物理概念、物理量、物理定律在物理学中地位及教学探究

1、物理概念、物理量、物理定律在物理学中地位及教学探究2011-8-20 1:55:58作者：郑平代写论文【摘 要】根据在实际物理概念、物理量和物理定律的教学中，总结物理概念、物理量和物理定律在物理学中的地位，并探讨教学方法。【关键词】物理学 物理概念 物理量 物理定律物理学中，包含许多物理概念、物理量、物理定律，弄清它们在物理学中的地位作用及探索教学方法对学好物理是非常重要的。一、物理概念的教学所谓物理概念是对物理现象和过程的认识，是以精辟的思维形式表现知识的一种手段，是物理现象的特有属性在人脑里的反映。这里讲的物理概念特指无量度公式的物理概念（如：平动、质点、惯性、简谐振动、电场、光的干涉、光

2、的衍射、汽化、蒸发等）。1.物理概念的教学是物理教学的基础首先，理论体系的基础都在物理概念，它们占据了物理教学的大半课时。其次，物理基础知识中的公式、原理、定律都是用概念作为引线，对有关基础知识作有机串联，形成系统化的概念体系。所以，要重视物理概念教学。学好、掌握并真正理解它们的含义有利于学生掌握基础知识，培养学生学习物理的兴趣。2.物理概念的教学方法（1）对物理现象、过程获得必要的感性认识在教学中，要重视感性认识，为了在感性认识的基础上进行分析，教师必须从有关概念包含的大量事例中，精选那些包括主要类型的、本质联系明显的典型事例进行教学，获得感性认识。（2）在科学抽象中，突出本质，找出事物的属

3、性在感性材料认识的基础上，进行分析、比较，找出它们的共同属性，引导学生归纳、总结得出概念。（3）明确概念，灵活应用对感性材料进行“科学的抽象”得出结论后，还要了解概念的外延，从概念出发，引导学生拓展，解决一些实际问题，加深对概念的理解和应用。例如平动的教学。首先举出几例属平动的例子：a.抽屉的推关运动。b.火车在平直轨道上的运动。c.小孩梭滑梯时小孩的运动。然后由这些例子，找出它们有两个共同点：第一，在作平动的物体上任取一条直线，在整个运动过程中始终保持平行；第二，作平动的物体每一点运动情况都相同。这样就归纳出平动的概念。平动：在物体上所引的任何一条直线，在运动过程中总是跟它原先的方向保持平行

4、，并且物体上各点运动情况都一样。这种运动叫做平动。最后再用平动的概念作指导拓展判断下列运动是否属于平动。加深对概念的理解。a.开关门时门的运动（）b.活塞的上下运动（）c.如下图所示书的运动（）二、物理量的教学物理概念建立量的观念，有量度公式（长度、质量、时间除外，它们是人为规定无量度公式的物理量）的物理概念叫物理量（如：加速度、电场强度、电动势、频率、功、发光强度、折射率等）。1.物理量的教学是物理教学的关键（1）物理量是联系关联的概念之间的关系，是物理概念与物理定律的桥梁，有承上启下的作用。（2）物理量教学可以开发学生智力与培养学生思维能力。心理学讲：“人的思维活动是凭借概念与词汇开展的”

5、。在物理教学中最要紧的是活跃学生头脑里的物理思维活动，无论是物理思维或运用物理思想方法进行研究，都离不开明确的物理里。例如在教电学时，只有学生理解电流强度、电阻、电压三个物理量的基础上，通过演示实验，才能引导学生判断这三个物理量的关系，导出欧姆定律。这样教会学生运用实验与数学相结合的物理科学方法，可以开发学生智力与培养学生思维能力。（3）物理量教学在发展学生个性上有积极推动作用。历代物理学家的重大发现，都是由他们高度发展的抽象思维能力与兴趣、意志、信念等的智慧结晶。其中促使他们这种个性充分发展的因素，往往都是由于大量实验的物理现象中所形成的新的物理量作导航。例如牛顿的经典力学就是以力、质量、加

6、速度等物理量为出发点，导出牛顿运动定律的结果；法拉第就是由于电动势，磁通量等物理量的提出而导致法拉第电磁感应定律的发现。所以就充分发展学生个性看，要使学生明确物理量。2.物理量的教学方法（1）物理量的引入讲授物理量时，首先要介绍建立物理量的过程，搞清为什么要引入该物理量。新的物理量的引入，不管采取什么方式，为了获得最佳教学效果，所提出的问题必须满足三个条件：一要反映学习这个物理量的客观性与必要性；二要巧妙把它的教学目的转化为学生的学习目的；三要激起学生的求知欲。例如讲加速度时可以这样引入：“人走路、马拉车、汽车跑、飞机飞，除了运动快慢程度不一样，还有什么不同（速度改变的快慢不同）。不同物体、速

7、度的改变快慢不同，尽管是同一物体（汽车），在不同时间（起动、刹车）速度的改变快慢也不一样，为了描述速度改变的快慢程度而引入加速度这一物理量”。定性的分析引出物理量后，还要定量的研究它的定义式。（2）建立量的观点，导出量度公式物理量定量的研究，需要由演示实验、学生实验测出精确的物理量值，运用数学工具来研究它与有关物理量之间的严格数量依存关系，给物理量下定义。例如电场强度，通过实验测出检验电荷在电场中某一固定点所受的电场力跟它本身电量的比值始终是一恒量，不同的点，这一比值不同。定义：电场中某点检验电荷在该点所受的电场力跟它本身电量的比值叫该点电场的电场强度、方向跟正电荷受力方向相同。（公式：EF/

8、q方向：跟正电荷受力方向相同，单位：牛顿/库仑）物理学中的物理量用数学形式表达成物理公式后，显得特别简单、明确，便于运用它来进行分析、推理、论证。所以数学知识是研究物理问题的工具，用好数学对解决问题是很必要的，但是却不可以单纯从数学角度看待物理问题。例如，根据场强定义式E=F/q，不能单纯从数学角度看，认为E跟分子成正比，跟分母成反比。类似的还有电容C=Q/U电势=EP/q电阻R=U/I等。又如，加速度a1= - 8m/a1，a25m/a1，不能单纯从数学角度判断a1小于a2。对于物理量，要掌握它的物理意义，理解物理量定义的物理过程与真实的含义。例如电学中电动势的定义式：=W/q和电压的表达式

9、：U=W/q，数学符号相同，单位都是伏特，如果学生不理解它们的物理过程与物理含义，就会混淆不清，感到莫名其妙。总之，物理量的学习，不能死记、强背、硬套。要理解性记忆，实质性掌握，灵活性应用。（）复习应用课堂上讲清物理不能万事大吉，那只是为学生掌握与运用创造了良好条件。如果不及时指导练习与复习，就会学而不牢、功亏一篑。一个完整的物理量，有些时候，并不是一次能讲透、讲全的，有一个逐步发展引伸的过程，需要不断反复认识补充新的内容，才能获得一个较完整的认识。例如质量，初中指出“物体所含物质的多少叫做质量”；到了高中学习牛顿定律时，指出：“质量是物体惯性大小的量度”；在后续的学习中，又知道质量与引力（万

10、有引力定律）的关系，质量与能量（质能定理）的关系，从而对质量有了一个全面的、深刻的理解。类似的情形还有很多，在引导学生复习运用时，要注意物理量具有阶段性。例如速度，初中定义：“物体通过的路程跟它所需时间的比值，v=s/t”；高中学了位移后定义：“物体通过的位移跟它们所需时间的比值，vs/t；高职高专学了微积分后定义:“位移对时间的一阶导数，v=ds/dt”。再如功，初中定义式：W=FS，高中定义式：W=FScos，到了大学学了微积分后变力所做的功定义式：W=baFcosdS。在组织复习时，要根据教材的内容和学生的实际，作合理的安排。三、物理定律的教学物理定律是反映物理量之间的本质联系，因果关系

11、与严格的数量依存关系；凡有关教材中的众多公式，重要推论和原理都可以由它引导与推得。1.物理定律的教学是物理教学的重点首先，物理概念，物理量的学习只是一些支离破碎的物理知识，从结构体系上看，这些物理概念，物理量无主心骨，缺乏凝聚中心，所以只有以物理定律作组织的枢纽，物理教学才显得有起有合、能散、能收、内容丰富，形成一个完整的知识体系。其次，学习的目的不是为了学习而学习，而是为了应用而学习，物理定律就是物理概念，物理量的具体应用。此外，和物理量的教学一样，物理定律的教学同样能开发学习智力，培养学生思维能力，促进学生个性的发展。2.物理定律的教学方法（1）引入新课在备课中思考，怎样循循善诱，巧妙而有

12、效地向学生交代教学的目的，并转化为学生学习目的，引入新课。（2）重视实验物理教学的特点在于突出物理实验。在物理定律的教学上又有特殊性，就是突出定量的演示实验与学生实验，且要做好、做准。以提供学生发现物理规律的必要条件与学习环境。引导学生设计实验装置，学会运用物理实验方法来研究提出的新课题。（3）建立量的观念、会用数学公式表示做定量的演示实验时，要提醒学生，哪个值不变，测哪两个物理量之间变化的对应值，作好实验记录，将其中准确的计算值列入设计好的表格中，运用数学方法，找出确切的数学表达式。一般以运用比例与研究比值的数学工具较多。例如，当m一定时，aF；F一定时，a1/m，aF/m改写成等式a=KF

13、/m（当统一采用国际单位制时，K=1）所以a=F/m或F=ma，这就是牛顿定律的数学表达式。在教学中，应该把这种运用数学研究物理定律的方法交给学生，要求学生学会掌握。（4）弄清物理定律的物理意义与适用范围学生认识物理定律后，首先要正面理解物理定律的语言表达；其次，要弄清物理定律的数学表达式的真正含义，把和它相邻的公式以及由它导出的公式从物理意义上划清界限，以免混淆不清。例如，就欧姆定律来说，它的数学表达式I=U/R要与电阻的量度公式R=U/I，电阻定律的表达式R=L/S和导出公式U=IR的含义都区别开来。此外，还要指明它的适用范围。任何一个物理定律，都是在一定条件下，运用物理的理想过程和理想实验的思想方法得到的，因此，每个定律都有它的适用范围。例如，机械能守恒定律（适用于只有重力和弹力做功的条件下）；库仑定律（适用于真空中的点电荷）等。只有知道了它们的物理意义和适用范围，才有利于学生掌握和应用。（5）复习应用注意培养学生的审题能力，习惯按题意作分析图，把已知的物理量全部统一国际单位制，这样给学生的解题带来了方便，提高学生的学习效率。物理概念是物理教学的基础，物理量是物理教学的关键，物理定律是物理教学的重点，只有了解了它们在教学中的地位、作用和掌握了它们的教学方法，才能取得最佳教学效果，学好物