物理概念教学论文范文

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什么是概念？概念是“反映对象本质属性的思维形式”，它具有高度的概括性和抽象性。人类要认识自然、改造自然，掌握事物的本质，就必须运用概念并不断地发展与深化概念。物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式。物理概念是物理基础知识的重要组成部分。物理知识是由许多概念组成的体系，而概念是形成体系的单位，因此，可以说物理概念是整个物理基础知识的基础。只有切实掌握基本概念，并以此为基础，才能起到扩大、加深基础知识的作用，才能使学生取得探索和掌握基础知识的主动权。

物理概念是系统学习理论的基础。一门学科，如果没有一些基本概念作为分析、综合、判断、推理等逻辑思维的出发点，就不能揭示这门学科的客观规律，也就不能使这门学科应用于实践。物理学中的概念很多，有些比较简单，如物体、运动、路程等概念，是不难掌握的，而有些则比较复杂，如力、惯性、速度、加速度、电势、电动势等概念，学生较难掌握。对于这些重要的基本概念，能否使学生真正理解，直接影响到某一章乃至整个物理学科的教学。

形成概念，理解基本概念，是培养学生分析、解决问题能力的基础，是发展学生认识能力的重要途径。学生形成概念、掌握规律，是一个十分复杂的认识过程。在这一过程中，学生需要经过一系列的动手、动脑、动笔、动口等活动，特别是需要经过由具体到抽象、再由抽象到具体的反复的相互作用和结合的过程。只有这样，他们才能形成清晰而准确的物理概念。因此，在物理教学过程中，使学生准确地理解物理基本概念是掌握物理知识的前提，是进行正确推理和判断的基础。如果对物理概念没有透彻的理解，就不能牢固地、深入地掌握基础理论知识和有关的基本技能，就不能使学生灵活运用这些知识，进而培养各种能力。不少学生感到物理难学，很大程度上原因就在于此。

所以，不论从掌握物理知识还是从发展能力来看，都必须十分重视物理概念的教学，这样才能不断提高物理教学的质量。

物理概念的教学，除了具有一般教学所共有的特征外，还具有它本身的特点，如逻辑性、概括性、抽象性等。要使学生形成概念确实是一件十分重要、复杂而困难的工作，应该引起我们足够的重视。在物理教学中，怎样才能使学生较容易地形成概念呢?下面结合笔者多年的教学经验，谈谈自己的看法。

充分运用实验，加强直观教学

一切认识都是从感性认识开始的。中学和中专物理教材中的内容，对学生来说，能直接感知的少，需要间接认识的多。所以，在教学中，应尽量运用实验和其他直观手段来增加学生的感知机会，不断扩大他们的知识积累，这样就会为学生的抽象逻辑思维形成前提条件。

当然，直观教学只能反映个别事物的外表特征与外在联系，它只能是认识的开端。教师必须在学生观察和实验的基础上，及时引导他们正确思考，经过自己的思维加工，从现象到本质地去理解，从而形成正确的概念。如“机械运动”概念的形成，可以列举人在地上行走，汽车在马路上行驶，船在水中前进，木块沿斜面滑下，雨点下落等这些学生司空见惯的直观材料，经过比较、分析后，让学生认识到它们的表面形式虽然不同，但却有一个共同点，就是一个物体相对于另一个物体的位置发生了变化，然后，把这些共同特征抽象出来，予以概括，就形成了“机械运动”的概念，即：“一个物体相对于其他物体的位置的变化叫做机械运动”。

在选择实验和直观材料时，应根据有关概念，选择本质联系明显的，包括具有典型性的以及与日常观念矛盾突出的。如果不注意选择，那么所用材料就很可能是一些零碎不全的东西，这就很难使学生形成正确的概念。

加强直观教学，除了采用实验，还可以通过实物、模型、图表等。特别是随着计算机多媒体技术的发展，运用教学课件，可以将许多不能直接观察到的物理现象和物理过程非常直观地展现出来，使学生能够更好地理解所学的概念。突出概念的关键，明确概念的物理意义

教学中学生对有关物理问题的感性材料进行抽象得出结论后，一般来说，对有关概念的理解仍然是表面的、片面的，有时甚至是错误的。为此，在教学中要通过多种途径和方法，使学生着重理解其物理意义。

要用学生容易理解的语言文字表述物理概念，再“翻译”成数学表达式。这使学生对有关的概念获得明确的完整的认识是必要的。应注意的是，用文字表述概念要适时。对概念下定义，须在学生对有关物理问题的本质有相当认识的基础上进行，切不可在他们毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”“灌”给学生，然后再加以解释和说明。须知，在此之前这些概念对学生来说，完全是空洞的东西。同时，由于这种做法颠倒了认识事物的顺序，因而不仅不可能使学生知道概念是怎么得来的，还会使他们产生“头脑制造概念”的错误想法。

物理概念一般可以分为两类：一类是有质的规定性的概念，如运动、静止、固体、气体等；另一类是既有质的规定性又有量的规定性的概念，如速度、加速度、功、能、电场强度等。这后一类物理概念又称为物理量。前者，要使学生明白它反映了客观事物的哪些属性；后者，不仅要明确它反映了事物的什么本质属性，还要明确量值是怎样规定的、量度的单位是什么。在物理教学中我们要引导学生不断从概念的“质”和“量”两个方面来加深理解其意义。

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从字面意义上看，STS是科学science、技术tech-nique、社会society三个单词的第一个字母的缩写。但是作为一个概念并不是这三个单词的简单排列。概括地说：?STS是一门研究科学、技术、社会三者相互作用关系的复杂而庞大的系统学科。

近一个多世纪以来，人类在享受近代工业革命和现代科学技术带来的高度物质文明的同时，突然发现自己正亲手制造着对自身生存与发展的严重威胁。例如，集最新科学技术成就之大成的原子弹在日本爆炸，造成了人类历史上的空前悲剧；高速发展的工业化带来了大气噪声和江河湖海的严重污染；对自然资源的大量开发，引起的土地沙化、地震、洪水泛滥……于是1968年一些世界著名的社会学家组成一个叫做“罗马俱乐部”的国际学术团体，他们对当代出现的危及人关发展的一些重大问题。对诸如人口增长、粮食生产、资源开发的极限以及环境、生态保护等进行了认真研究，其结果是触目惊心的，这些问题是关系列人类的生存与灭亡、文明的发展与毁灭的全球性问题。

早在六七十年代，?美国许多著名的大学先后成立STS研究中心，专门开展对科学、?技术和社会三者相互关系的研究，并开设了STS课程，其目的在于使学生深刻理解技术本身及其对人类和社会的影响。

如果说传统的科学各个领域都只着眼于本领域的发展对人类文明做贡献，那么，?STS则是着眼于研究系统各个因子之间的相互作用，保证人类文明健康发展应具有的最佳状态；研究如何发挥人与社会在系统中的能动作用，研究如何建立内在的动力学机制，使得系统具有较强的自我调节能力，以保证系统能经常处于最佳状态。

二、STS与教育

尽管对STS问题的研究当前处于开始阶段，?人们远未对其作出全面、深刻的论述。?但有条件地开设STS课程，普及STS知识，增强人们的STS意识，已经成为全民教育的一种趋势。这主要是因为：（1）人是STS系统的主体，科学、技术、社会的发展与相互作用都是通过人的自觉或不自觉的行为来实现的，只有通过教育人们自觉地按照STS系统的要求规范自己的行为方向，才能实现STS系统最佳状态的形成。（2）STS自身的发展要求必须具有一定的社会基矗因此，心须向人们普及STS知识，建立STS发展的社会基矗目前，我国正处在经济高速发展时期，科学技术正发挥着越来越重要的作用，新技术的应用带来了经济的大幅度增长，但同时也在重复着西方国家工业化给社会带来的负面影响，如环境污染，资源的破坏等。为了实现可持续性发展，在我国普及STS知识，推进STS研究势在必行。

普及STS知识，增强STS意识，必须通过教育来实现，而学校教育是最直接最有效的途径。?然而，目前中小学教学中STS教育的内容涉及却很少，因此设置有关课程进行STS教育或在已有的相关课程中增加STS内容是非常必要的。

三、物理教学中STS的渗透

物理学本身是和自然现象、科学技术、社会生产和日常生活紧密相联系的。

在物理教学中STS的渗透要结合所讲内容从以下几个方向进行：1．依据教学大纲，?结合教学内容向学生介绍物理科学技术的新发展、新成果、新成就。如当个新兴材料的研制及应用；超导体的获得及应用；现代航空航天技术、信息技术、通讯技术的发展状况及趋势；大型及超大型集成电路在社会生产和生活中的应用；激光、激光全息摄影、防伪技术等等。使物理课具有时代的气息。

2．向学生讲解与工业、?农业、医学等密切相关的知识和技术。如在热学中向学生讲解低温的获得以及在医学中的应用；在电学中向学生讲解工厂供电设备情况，?电磁场对农作物生长的影响，?日常家用电路的改进设计等。?英国SATIS（ScienceandTechnologyinSocitey）教材中有关物理教学中STS渗透很有特色。他们在讲电的产生和输送时，主要介绍有关电力网的知识，如要得到电压稳定、价格低廉的电力供应，为什么要把许多电站联成电力网，以及核电站、火力电站及水电站的各自的特点，还具体给出了英国西北电网中各个电站的功率和每兆瓦小时的成本，以及冬季夏季各一天24小时预期的用电曲线，让学生设想自己是电力网的调度员，?以5小时为一个时间段，根据各时间段预期的用电量，作出把哪些电站接入电网的计划。教材中的这类内容和作业，并不在于给学生许多实际知识，而在于使学生形成“成本--效益”观念。

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另外，还应当看到，学习物理之前，从日常生活中学生已经获得了大量的关于物理世界的前科学概念。学生已有的前科学，是物理学习赖以顺利展开的基础，没有前科学概念的支持，物理课程的展开是无法想象的。但是，学生的前科学概念中，又往往包含有许多的错误要素，而这些错误的成份，又是干扰科学物理概念建立的极大障碍。怎样处理好前科学概念，也是物理概念教学中要不断研究解决的问题。

现以九年义务教育华东版初中物理课本第一册“怎样认识力”一节的教学过程为例，来探讨物理概念教学的操作技术。学生学习准备状态分析：

学习本节教材时，学生已经形成了“力”的前科学概念。学生的力概念主要来自自身的体验，大多与自身的感受、物体的运动，以及由此派生的种种现象相联系。静物也会是施力的主体，学生极少想到。关于远距离作用、力作用的效果、力作用的相互性等等，学生都有相当的感知，但缺乏一定水平的概括和总结，没有形成相应的命题。“力作用的主、宾体缺一不可”，“运动的物体不一定受到力的作用”、“作曲线运动的物体所受的力与运动方向有一定夹角”，等观点，难以获得实际生活经验的支撑，因此，本节课对这方面涉入不宜太深。前科学的力概念,最主要的错误在于“力”与“速度”混沌不分，本节课可以进行适当的预处理。

教学过程：

（一）引入新课板书：怎样认识力（二）力是什么

演示：手推小车以实物演示激活学生头脑中的表象。（板书）手拉弹簧手提钩码手压海绵从学生的自身感受开始。变换力作用的宾体。

小结：推力、拉力、提力、压力都是人施加的引导学生对主体进行抽象。

提问：机器能不能起推、拉、提、压的作用呢？举例说明。

板书：推土机推土拖拉机拉泥起重机提砖压路机压路

小结：机器也可以施加力变换力作用的主体。从人到“可动的”机器，主体外延的展拓不突兀。

思考：人和机器可以施力，那么其他的物体是不是也能起这些作用呢？

演示：弹簧推车钩码拉车弹簧提钩码钩码压海绵

总结：人对物体可以施力，机械对物体也可以施力，其他的物体对物体都可以施加力的作用，我们可以说：

板书：一、力是物体对物体的作用说明：施力物体受力物体举例：人推车──人对车施加推力的作用人是施力物体，车是受力物体从人、机器到其他物体，在更大范围内抽象力作用的主体。弹簧是“动”物，而钩码是“静”物，打破“力只能由‘动’物施加”的表象的局限性。把“人”降至“物体”，强化对主体的概括。“作用”，通过语词的代换作自然概括。一般物体都会受到力，这对学生是不争的事实。所以，以上对比、抽象的过程只紧扣着施力物体展开。

模仿：弹簧提钩码──弹簧对钩码施加提力的作用弹簧是施力物体，钩码是受力物体钩码拉弹簧──钩码对弹簧施加拉力的作用钩码是施力物体，弹簧是受力物体讨论：刚才研究的力，都是两个物体直接接触产生的作用。不接触的两个物体之间，会不会出现力的作用呢？用概括形成的抽象观念，回过来对原实例的表述进行整形，使原有的感性材料顺应新建立的抽象观念。“之间”，通过语言暗示进一步“调平”主、客体地位，为力作用的相互性作暗示性铺垫。演示：磁铁吸引小磁针(2)摩擦的塑料棒吸引纸屑(3)乒乓球自由下落

由“直接接触”到“不直接接触”突破作用方式表象的局限。

小结：作用也可以发生在有一定距离的两个物体之间。

演示(1)(2)以前做过,这里再次强化,为以下概括力作用的运动学效果激活有关的表象。

（三）力作用的效果

板书：二、力的作用效果

思考：力的作用能产生哪些效果呢？也就是说，受力物体在力的作用下会发生哪些变化？

提示：着重研究受力物体一方。

由于前面演示的激发，学生容易概括出两类效果。

通过设问，激发学生在表象中突现出现象的另一个侧面──作用的效果。

演示：人拉弹簧，手压海绵

板书：1.力能使物体发生形变

演示：手推车，车由静变动，由动变静

说明：运动状态发生形变（配以图示，或引进多媒体动画）

回顾：磁铁吸引小磁针，静止的小磁针“跳”起，摩擦的塑料棒吸引纸屑，纸屑上“跳”乒乓球自由释放

后，自静止变为下落

形变的观点学生容易接受，简洁处理。

引导学生对过程的细节充分展开想象，在此基础上概括出“运动状态变化”。

在前面学习“7.3物体的运动”时就注意引入术语“运动状态”。

板书：2.力能使物体的运动状态发生改变

说明：刚才“动”到“静”和“静”到“动”的变化，实质上是物体速度大小的变化。

思考：物体的运动状态有没有其他的变化？

演示：手迎着车运动的方向推车，车返回演示：绳拉小球作圆周运动

先“反向”，后“转向”，有利于引导学生概括思维的方向。

通过图示，促进学生认知结构中“力”与“速度”发生分离。

用箭头表示力，可以进一步抽象出力作用的方向特征（矢量性），便于后续课自然地过渡到力的图示。

提问：物体的运动状态改变包括哪两种情形？

板书：速度大小变化运动（速度）方向变化

练习：

举例说明

一个物体受到力的作用发生了形变。

一个物体受到力的作用速度大小发生改变。

一个物体受到力的作用运动方向发生改变。

激发学生做分类概括。

通过举例，使新揭示的力概念的本质特征（作用效果）获得更广泛的表象支持。

思考：反过来，我们能不能从力作用效果的表现来判断一个物体是不是受到了力的作用？怎样判断？

阅读：要求找出文中重要语句逆向思维是概念掌握水平的关键特征，是从具体运算水平发展到抽象运算水

平的标志。

后续课还要就此继续展开，课时关系，这里不再做举例练习。

（四）力作用的相互性

实验：用拳头捶桌桌子

提问：用力捶时，拳头有什么感觉？表明什么？

说明：疼痛感觉是由于剧烈的形变。

这一现象表明：

板书：三、物体间力的作用是相互的

利用学生自身感受形成的表象。本例还强化了“‘静’物（桌子）也可施力”的新命题。下例同此。

分析：弹簧提钩码,在把钩码提起的同时,弹簧本身也变长了,说明弹簧也受到钩码的拉力。既巩固了对力作

用相互性的认识，又强化了由效果判断力存在的推断方法。下例同此。

讨论：你坐在船上,船停靠在河边,想要让船离岸,你用什么办法?

本校地处河网地区，学生有关感知表象丰富，易于激发学生的认知动力。

讨论：教材图9－5、9－6讨论的目的是对原有的表象提升，组合到新形成的科学的力概念体系中去。

在讨论分析中，一一明确各力的施力物体、受力物体、作用效果，通过术语的运用再度强化新形成的力的概

念结构系统。

力的单位

回顾：长度、质量单位的确定，引出物理量力的单位

阅读：(1)国际单位制中力的单位是什么?1牛约有多大?

练习：你站在地面上对地面的压力大约多少牛？A.几牛B.几十牛C.几百牛D.几千牛

在力的新概念结构中，单位不是核心结构，本节课作低调处理。

侧重于单位形象的建立。

（六）小结

提问：学完本节内容，你对力有了哪些认识？

强化：施力和受力物体、作用形式、作用效果、相互性。

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众所周知，正确地理解物理概念是学好物理学的基础。例如，力的概念和能量的概念是贯穿中学物理的一条主线。在运动学中，只有知道了物体的位移和速度，才可以了解物体的运动情况，所以位移和速度两个概念是贯穿运动学的基本概念，它们的内在联系构成了运动学基本规律。同样，力、质量、惯性、加速度是贯穿动力学的基本概念，它们的内在联系构成了牛顿运动定律。站在牛顿运动定律的角度去观察、思维、就可窥见整个经典力学。

如果没有理解力的概念，那就很难理解牛顿运动定律；如果对力学的基本概念模糊不清，那么，想学好电学也缺乏基础。所以，物理概念是物理思维的细胞，从逻辑学的角度来说，物理学就是在实验的基础上，由物理概念组成的判断和推理的逻辑体系。

由此可见，物理学中最重要的是物理概念。如果把物理定律比作构成宏伟、壮丽的物理学大厦的支柱，那么物理概念便是构成物理学大厦的砖瓦基石。

二、物理概念教学程序

（一）物理概念的引入

在物理概念教学中，首先要使学生明白原有概念的局限，从而知道为什么要引入新的物理概念。

例如。“密度”概念的引入：给学生一些体积相同、材料不同的长方体块，让他们用手掂轻重，比较其质量；再取几个试管，放入质量相同的不同液体，比较其体积的大小，使学生从中悟出物质的一个特殊性质，即“体积相同时，不同物质的质量不同；质量相同时，不同物质的体积不同”。接着问学生“我们能根据物质的颜色、气味、硬度来辨认物质，但如果两种物质的颜色。气味、硬度都相同时，还有什么方法可以区分它们呢？”于是，学生感到还有必要来寻找物质的新的特性，从而领会用单位体积的质量来表征物质的一种特性的方法，由此便引入了密度这个概念。

（二）物理概念的形成

知道了引入概念的必要性后，接着的问题是理解这个概念到底怎样描述了某一物理现象的本质？它的内容是什么？一句话，概念是怎样形成或建立起来的？

物理学是借“物”求“理”，物理概念是物理现象的本质在人们头脑中的反映，所以，为了形成概念，首先必须给学生提供足够的感性材料（例如，列举生活中熟悉的实例，或观察模型、实物、示意图，或进行实验等等），然后启发诱导，让学生观察、思维、分析、比较“现象”的共同属性，概括、抽象出其本质，得出物理概念的定义，进而导出物理概念的定义式和单位（如果这个物理概念是物理量的话）。

例如，匀变速直线运动的“加速度”这个概念的形成可以通过列举实例：

火车开动时，它的速度从零增加到几十米每秒，需要几分钟。

汽车开动时，它的速度从零增加到几十米每秒，只需几秒钟；

步枪射击时，子弹的速度从零增加到几百米每秒，仅用千分之几秒；

急速驶行的火车要停下来，需要几十秒钟；

急速行驶的汽车要停下来，几秒钟就够了；

子弹射入墙壁中，干分之几秒钟就可停止。

由此可知，常见的许多变速运动，其速度变化的快慢不同，而且差别较大。

物体运动速度改变的快慢有重要的现实意义：百米赛跑，起跑时速度增加的快，可以缩短运动时间，提高成绩；汽车在紧急刹车时，速度改变的快，则可避免发生事故。

“为了表示速度改变的快慢，便引入了一个新的物理概念“加速度”。

值得注意的是，形成概念的前提是使学生获得十分丰富的、有助于形成这个概念的感性材料。从感性认识上升到理性认识，是认识上的飞跃，这个过程只能由学生自己来完成。如果教师包办代替，在罗列一些物理现象之后，就简单地把物理概念的定义提出来，学生理解的不充分，就会造成对物理概念囫囵吞枣，死记硬背。

（三）物理概念的剖析

学生初步建立了概念，这只是从正面对概念的认识。为了比较深刻地理解概念，还需要认识概念的反面，乃至左、右、上、下面，即从全方位来认识概念。为此，必须对概念进行解剖。

1、概念的内涵与外延

概念的内涵即概念的本质。概念的内涵既反映了物理对象某种属性的“质”，又反映了物理对象某种属性的“量”（即“量度方式”和“量度单位”），这样的物理概念也叫物理量。概念的外延即概念的适用范围，是指概念所反映的具有某一属性的一个个、一类类现象或事物。

概念教学的关键是使学生了解概念的内涵和外延。定义是明确概念内涵和外延的依据。所以，为了找出概念的内涵和外延，必须从分析概念的定义入手。”例如，力的定义是“物体对物体的作用”，力的概念所反映的事物的特有属性是“物体对物体的作用”，此即力的内涵。力的概念所反映的特有属性的事物是具有这特有属性的所有的力，如万有引力、电磁力、核等具体的力，此即力的概念的外延。同样，惯性概念的内涵是“物体有保持原来运动状态的性质”，外延是“一切物体”。

2、概念的结构

概念的结构指构成概念的要素。例如，“速度”的结构是位移与时间，“冲量”的结构是力与时间等等。

概念教学要把概念与构成它的要素区分清楚。速度V既不是位移S，不是时间t，也不是S／t；S／t只是描述了速度，量度，在数值上等于速度的大小。

3、概念的特征

物理概念因它在物理学中的地位和作用的不同，各有自己的特殊性质。（1）固有特征：有些物理概念反映了物质或物体本身固有的属性，这些属性不随外界条件的改变而改变，只由物质或物体本身所决定。

例如，质量是物体本身的属性，同一物体质量不变，物体不同质量不同；比热是物质本身的属性，每种物质都有比热且互不相同。

又如，惯性是物体本身的属性。重力加速度、电场强度、磁感应强度是“场”物质本身的属性。密度、电荷、电阻、折射率等是实物物质本身的属性。

应该注意的是，虽然物质的固有属性与外界因素无关，但还要用外界因素去定义或量度这些属性的“量”的大小或强弱程度。例如，用电压与电流强度之比定义或量度电阻的大小。在导体两端加上电压是显示导体有电阻的外部条件，不加电压，导体的电阻仍然存在，但人们却无法感知物质的“电阻”属性，因为物质的固有属性只能在它与周围其他事物的相互联系、相互作用中显示出来，所以物质的固有属性要用外界因素来描述、定义或量度。

（2）方向特征：有些物理现象的本质在量的方面既有大小、又有方向，那么描述这种现象的物理概念也具有方向特征。如力、动量等。

（3）状态特征：有些概念是描述物理对象的状态的，物理对象所处的状态不变，描述状态的概念物理量就有确定的值。例如，压强、体积、温度是描述气体状态的概念；机械能是描述物体机械运动状态的概念等。

（4）过程特征：有些概念是描述物理对象变化过程的，这些概念（物理量）的值与物理对象的变化过程有关。例如，功的概念、热量的概念、冲量的概念等。

（5）相对特征：有的物理现象是相对于某个事物而言的，描述它的本质的概念就具有“相对”特征。例如，物体的运动与参照物有关，参照物不同就会得出不同的结论。例如，位移就是一个具有相对特征的概念。此外，速度、功、动量、动能、势能等也是具有相对特征的概念。

（6）统计特征：描述大量微观粒子遵循统计规律运动所产生的宏观现象的本质的概念，具有统计特征。例如，气体“压强”概念是描述大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的效果；安培力是磁场对大量运动电荷作用力的宏观表现。此外，“物质波”、“电子云”等概念也是描述大量微观粒子运动遵循统计规律所产生的宏观现象的本质的。

4、与其它概念的关系

为了深入理解概念，除了要理解其物理意义外，还应找出概念与构成它的要素或与它相近的另一概念的异同点及联系，帮助学生掌握概念体系。

所谓概念体系是指由相邻概念（如静电场与重力场，电力线与磁力线，库仑定律与万有引力定律等）、相似概念（如质量与重量、动量与动能，电场强度与电场力，电压与电动势等）、相反概念（如力的合成与力的分解，正功与负功等）、并列概念（如电场强度与电势）、从属概念（如电场强度与点电荷电场强度等）组成的系列概念。

只有当学生弄清了这些易混概念的区别与联系，才能正确理解概念，防止错用概念，提高运用概念的能力。

（四）物理概念的历史

任何一本物理教科书，都不可能孤立地讲述物理知识而不涉及物理学史。如中学物理中“光的本性”一章，就介绍了光的本性学说的发展简史，所以物理学史内容是中学物理的有机组成部分。

因为历史上物理学家对某一物理现象、概念或规律的发现，其思维过程与今天学生认识这一问题的思路往往有类似之处，所以概念教学有时可借助于物理学史料来启发学生思维。教学实践表明，学习物理学史，可以激发学生的学习兴趣，加深对物理概念的理解。

对于物理概念，只有了解了它们在历史上如何产生、形成和发展的过程，才能更深刻地理解它们的本质。例如，“动量”和“动能”是物理学中两个极为重要的概念，它们都和质量、速度这两个概念有关。如果只讲述定义，即使详细罗列两者的区别，学生仍旧不能深刻领会这两个概念的物理本质，在分析具体问题时，经常会混淆不清。究竟是动量还是动能才真正是机械运动的量度呢？这个问题在物理学史上曾经有过长期的争论。从17世纪笛卡儿和莱布尼兹等人作为量度运动量的物理量提出这两个概念后，经过半个多世纪的争论，直到19世纪中期，才由恩格斯根据当时自然科学的最新成就，特别是能量转化与守恒定律的发现，从运动转化的观点，精辟地论述了动量和动能这两个概念。恩格斯指出，如果运动的变化只局限于机械运动范围，不发生运动形式的转化，那么作为机械运动的量度，动量是适用的，当物体发生相互作用时，动量可以传递，系统动量的变化遵循动量守恒定律。如果机械运动消失，而以等量的其它形式的能量（势能、热能、电磁能、化学能等）出现，动量在这里就不能正确地反映运动的量的变化，机械运动的量度必须用动能来表示，系统机械能的变化遵循机械能守恒定律。

到了1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论，进一步指出动量和动能原来是一个统一的“能量──动量矢量”的不同分量，揭示了两种量度的统一，从而在一个新的水平上平息了两种量度的旷日持久的争论。

当然，讲解物理概念发展史要与物理概念教学水融、恰到好处，而不能牵强附会。

（五）物理概念的巩固

1、理解了概念的标准

检查学生是否理解了概念，就看他们能否回答“概念是怎样引出来的？怎样形成或建立的？内涵和外延是什么？与其它概念有何关系？”这样几个问题。

2、编撰适当例题

在概念上容易出错的地方，编撰适当的例题，变化条件，多方设问。例如，为了巩固“电场强度”这一概念，可编撰下列一组问题：

（1）为什么说电场中的电场强度反映了电场本身的力的性质？

（2）在电场中的P点放一个2．0×10-8库仑的点电荷，它受到的电场力是4×10-10牛顿，P点的场强是多大？假定在P点改放一个8×10-8库仑的点电荷，P点的场强是多大？如果在P点不放电荷；P点的场强是多大，为什么？

（3）关于电场强度的概念，下列说法中正确的是：

A、由E＝F／q可知，电场中某点处的电场强度眼放在该点的检验电荷所受的电场力成正比。

B、由E＝F／q可知，电场中某点处的电荷所受电场力总是跟电荷电量成正比。

C、放入电场中某点处的电荷所受的电场力越大。则该点处的电场越强。

D、放入电场中某点处的单位电荷所受的电场力越大，则该点处的电场越强。

E、由公式E＝F／q可知，E与Q成反比；由公式E＝Kq／r2可知，E与q成正比。可见这两个公式是不相容的。

F、放入电场中某点的检验电荷的电量改变时，电场强度也随之改变；将检验电荷拿走，该点的电场强度就是零。

这些问题很容易把学生对电场强度的模糊认识暴露出来。有的学生硬套公式E＝F／q，有的学生则以为“q变F就变，E也随着变；没有q，F就不存在，场强也就消失了”。澄清了学生对概念的模糊认识，便会形成正确概念。

3、准确理解，熟练记忆

在理解概念的基础上，熟记其中的道理。道理记住了，随时都可以回忆起概念的来龙去脉，从而巩固地掌握概念。

总之，学习一个概念，必须使学生了解它的来龙去脉，最后留在学生头脑里的是一幅能够反映现象之间密切联系的、完整的物理图景，而不是干巴巴、孤零零的几句话。

三物理概念的进化

由于人们是在有限时空范围内认识无限变化发展的物理现象，所以人们对物理概念的认识也经历一个由浅入深、由简到繁、由表及里的过程。换句话说，一个完整的概念往往是不能一次了解清楚的，讲概念就要有一个发展过程。

例如，力的概念的发展，从亚里斯多德时代到牛顿时代就经历了两千多年；爱因斯坦创立了相对论物理，完全从另一个观点研究物理，彻底抛弃了牛顿物理中力的概念。“光”这个物理概念，就经历了牛顿的粒子说、惠更斯的波动说、麦克斯韦的电磁说、爱因斯坦的量子说，直到揭示了光的波粒二象性的本质特征，长达四个世纪。

事实上，任何一个物理概念的形成都经历了一个动态的、历史的阶段，都有一个从感性到理性、从低级到高级、从粗糙到严格的产生、发展和演变的过程。讲物理概念，应从历史发展过程来讲，讲怎样反复纠正错误的概念，现在的概念是什么，使学生懂得所学的东西、将来是要有发展的，不是死的。这样就把概念讲活了。否则，学生就以为物理概念是天经地义的、绝对不能破坏的，从而形成一种僵化的思想。事实不是这样，物理学永远是在不断前进、不断发展的。比如我们学习物体的导电性能时，把物体分为绝缘体和导体，后来出现了半导体，它应该属于哪一类呢？一种僵化的思想就不能适应这些问题。

用变化的、发展的观点，结合物理概念发展史讲解物理概念，既符合人类认识规律，又有着故事趣味性，自然会加深学生对物理概念的理解，同时还有助于消除学生对物理概念来源的、“神秘感”。

没有任何一个物理概念、定律可以被视为终极真理，人们在有限时空范围内获得的物理知识只能是近似的、相对的真理、物理学大厦只能完善，却永远不会封顶。

四、应该注意的几个问题

（一）用多种方法，形成物理概念。从认识论的角度来看，物理学家探索物理的方法与物理教学的方法基本上是一致的。不过前者是物理学家寻觅直接经验，后者是学生在教材、教师的安排、引导下有目的地学习间接知识。所以物理教学不可能像物理学家创立概念、发现定律那样亲身经历、事事实验。这就是说，一些比较抽象的物理概念的形成，就可能因无法通过实验，而只能采用其它方法。

1、类比方法：如用水流类比电流，用水压类比电压，用电场类比磁场等。

2、比较思维：如比较电场与重力场，从而讲清电场概念。

3、演绎推理：如根据磁场对电流的作用力。公式推导出洛仑兹力公式等等。

4、比喻方法：如用地势降落的陡度比喻电势降落的陡度，使“电势降落的陡度”这一概念一目了然。

5、温故知新：因为概念是现象本质属性的反映，而一切现象都是相互联系着的，概念之间亦必然反映了这种联系，所以抓住概念之间的内在联系，由旧概念会阐明新概念，是认识新概念的重要方法。如讲电容这一概念时，首先要弄清电量和电压的概念；讲波必须先学好振动；讲电功概念，须充分利用学生已有的机械功、电压、电量、电流强度、能的转化和守恒定律等概念和知识……。

6、理想化思维：在物理学中，实际研究对象和它所处的环境一般比较复杂，决定的因素和受约束的条件很多，如果不分主次轻重地考虑一切因素和条件，那么必然会使问题复杂化而无法研究。为了方便研究，暂时抛开次要的或非本质的因素，割断事物的某些联系，保留实际对象的某些主要性质和主要条件，加以概括，这种形成概念的方法，就称为理想化思维。例如，研究自由落体运动，我们突出了物体的质量和地球对它的引力，忽略了物体的几何形状、空气的阻力和周围物体对它的引力，并且不考虑可能出现的偶然因素，从而将实际物体理想化、抽象化为一个有质量的几何点，形成“质点”和“自由落体运动”的概念。

物理学中所研究的对象一般都是理想化的物理模型。研究物理学如果不采用适当的物理模型，那么就很难理解物理现象的本质，一个物理模型胜过无数个事实。

（二）讲清概念的关键意义

对每个物理概念，要注意从物理现象中抽象出共同属性的东西，所谓某个概念的关键意义就是指这个。例如，静摩擦力这个概念是从大量的“相互接触的两个物体在外力作用下有相对运动趋势（各以对方为参照物）而又保持相对静止”这样的运动形式抽象出“静摩擦力总是阻碍物体发生相对运动”这一共同属性的，此即静摩擦力的关键意义。

（三）对概念定义中的关键“字”、“词”要咬文嚼字

例如，楞次定律：“感生电流的方向，总是要使感生电流的磁场，阻碍引起感生电流的磁通量的变化”。第一句话指出定律的用途是判断“感生电流方向”；第二句中的“总是”，其含义是“一定如此”；第三句中的“阻碍”，既不是“阻止”，也不是“产生相反方向的磁通量”，而是“引起感生电流的磁通量减少时，感生电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍它减少；引起感生电流的磁通量增加时，感生电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍它增加”。同时要注意“引起感生电流的磁通量是变化的，感生电流的磁场总是阻碍这个变化的”。

总之，对概念的定义要进行逐字逐句的讲解，重要的“字”、“词”要认真推敲，使学生对概念有明确的认识。

（四）注意物理概念的科学性和逻辑性

如前所述，物理概念是发展的、进化的，不可能一次讲清。因而，教学中不必死抠概念的严密性，只要突出其本质的一面就可以了。但不苛求概念的严密性，与要注意概念的科学性和逻辑性并不矛盾。常常发现学生把“电势的高低”说成“电势的大小”；把光的反射定律中的“反射角等于人射角”说成“入射角等于反射角”等等，要随时注意纠正。

（五）注意物理概念同语文、数学的联系物理与语文有联系，要善于用语文知识来说明物理概念。例如，能量转化与守恒定律的表述文字很长，但只要运用语文知识抓住这句话的主体“总的能量保持不变”，就不难理解句子中的“不会创生”“不会消灭”等都是用来说明主体的。

物理与数学有密切的联系。一方面应当理解数学是物理的工具，但另一方面要注意，不能把物理概念数学化，不能把概念的物理意义淹没在数学公式中。例如，E＝F／q的物理意义是电场力F与检验电荷的电量q成正比，比值E表示电场中某点的电场强度，不能根据这个公式认为电场强度E与电场力对成正比，与电荷的电量q成反比。

（六）切忌从定义出发讲概念

物理概念是具体物理现象的概括、抽象，概念教学必须通过实际材料或列举实例来进行。即使是抽象的物理概念，教学时也应当将有关的现象展示出来。切忌从定义出发讲概念，因为这样学生获得的概念不是从感性认识上升出·来的理性认识，而是空洞的词句，会造成学生对定义的死记硬背。

（七）从“系统”观点出发进行概念教学“系统”观点就是联系起来整体考察的观点。

搞好物理概念教学的含义，不仅仅是讲清概念本身的定义，还应搞好物理定律、原理、公式的总和的教学。只有把概念形成的教学与定律、公式的教学有机结合起来，才能使学生比较全面、深刻地理解概念，获得运用概念分析、解决问题的能力。因为物理定律是物理概念之间的内在联系，所以只有很好地领会了物理定律，才能加深对物理概念的多角度理解。

例如，对于功的概念，只有在学生学习了功能关系或动能定理之后，才能明白为什么要用力与位移的乘积来定义功，否则功能关系或动能定理是不会成立的；也只有当学生学习了机械能守恒定律、热力学第一定律，能量守恒定律之后，才能真正领会功的本质：功是能量传递或转化的一种量度，一切做功过程都是能量的传递或转化过程。

（八）运用启发式教学原则

无论教师讲课采用什么方法，都必须运用启发式的教学原则。所谓启发式就是教师的讲要带动学生的想，促使学生思考。只有学生通过自己的思考弄懂的、不是死记硬背的概念，才能印象深刻、记忆牢固。

学生的知识，主要靠他们动手感知、动脑思维获得。教师的作用在于指导学生用科学的态度和方法去探求知识。“一个坏的教师奉送真理，一个好的教师则教人发现真理”。“不要教死的知识，要授之以方法，打开学生的思路，培养他们的自学能力，独立思考去掌握各门学科的规律。”

（九）发现和剖析学生头脑中存在的“先验概念”