如何使学生区分物理的相似概念



  物理概念中,有相当多概念与其它一些概念形式上相似,更多的是意义上的相近。对这些相似概念区分不清,就会造成理解的混乱。如物体的相互作用力与物体受到的平衡力,功率与机械效率,惯性与惯性定律,汽化与升华,电动机与发电机,等等。

  下面,我谈谈如何使学生在学习中能有效地区分这些概念。

  一、在概念的形成过程中比较

  物理学概念是从物理现象和物理过程中抽象出来的事物本质特征,概念形成过程的比较涉及建立概念的目的、有关的典型物理事物或物理现象、思维过程等。这些方面的区分度一般较大,容易起到鉴别概念的作用。例如,压力和重力。压力的形成是由于互相接触的物体发生相互挤压;而产生垂直作用在物体表面上的力,其性质属于弹性力;重力是地表附近的物体由于受到地球的吸引而使物体受到的力,其性质属于引力。在有些情况下,压力是由物体的重力引起的,如放在水平地面上的物体对地面的压力,此时也仅仅是压力的大小与物体的重力大小相等。但在许多情况下,压力并不是由于重力引起的,如用手握住物体时,手对物体的压力;用力往墙壁上按图钉,图钉对墙壁的压力等。从压力和重力的产生过程看,它们是性质完全不同的两种力。

  当然,在概念形成过程中如果赋予情景,那就更形象了。例如,将一桶水搬起装到饮水机上,老师故意说:饮水机里的水没有了,哪位同学能将“水”装上去?学生装上水桶后,老师又问:刚才装水的过程中这同学做“功”了吗?同学们回答:做了。老师说:但他不按照我的要求去完成的。同学们听后觉得不解,老师解释说:我让他把水搬上去,但他不仅搬了水,还把桶也搬上去了。同学都笑着答:水本来就是用桶装的呀。老师又说:是的,刚才这位同学做的功中,一部分是对水做的功,一部分是对桶做的功。从做功的目的看,他对水做的功是“有用的”,称为有用功;而对桶做的功是为了达到目的不得不做的功,我们称它为“额外功。”“有用功”和“额外功”加起来就是这位同学做的“总功”。这样,就使学生容易比较出这三个物理量的不同。

  二、在概念的运用中比较

  功等于作用在物体上的力和物体沿力的方向通过距离的乘积,功率是物体在单位时间内完成的功。功表示的是做功的多少,功率表示的是做功的快慢。做功多的物体做功不一定快,所有说功越大,功率不一定大。只有在相同的时间内,功率越大的物体做功才越多。而效率是有用功(或能)与总功(总能)的比值,它表示的是有用功在总攻中占的比例。同样功率大的机械的效率不一定高。通过运用,学生会真切的感受到,三个物理概念有联系也有区分,不只是公式不同,更重要的是代表一种评价方式不同。这会帮助学生认识到区分概念不要只看表面,还应该多看内涵。把易混概念运用于某些具体情况中,常常能获得生动的、直观形象的感受。例如,热量和温度。学生往往认为热量是一种物质、温度是热量的强度、热量和温度成比例、热传递中是温度被转移等等。只有运用科学的物理概念才能解释这些现象。

  三、在概念的结构中比较

  把易混概念分别放在不同或相同的知识网络结构中,比较它们在结构中的不同位置、不同功能以及与其他知识的不同关系,更能清楚地区分易混概念。例如,惯性和惯性定律。小车上直立一木块,当突然拉动小车时,怎样解释木块向后倒的现象?这是因为由于惯性木块保持原来的静止状态,而向后倒。人坐公交车时,车突然刹住,人会向前倾是同样的惯性现象。而悬挂的电灯不受外力的作用时,总保持静止状态不变。通过这些可以看出,“惯性”是一切物体在任何状态下都具有的物理属性;而“惯性定律”是物体不受外力作用时的一种运动定律。

  物理概念是物理学最重要的基础,让学生准确掌握好物理概念是物理教学的关键。帮助学生理解物理概念的内涵,了解物理概念的外延和有关概念之间的联系与区别,是实现物理教学目的、提高物理教学质量的前提。