利用物理前概念实施有效教学

1、利用物理前概念实施有效教学1钟俊敏 2邹建中1江西省新余市教科所 2江西省新余市第四中学物理前概念是学生在学习科学物理概念之前，通过自己在生活中的观察、体验和思考对各种物理过程、物理现象和规律的认识和理解。物理前概念广泛存在而且根深蒂固 ,对学生形成与掌握科学的物理概念有极大的影响。一类非科学的前概念，对教学有负面影响，必须克服、避免或消除，以便接受科学的概念。另一类是科学的物理前概念，对教学有积极的作用。本文以科学的物理前概念为基础，举两例说明，如何实施有效教学。一、从滑动变阻器到旋转电位器图1滑动变阻器是中学物理实验中的常用仪器，初中电学就开始学习和使用，也是高考要求的基本仪器之一。一般学

2、校都配有滑动变阻器，故学生实验时都有机会操作和使用它，并且它是裸露敞开的，结构一目了然，故学生都能较好地掌握和理解它。图1示滑动变阻器，它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。它由接线柱 1、 滑片2、电阻丝3、金属杆4和瓷筒5等五部分构成，图4图5图2图3图2 示滑动变阻器的原理图，金属杆APB的作用可等效成图3中的A（B）P的作用。图3中直线电阻体CD可等效成曲电阻体，如图4或如图5示，进一步等成图6示圆形电阻体。图2中的直线滑片P可等效成图6中旋转滑片P，由P处的转轴带动，实物如图7示。由图7可知，旋转式电位器一般是密封的，看不见它的内部结构，学生很难想象它的构

3、造原理。通过图2至图6的过度讲解，充分利用学生熟悉的物理前概念图6图7滑动变阻器为基础，比较容易地掌握了旋转式电位器的原理。若过度变换时配上多媒体动画演示，则效果更好。二、从刻度尺到游标卡尺游标卡尺是测量长度的精密工具，是高中学生必须掌握的测量仪器。它既是高中物理教学重点和热点，更是教学的难点。在高考试题中，几乎每两年出现一次，而学生的得分率却很低，如93年考查的20分度游标卡尺得分率只有6%！实际使用时学生往往不知所措，这与素质教育的要求很不相符。图8学生在初中学习了“用刻度尺测量物体的长度”，知识和能力上有一定的基础。高中生学习游标卡尺时，因构造、原理、读数复杂，思维上又有较大的跨度，学生

4、对此难以理解，形成了教学上的难点！如何突破这一教学维点？ 从学生的前概念刻度尺为基础，几点做法与同行交流。1低起点讲清结构初中学习了用刻度尺测量物体长度的方法，请同学们再思考：如何更准确地测出一个圆柱体的直径？学生：利用两块三角板配合一把直尺，其读数为D=X2X1（如图8示）。教师：其缺点是：两处（X1、X2处）都有读数误差！如何减少测量误差？图9学生思考、讨论后：将其中一把尺固定在0刻度（如图9示），D=X1，只有一处有读数误差。图10教师：将右侧三角板加以改造，使之套在直尺（主尺）上，并可以在直尺上滑动，测量更加方便。若三角板上再固定一把附加尺（游标尺），还有其它用途（如图10示）。学生：

5、好办法！附加尺有何作用呢？教师：再加以改造可以进行长度、外径、内径、深度等多种功能的测量（如图11示）。这就是今天要学习的游标卡尺，学生不难理解。图112 从测微原理找读数规律图12从实物（或模型）上认识了游标卡尺。如课本图实2（重画于图12）示，当左右测量爪重合时，游标尺的零刻线与主尺上的零刻线对齐，此时只有游标尺上的第十条刻线与主尺上的第九条对齐，其它均不对齐。主尺上每一小格宽度为1毫米，游标尺上有10个小格（这种游标尺称为10分游标），将主尺上9格（即9毫米）分成10等份，故游标尺上的每一小格为主尺上的9/10，即0.9毫米，这样游标尺上每一小格比主尺的每一小格相差0.1毫米。主尺和游标

6、尺上对应的一等份差值，叫精确度（用K表示），它体现了测量的准确程度，游标卡尺正是利用主尺和游标尺上每一小格之差，来达到提高精确度的目的，这种方法叫示差法。如图13为游标卡尺测量某物体长度的示意图，此时游标尺上的第六条刻线与主尺上的某一条对齐，则被测物体的长度（即两个0刻线之间的距离）为：L=LdcLbc=6 mm-6×(9/10)mm=6×(1/10)mm=6×0.1mm图13即：L=6×精确度=6K同理：当游标上第n条与主尺上的某一条刻线对齐时，被测物体的长度为：L=LdcLbc=nmm-n×(9/10)mm=n×(1/10)mm=

7、n×0.1mm即：L=n×精确度=nK这就是教材上“被测薄片的厚度不超过1毫米时，游标尺上第几条线与主尺的某一刻线重合，就表示薄片的厚度是零点几毫米”的来历，这样导出易于理解。图14如图14是用游标卡尺测物体ab长度的示意图，物体ab的长度即两个零刻度之间的长度，也就是两个测量爪之间的长度。测量时物体的a端与主尺的零刻线对齐，b端在主尺的第七与第八条刻线之间，显然，物体的长度比主尺的七格多L。将游标的零刻线与被测物体的b端紧密接触，查得游标的第六条刻线与主尺上的刻线对齐，故物体的长度为：L=L0+nK=7mm6×0.1mm=7.6mm即主尺上的读数L0加上游标上的读数nK。读数规律：整毫米数由主尺上读出，小于1毫米的数从游标尺上读出。公式L=L0+nK中，对10分游标K取1/10毫米（即0.1毫米）；对20分游标K取1/20毫米（即0.05毫米）；对50分游标K取1/50毫米（即0.02毫米）。