从《向心力加速度》谈高中物理概念教学

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1、从《向心力加速度》谈高中物理概念教学江西省景德镇一中周建中【摘要】高中物理教学的核心问题是使学生的认知能力在形成概念、掌握规律的过程中能够得到充分发展。教师可在明确概念的三个基础阶段不断创设情境，层层深入，将学生引入到物理概念当中，从而达到掌握知识及激发兴趣的目的。..关键词物理概念教学；情境创设；理解；向心加速度中图分类号：G633.7文献标识码：A：1671-0568（2015）21-0038-02物理学中最基础、最核心的内容是最常出现的具有生命力的概念，如力、速度、加速度、功等，但概念理解的偏差却是很多学生在物理课

2、程学习时会遇到的最大障碍。因此，概念教学成为高中物理教学中技术含量很高的部分，是体现教师教学水平的重要表现。如何使学生的认知能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展，一直是高中物理教学要面对的重要难题。在此，笔者以高中物理中《向心力加速度》这一章节内容来谈谈物理概念教学。一、教学中要明确掌握概念的三个阶段1.感知是理解的依据。在教学中，让学生先通过观察或实验，使感觉器官产生刺激，并在大脑中建立表象，这一过程称为感知，它是理解概念的依据。对于高中学生来说，对物理现象和概念形成感知是学习物理知识的重要基础。例如，对“向心

3、加速度”这一抽象概念的理解，如果学生不具有对“做圆周运动的物体速度方向在不断改变”的感性认识，要建立“向心加速度”的概念几乎是不可思议的。教师可先通过播放短道速滑比赛画面、娱乐闯关节目中队员走转盘等视频让学生先建立起一定的感性认识，再通过“手拉绳使球做圆周运动”这个实验，引导学生进行进一步的观察。这个阶段有助于创设情境来引导学生的学习兴趣，既培养了学生的观察能力及实验能力，又加强了学生的形象思维能力，从而达到深刻感知的目的，为进一步理解概念奠定了基础。2.理解是认识的理性阶段。只有充分地理解了物理现象和过程，才能揭露物理

4、的本质特征，这是建立物理概念的重要一环，也是认识物理现象的理性阶段，更是掌握概念的前提。对物理现象和过程有了感知认识后，要通过理解才能达到揭露其本质，从而建立科学概念的目的。这种理解要以想象为中介，并借助形象思维才有可能，整个过程是逐步发展和深入的。如在“向心加速度”的概念教学中，先从匀速直线运动和匀变速直线运动引入，巩固加速度的物理意义，再通过匀速圆周运动线速度大小不变而方向时刻改变的特点，先引导学生理解做匀速圆周运动的物体需要有加速度，然后分析此加速度仅改变速度的方向而不改变速度大小，按运动合成与分解的思路，此加速度

5、在速度方向上无分量，即可得出加速度方向应与速度方向垂直，即指向圆心，从而理解“向心”的含义。对于整体学习水平较好的学生，还可通过微元法结合矢量三角形，利用速度的变化率判断出加速度的方向指向圆心以及加速度大小的计算式。3.在具体运用中加深对概念的掌握。学生在脑海中形成一定的概念后，仍需进一步巩固、深化和活化，这就是概念的运用阶段。此过程可通过问题的层层递进来加深理解和辨析。例如，在“向心加速度”概念教学中，可先围绕向心加速度是否恒定（匀速圆周运动中向心加速度大小恒定，方向时刻指向圆心，为变量），以皮带传动模型为例判定加速度

6、大小与半径大小的关系（线速度大小一定时，加速度大小与半径成反比；角速度一定时，加速度大小与半径成正比），实例中加速度的大小计算（小球沿竖直圆轨道运动时各处加速度的计算）等问题把基础知识巩固到位，再过渡到非匀速圆周运动中的向心加速度、任意曲线运动中某处的径向加速度的计算，以达到由基础知识点过渡到深层次掌握阶段。当然，概念的掌握不可能一蹴而就，如学生对“向心加速度”的掌握也是随着对圆周实例、天体中的圆周、带电粒子在磁场中的圆周运动的学习而逐步深化的。二、从《向心力加速度》的内容谈概念教学的要点1.在教学中创设情境，加强学生对

7、物理现象的感知度。课程学习目标中曾明确提出要培养学生对于物理情境的想象能力，因此，教师在日常教学中应为学生创设良好的情境学习氛围。良好的情境能使学生产生良好的情绪，从而令学生反应敏捷、思路开阔，萌生求知欲，最终达到触景生情的效果。教学中的演示实验、学生实验能让学生进行直接地观察或操作，并根据自己的真实感受建立感知。教师还可利用多媒体等常见的教学设施进行视频播放，对理想情境加以展示，最终采用启发式提问来创设情境，对于培养学生的学习兴趣都有着非常好的作用。如在“向心加速度”教学的引入阶段可提问：卫星绕地球运转时速度是否恒定？

8、是否处于平衡态？是否需合外力？汽车转弯时为什么要放慢速度？雨伞旋转时，水滴为什么会甩出去？在推导向心加速度方向时，可提问：细绳拉着小球在光滑水平面上做匀速圆周运动时球的合力方向如何？匀速圆周运动的加速度方向如何？2.充分阐明概念的物理意义。任何一个物理概念都具有比定义描述的文字更丰富的内容，这些内容主要包含概念的内涵