物理概念的教学

saintom

物理概念的教学

　　物理概念是反映事物的物理现象的本质属性的思维形式，是构成物理知识的最基本的单位。教学时应注意：①明确概念引入的必要性和事实依据。②只有明确、掌握概念的定义，才可能明确掌握被定义的概念。③了解概念的种类（矢量、标量、状态量、过程量、特性量、属性量，某种物理量的变化率等等），以便用比较法教学。若这种概念属首次学习，就必须着重使学生明确抽象概括的方法。④理解概念的定义、意义和跟有关概念的联系与区别。⑤定义的语言表达形式可以不同，但数学表达式应该相同。⑥注意从定义式导出被定义的物理量的单位。
　（1）机械波　不是物理量，没有定义式。机械波的现象直观而本质抽象，故常采用分析法教学，即从学生有感性认识的水波和演示绳上的波出发，使学生对波有个宏观印象，再用图和模拟波的演示仪器进行微观分析，得出机械波的定义（机械振动在媒质中的传播过程）和意义（传递能量的一种方式）。波的意义具有普遍性，比机械波的定义更重要。教学时还应注意波与振动的联系与区别；水波是重力波，成因较复杂，不宜多讲。
　（2）质点　是个理想化的物理概念。从实物到物体，再从物体到质点，经过两次抽象概括。教学重点是：①使学生初步了解理想化的物理概念（光滑平面、理想气体、点电荷、电场线、光线等）在物理学研究上的作用；②用实例说明在什么情况下，物体可以当作质点。
　（3）速度　描述物体运动状态的物理量，是矢量。速度的概念是在对物体运动的直观感觉的基础上抽象出来的，学生容易理解。一般定义为描述物体位置变化的快慢和方向的物理量。对具体的运动状态来说，速度的外延有平均速度(v=△s/△t)、即时速度()和匀速运动的速度(v=△s/△t＝恒量)。根据速度的定义式，速度又被称为位移时间的变化率。在中学教学中，虽然不要求介绍速度内涵和外延的关系，但教师应该了解。若条件允许，在复习课中可作为提高的内容，使学生对速度概念有个整体认识。
　（4）加速度　速度、加速度都是人们为了研究运动规律的需要，通过对运动现象的观察、分析、抽象概括出来的概念。它们的定义式不是实验的结论，但可以用实验来说明。加速度可以参照速度用比较法进行教学。但特别注意防止学生在方向上的错误认识：①加速度的方向跟速度的方向一致（正确的是规定跟速度增量的方向一致；决定于物体受力的方向）；②笼统地认为负加速度就是匀减速运动，正加速度就是匀加速运动；③认为加速度的正、负是表示加速度的方向；④正加速度的量值总比负加速度大。此外还应注意加速度跟速度、速度增量的联系与区别。
　（5）力　所谓一个概念是明确的，就是指这个概念的内涵和外延是明解的。力的内涵少外延多。要明确力的内涵和外延，决非几节课所能达到。所以无论是初中或高中的“力”的一节教学，只能利用学生已有的生活经验和简单的实验，从几种具体的力抽象出力的初步概念。但只是认识力的重要起点，要上好这节课，并注意以后逐步提高、加深和完整。
　（6）功　量度能量转化的物理，是过程量，是标量。由于中学物理教材多数先讲功后讲能，反过来用功来定义能，故功的定义只能在“机械能”章末出现。功这节课的教学重点应放在功的量度上。从实例的分析得出做功的两个不可缺少的因素，然后规定计算功的公式就是这两个因素的乘积。用实验来确定
W∝F(?)和W∝s(?)，从而得出功的公式是不符合逻辑的。高中关于功的教学，是在初中的基础上，把计算功的公式一般化，并从数学角度讨论正功和负功。不从能量转化的观点来讨论正功和负功，物理意义是不明确的。这有待于以后的教学来补充和加深。
　（7）热量　在热传过程中，物体吸收或者放出热的多少（内能变化的量度），是标量。教学时应注意与温度、内能的联系和区别。区别的关键是热量是过程量，只有当物体在吸热或放热的过程中，才有热量的传递；而温度和内能是状态量，物体在一定状态下具有一定的温度和内能，而不具有热量。要使初中学生一下子理解热量的概念是困难的，要注意有计划地在有关教学中逐步明确、巩固和加深。
　（8）压强　描述压力作用的强度的物理量，是状态量，是标量。教学时应注意：一般定义式p=F/S普遍适用于固体和流体，而p=ρgh 只适用于密度均匀的液体和气体。对于密度均匀的固体来说，矩形体、方形体和圆柱体等也可应用。静止的固体能够把作用在它上面的压力等值传递，但由于受力面积的变化，力可能集中，也可能分散，强度就变大或变小，也就是压强增大或减小。流体对压强的传递遵循帕斯卡定律。密度不均匀的流体，可以利用p=ρgh求平均压强。
　（9）密度　表征物质的一种特性的物理量，是由物质内在因素决定(分子的质量和单位体积的分子数),
若外部环境条件不变每种物质都有一定的密度。定义为由某种物质组成的物体的质量跟它的体积的比值。密度的教学一般是通过实验确定物体的质量跟体积的比值。对于同种物质，比值是个恒量。对于不同的物质，比值一般不同的。从而说明比值表征物质的一种特性，得出密度的定义。接着注意举实例和用具体数据说明物质的密度跟它的质量、体积不成正、反比关系。

　（10）电阻　物质的一种电学特性，由导体本身的物理条件决定。定义为导体两端的电压跟通过这段导体电流的比值，即R＝U/I。请注意，式中R不一定是恒量。对于金属导体来说，R是恒量，R＝U/I就是欧姆定律的表达式。若R不是恒量，说明这种导体不服从欧姆定律。电阻的教学可以采用类似密度、比热等的特性物理量的教学方法，通过实验分析形成概念。但要注意，不要把电阻定义式中U/I的比值说成非恒量不可；不要把电阻定义式和欧姆定律表式截然分开。
　（11）电场强度　电场的一种特性。由于电场高度抽象，不能用实验来形成概念，人们就利用库仑定律和理想化的检验电荷做“想象的理想实验”，得出E＝F/q，从而形成电场强度的概念。教法除了实验外，其余的与其他特性物理量类似。