高中物理概念教学

浅谈高中物理概念教学

概念是客观事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是客观事物的抽象，是观察、实验和思维相结合的产物。物理概念的形成有利于人们认识客观世界，在物理教学中，物理概念的掌握有利于学生思维活动的开展，因此概念教学具有重要的意义。这就要求教师在物理教学中引导学生通过分析、综合、比较、抽象、概括等思维活动，排除各种次要因素的干扰，抓住事物的共同属性和本质特征，理解并掌握有关概念。

一、物理概念的抽象概括

一是分析概括一类事物的物理共同属性和本质特征。[2]如机械振动、平动、转动、平面平行运动、圆周运动、落体运动、力、热力学过程等物理概念，就是通过分析、综合、比较、抽象、概括出一类事物的物理共同属性和本质特征。以机械振动概念的建立为例，我们经常观察到这样的物理现象，弹簧的一端系着一个小球，另一端固定，放在水平的桌面上，拉长或者压缩弹簧，然后放开，小球将在某个位置（即平衡位置）附近做往复运动；绳子的一端系着另一物体，另一端固定在天花板上，拉物体使绳子偏离竖直方向，然后放开，系统将绕竖直方向做往复运动；在粗而深的直筒中装满水，在水中放一支比重计，使其浮在水面上，沿竖直方向向下压比重计，然后放开，比重计将沿竖直方向做上、下的往复运动；圆环槽内的小球在竖直平面内绕平衡位置做往复运动等等，这些运动有一个共同的、本质的特征，即物体在某一平衡位置附近做往复运动。

具有这一特征的运动成为振动。

二是抽象出物质、运动的某一属性，得到表征物质或运动的某种物质的物理量。[3]如密度、速度、比热、电阻、电场强度、磁感应强度、质量、光强等物理概念的建立都运用了这一方法。比值定义法是这一抽象概括方法的重要组成部分。要特别注意的是，用比值定义的物理量只反映了物质或运动的某一属性，与定义式中的其他物理量无关。如电场强度e和f与电量q无关；密度与质量m和体积v都无关。

三是用理想化的方法进行科学抽象。物理学中的一切思想模型（如质点、刚体、理想流体、理想气体、绝对黑体、纯电阻等）、一切理想过程（如简谐运动、准静态过程、理想卡诺循环、光的直线传播、自由落体运动等）都是用理想化方法抽象出来的概念。

二、物理概念的推导

1.概念组合

物理学中的概念组成是一个有机的整体，各个概念之间存在密切的逻辑关系，一个物理概念，往往是一些物理概念的发展，又是另一些概念的基础。因此，依据概念之间的这种关系，由一个或者几个已知的物理概念可以组成另一个新的物理概念。例如，由质量和速度组合成动量的概念（ρ=mv），由力与时间组合成冲量的概念（i=ft），由位置矢量和力组成力矩的概念（m=rf），由机械振动的概念发展成机械波的概念（机械振动在弹性媒介中的传播）等，都是依据概念之间的联系，将一个或者几个已知的概念组合或发展成

新的物理概念。

2.类比推导

运用类比推理的方法，可以借助已有的物理概念建立新的物理概念。例如：机械波、水波、声波、光波、无线电波、地震波等各种波动，尽管它们处理不同的领域，甚至具有不同的物理实质，但是由于其间存在着相似性和可类比性，使得我们可以建立一些普适的物理概念，如波长、频率、周期、波速等。

引力做功与路径无关或其环路积分为零，说明引力是保守力，可以引入取决于系统相对位置的引力势能。而弹性力、静电力、分子力做功也与路径无关，说明这些力是保守力，因此，可以类比于引力势能，引入相应的弹性势能、静电势能、分子势能等。同样，克劳休斯证明了热力学系统在可逆过程中∮dσ/t=0（dσ是热量，t 是热力学温度），由此引入函数熵，使得热力学第二定律得以定量表述。

比较库仑定律与万有引力定律的数学表达式，发现它们具有惊人的相似之处，它们都服从平方反比定律，库仑定律中的q和万有引力中的m相当，库伦定律中的k与万有引力定律中的g相当。但是它们也有各自的特殊性：万有引力总是引力，而库仑力既可以是引力，也可以是斥力；库仑力存在于两个带电体之间，而万有引力存在于任何两个物体之间。[4]类比于静电场，我们可以在引力场中引入“引力场强”“引力线”的概念，从而用“引力场强”研究引力场中的力的性质，用“引力线”形象地描述引力场。

三、结语

总之，由于新的物理概念的建立往往是智力上的巨大飞跃，是从现实到本质的巨大跨越，故需要各种思维形式的参与，需要利用各种思维方法，根据问题的要求，以来当时的知识背景，充分发挥想象力，达到对客观事物的物理共同属性和本质特征的认识。高中物理教师要不断与时俱进，开拓创新，寻找出一条条适合学生学习的新道路。

参考文献

[1]李池刚.高中物理教材中自感演示实验的改进[j].教学管理，2011，（7）：156.

[2]蔡静.高中物理电动势概念教学设计及建议[j].教学与管理，2009，（3）：19-21.

[3]安素萍.高中物理课堂教学中应用研究性学习的研究与实践[j].山西师大学报，2004，（1）：89.

[4]张国伦.怎样搞好高中物理概念教学[j].才智，2009，（9）：176.

（责任编辑黄春香）