高中物理概念 [高中物理概念教学“五步法”的尝试]

　　学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获取过程的主动参与者，学生主动参与探究过程，关键在于教学过程中教师的教学设计。物理学科的教学的特点是以观察、实验为基础。通过观察实验建立物理概念、认识物理规律，是学生学习物理的基本方法。
　　在日常生活和工农业生产中蕴含着大量的物理知识，在教学过程中注意联系生活、生产中学生看到但还不懂的实际问题，可以激发学生的学习兴趣，也可以培养他们运用知识，解决生活和生产中的实际问题的习惯，有利于在教学过程中创设教学情境，加大学生学习物理的动力。
　　物理概念很抽象，学生学习物理概念时，确实有一定的难度。在教学的过程中，利用学生所熟悉的物理现象入手，就可以将抽象的物理概念具体到学生所熟悉的物理现象中，对学生形成概念、理清物理概念有很大的好处。下面就以“作用力和反作用力”的物理概念教学为例，在教学过程如何运用5步法，利用身边的物理现象，在教师的引导下，通过设置问题情境，引导学生观察实验，通过学生的亲自体验、师生共同讨论，归纳总结形成概念，最后对物理概念进行巩固和拓展等环节来进行物理概念教学。
　　
　　从日常生活中常见的物理现象入手，创设问题情景
　　
　　在学习“作用力与反作用力”时，可以先创设这样一个物理情境：请抬头看看头顶上的电风扇，然后思考“电风扇是静止时容易拉断挂钩还是在转动时容易拉断挂钩”。这是身边常见的物理问题，但学生平时从来就没有想过这个问题。设计这样的问题情景，可以激发学生的学习兴趣与动机，也可以养成他们关心生活和生产中实际问题的习惯。
　　很多学生都未思索就回答：转动时容易拉断挂钩。这是学生从日常生活中的经历得到的判断。教师对学生进行引导：既然都认为是电风扇转动起来后容易拉断挂钩，说明电风扇转动起来以后比电风扇静止时对挂钩的拉力大，情况是不是这样的呢，下面通过一个小实验来验证一下。
　　
　　引导学生观察实验
　　
　　把一个小型电风扇挂在一只弹簧秤下面，在没有通电前，让学生看清这时的弹簧秤的读数。然后给电风扇通电，让学生仔细观察弹簧秤的读数的变化情况，然后再增加电风扇的电压，让学生观察弹簧秤的示数的变化情况。
　　学生观察到：当电风扇转动起来后，弹簧秤的示数比电风扇静止时的示数要小些，而且随着电压增加，风扇转得也越快，弹簧秤的示数就越小。教师进一步引导：这个实验现象说明了什么问题？弹簧秤的示数变小，说明了电风扇转动起来后对挂钩的拉力比电风扇静止时对挂钩的拉力小。电风扇转动越快，弹簧秤的示数会变得更小，说明电风扇转动越快，对挂钩的拉力就更小。
　　
　　师生共同讨论、归纳总结提出概念
　　
　　教师对学生进行引导：为什么会变小呢？请分析一下原因。当电风扇转动时，扇叶给空气向下的作用力，把空气往下压，反过来，由于力的作用是相互的，空气也给扇叶一个向上的力的作用，所以电风扇转动时对挂钩的拉力小于了电风扇的重力。当电风扇转得越快，对空气的作用力越大，空气对扇叶向上的力也越大，所以对挂钩的拉力会更小些。
　　电风扇的扇叶对空气的作用力和空气对电风扇的扇叶的作用力是一对作用力和反作用力。教师进行引导：电风扇对空气的作用力和空气对电风扇的反作用力是什么关系呢？教师可以这样提示：从力的大小、方向、受力物体、力的性质等几个方面来考虑。学生很容易知道这两个力的方向是相反的，两个力的作用点是分别在两个物体上。那么这两个力的大小又是什么关系呢？
　　
　　学生的亲自体验，增加学生的感知认识
　　
　　实验是一种有目的的操作行为，让学生动手做实验，不仅可以满足学生的操作欲望，而且可以培养学生的操作技能，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和实践能力。让学生亲自体验：班上每位学生发一只弹簧秤，2位学生把2只弹簧秤的挂钩钩在一起，然后2个学生分别用力来轻轻地拉弹簧，让2位学生分别仔细观察手中的弹簧秤的示数，并同时记下2只弹簧秤示数。两个学生再比较读出弹簧秤的读数。
　　教师对学生进行引导：2只弹簧秤示数大小有什么特点？两个力的方向又有什么特点？学生发现：在任何情况下两只弹簧秤的示数都是一样的。说明这一对作用力和反作用力的大小是相等的，方向始终相反，并作用在一条直线上，这就是牛顿第三定律。教师对问题进一步深化：这一对作用力的反作用力还有其它的特点吗？引导学生分析：同时产生、同时消失。这两个力是分别作用在2个物体上。这样就把作用力和反作用力的特点就通过引导学生对实验的分析就找到了。
　　作用力和反作用力和初中所学的二力平衡有什么样的区别？让学生归纳后，教师进行整理：1）作用力和反作用力作用在两个物体上，二力平衡作用在一个物体上；2）作用力和反作用力同时产生，同时消失，而平衡力一个消失后，另一个力可以不消失；3）作用力与反作用力一定是同性质的力，而平衡力不一定是同性质的力；4）作用力与反作用力分别作用在2个物体上，不能进行合成。这样就通过对身边的物理现象的分析，明白了什么是作用力和反作用力以及和二力平衡的区别，这样学生就对作用力和反作用力的概念很清楚了。
　　
　　对所形成的物理概念进行巩固和拓展
　　
　　为让学生对所形成的物理概念进行进一步的理解，教学中尽可能地让学生多接触真实的、具体的物理情境，要尽可能地设计一些使学生能灵活运用所学知识的练习题，通过一题多问、一题多变的形式，来培养学生灵活全面地接受信息，又能排出多余信息干扰，提高学生加工信息的能力。
　　
　　为帮助学生理解牛顿第三定律，给出下面一个物理情景，如图1所示：2个物体A、B用细线挂在天花板上，2物体的质量分别为mA、mB，上面的细线为L1，下面的细线为L2。回答以下问题；1）L1对mA的拉力和mA对L1的拉力是什么关系？为什么？2）L2对mB的拉力与mB所受的重力是什么关系？为什么？3）L2对mA的拉力与L2对mB的拉力是作用力与反作用力的关系吗？为什么？4）以物体mB受力为例，能找出几对作用力与反作用力？是哪几对作用力与反作力？能找出几对平衡力，是哪两个力是平衡力的关系？
　　以上4个问题的是针对作用力与反作用力和二力平衡的特点来设置的。问题1）主要是针对作用力与反作用力的特点来考查学生对刚刚所学习作用力与反作用力概念理解：两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。一对作用力与反作用力总是作用在两个物体上，并且是同种性质的力。问题2）主要是考查平衡力的特点：两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，并且这2个力作用在同一个物体上。可以是同性质的力，也可不是同性质的力。问题3）主要是进一步理解：作用力和反作用力只发生在两个物体之间相互作用，不能有第三者的存在。问题4）是在理解前三个问题的基础之上，能综合运用本节课所学知识来解决实际问题。
　　通过这样设计以后，课堂效率有了很大提高，学生的主动性、能动性和独立性都有很大程度的体现。在这节课上，基本上都是以学生为主，教师在整个教学过程中只是起到了一个引路人的作用，学生遇到的问题基本上是通过讨论等方法来解决。学生在创新方面也有一定程度的体现，敢于在课堂上提出自己的观点和看法。虽然学生提出的观点和看法还存在一些问题，但这些想法和观点是学生通过主动参与、积极思考而获得的。教师要培养学生主动参与的意识，让学生真正成为学习的主人，就要更新教学观念、改进教学方法，在课堂上创造一个让学生能主动参与的教学情景，激发学生思维的火花。
　　（作者单位：浙江省温州市瓯海区第二高级中学）