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物理概念教学

作者(供稿):佚名     来源:陆丰市河图中学     时间:2012-11-16 12:09:02 阅读:3439

  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[v=Δs/Δt(Δs,Δν都趋近于无限小)]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。
--摘自<<中学教学全书--物理卷>>
 

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