用分子运动论的知识解释热量、温度、熔化、蒸发、压强等物理概念，并从本质上把握了这些内容后，对热学中各个物理过程就理解得更加深刻了。

不过教师在教学中受到教材的深度和学生智力发展程度的制约，并不是提示本质越深刻越好，一般地说，初中学生的抽象思维能力较弱，以能做比较初级的分析和研究；高中学生已具有较强的抽象思维能力，就可以做比较深刻的分析和研究。

例如：磁场对电流的作用，在初中主要是通过实验观察，只需指出在磁场中通电导线所受力的方向，在高中不仅讲到力的大小、方向并推导出了洛仑兹力的公式。

在中学物理教学中，一个完整的物理概念的形成和规律的掌握，在许多情况下并不能一次讲深讲透讲完全，有一个逐步发展的过程。

有的概念通过一个单元的学习就能获得一个完整的认识，而有的概念则需要几个阶段才能逐步完成。

例如：“密度”的概念，在初中通过“密度”，“密度的应用”，“测定物体的密度”逐步得到完善，而质量的概念在初中只能定性地粗略地定义为“体所含物质的多少叫质量”，显然这不是质量的准确定义。

到了高中学习了牛顿定律时，才能对质量的概念下了初步的比较严格的定义：“质量是物体惯性大小的量度”。