如何讓讓學生更好地理解物理概念

于立敏

物理概念是物理知識體系的基本組成要素。若要把物理知識的體系當成一個網絡系統，一個物理概念就是網絡中的一個結點，它的內涵是人對相關事物本質屬性認識的高度概括。因為概念的產生是人類認識過程中由量的積累到質的突變，是人類思維能力發展水平的標志。所以，學習、理解概念的過程，就是應用科學思維的方法，開發思維潛能、發展思維能力的過程。判斷理解和掌握物理概念最基本的標準是看其是否真正理解所學概念的內涵，了解它的外延。

物理概念大體分為兩類，一類是物性概念，這是直接反應事物，物質特性的概念，如質點、絕緣體、電場等，對于它們，大凡是通過定性語言表述，闡述它是什么。另一類是理性概念，是用以反映事物（含過程、現象）原理和事物本質屬性的概念，如力、能、電場強度、電容等。這中間有定性、定量兩種。對于定性的，只需定性說明它是什么，如慣性、干涉等，對于定量的就既要說明它是什么，又要說明它等于什么，如功、電勢等。

中學生常常覺得物理概念抽象、難學，這主要是對物理概念沒有真正理解的緣故。因而在解決問題時對物理概念常常是死記硬背，出現張冠李戴的錯誤。針對上述問題，學生在理解物理概念時應在以下兩方面下工夫。

一、建立理想模型能形象地描述物理現象，有利于建立并理解概念

所謂“理想模型”，就是為了便于抓住事物本質，解決問題，而對事物取于干、去其蔓葉后建立的抽象模型。任何物理現象的過程大都是復雜的，要描述它們是比較困難的。但是在某種情況下，排除次要因素，抓住問題的主要方面，把具體的事物抽象化，用理想化的物理模型來代替實際研究對象，并簡化有關的過程，以便從理論上去研究它，就能形象的描述物理現象，建立概念。例如：對于物體下落的運動，最初在人們頭腦中只是一副零亂的畫面：大雨傾盆、砂石飛落……再認真地觀察有關的現象或作實驗，頭腦中的畫面就更加簡潔，雨滴、沙石都是一個式樣地越來越快地垂直下落，他們都成了沒有個性的“物體”，在此種情況下可把這些物體看作只有質量而無形狀、大小的幾何點。這種物體模型稱為“質點”。進而，我們略去空氣阻力對“物體”下落運動的阻礙作用，統一認定它們運動的初速度皆為零，這樣頭腦就建立了自由落體運動的物理模型。物理模型是在實驗或觀察事物的基礎上建立的，它對物理事實是一種近似的然而又是突出本質的描寫。這樣，重視物理模型的建立和理解可為學生接受知識提供較好的手段和方法。

（一）、學習教學大綱深入鉆研教材

大綱中明確指出：教學中要重視引導學生學習基本概念和基本規律的廣泛應用。知識，是人類對客觀事物的現象、事實及規律性的認識成果，是增進智慧和力量的源泉?；A知識則是構成各門學科的基本事實及其相應的基本概念、原理和公式。[1]對于物理概念，一般都應使學生理解它的含義，了解概念之間的區別和聯系。物理基礎知識教學必須分清主次，突出重點，抓住關鍵。大綱中這些關于物理概念的精辟論述，應作為搞好物理概念教學的指南。切實掌握“雙基”，就是要特別重視對基礎知識和基本技能準確理解的基礎上而牢固地掌握。如果學習者對“雙基”的理解是不確切的，那么在遷移的過程也會產生錯誤。如果學習者只是把“雙基” 死背下來，即使是背得爛熟，但并沒有理解，那么對于產生正遷移來講也不會有多大意義。切實掌握“雙基”，還要特別重視對知識結構的掌握。所謂知識結構，是基本概念與概念、概念與原理、原理與原理之間形成的各種聯系，它概括化的程度更高，比個別的、孤立存在的知識和技能更具有普遍意義，因而實現學習正遷移的可能性更大。[1]

根據大綱的要求，進行針對性分析教材中出現概念的目的性和科學性。必須明確：物理學中為什么要提出這一概念？概念是怎樣被科學的表述出來的？它在物理學中的地位和作用如何？具體的說應認真鉆研以下幾個方面：第一，弄清與物理概念有關的物理事實（包括實驗事實），即弄清物理概念的依據。第二，要明確這些物理事實提出了哪些問題需要進一步研究，即明確引入概念的必要性。第三，研究中采用什么手段和方法。第四，對概念的意義要逐字逐句的推敲，從而全面準確的弄清它的物理意義，特別要明確概念的適用條件。對其中物理量的定義式、單位等也要有所掌握。第五，弄清關系密切的概念之間的區別和聯系，明確教材中的地位，它是否為重點、難點或關鍵。

通過鉆研教材要明確某個物理概念在整個教材中的地位，做到主次分明、突出重點，抓住關鍵、處理好重點。這樣，物理概念教學就有了堅實的基礎。

（二）、生動直觀地引入概念

概念引入是概念教學中的一個重要環節。引入工作做得好，一開始就能激發學生學習概念的積極性，使他們的思路納入正軌，對正確理解和掌握要領有著直接影響。物理概念是物理現象的本質抽象，它是在感知大量材料的基礎上，經過分析、綜合、抽象、概括等思維活動中形成的。引入概念時也應依據這一特點從直觀到抽象。例如：在講述力的概念時，應首先舉一些學生日常生活中熟悉的實例。如：①手提水桶；②馬拉車；③腳踢足球；④磁鐵吸引鐵塊等。然后對這些例子進行分析、比較、概括和總結，得出力的定義為“力是物體對物體的作用”。使學生明確：力是兩個物體之間的相互作用。如手和水桶；馬和車；腳和足球；磁鐵和鐵塊。更應清楚兩個孤立的物體之間并非一定有力存在，這兩個物體之間必須發生相互作用。

二、注重創設情境，在體驗中理解概念。

愛因斯坦說過，“興趣是最好的老師”。教師應該在生活中做一個有心人，精心設計，讓學生在生活中去體驗物理，體驗物理的樂趣。對于偏好獨自學習、不善交際的學生，教師應鼓勵其積極投入小組學習活動，多開展與他人的合作、交流及表達訓練。[2]如果這樣做到，學生對物理真正產生興趣，他會自發的去學，去理解。例如：在幫助學生理解超重、失重，這兩個概念時提前準備磅秤，在上課時首先提出：人站在磅秤上，在下蹲過程中，磅秤的示數是否有變化，如果變化結果如何？反之，結果又將如何？先讓學生猜想，然后親自去實踐，從事實中得出超重和失重的概念。構成課程與教學的基本要素中，教師（或教師的活動）和學生（或學生的活動）是最基本和必不可少的。教學活動就是為學生組織的，沒有學生，教學活動就沒有存在的必要和可能；有了教師指導的教學活動才稱得上真正意義上的“教學活動”，不然就只能算一種“自學”。在教學這一系統中，教師憑借環境提供的條件與資源，以教材為文化媒介，與學生進行著最廣泛的社會性相互作用，促使學生健康成長，教師也實現了自身的發展。[3]所以教師在授課時應努力創設情景讓學生主動地去探索、去體驗，盡可能地通過自身的活動去汲取知識，理解概念。

（一）、揭示概念的本質理解概念

物理教學實踐表明，學生只有理解了概念，才能牢固的掌握概念。而要使學生理解概念，就必須使學生掌握概念的本質。直觀材料是形成概念的基礎，但概念不能從直觀材料中直接得出。必須通過學生的思維才能把感性認識升華到理性認識，這是認識的飛躍，是使學生形成概念的關鍵一步。為實現這一飛躍，就必須啟動學生的思維。在概念教學中，常用的思維方法有比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、歸納等多種，只有引導學生的正確思維，才能揭示概念的本質，使學生全面的掌握概念。

（二）、抓區別找聯系深化概念

為了使學生更深刻地理解概念的本質，必須注重要領之間的區別和聯系。對一些類似的有關概念進行同中求異，異中見同，反復深化概念。

例如：“速度”和“加速度”是力學中的兩個重要概念，要求學生必須有深刻的理解，在教學中就要對兩個概念進行全面比較，找出區別和聯系。使學生知道，速度是描述物體運動快慢的物理量，或者說是描述位置變化快慢的物理量，速度越大，表示物體運動的越快，或者說位置變化的越快。加速度是描述速度變化快慢的物理量，加速度越大，表示速度變化的越快。速度等于位移和時間的比值，而加速度等于速度的變化和時間的比值。速度的大小決定于位移和發生變化所用的時間，位移大速度不一定大。而加速度決定于速度的變化的大小和發生變化所用的時間，而不決定于速度的大小和速度變化的大小。速度和加速度都是矢量。在直線運動中，速度的方向就是位移的方向，而加速度的方向可能跟速度方向相同，也可能跟速度方向相反。速度增大時，加速度方向跟速度方向相同；速度減小時加速度方向跟速度方向相反。通過上述比較，就可以使學生對“速度”和“加速度”這兩個概念有比較深刻理解。