麒麟的繁殖期g:中学物理教师教学基本功讲座4

四、如何处理学生回答问 题时出现的几种情况


　　课堂学生回答问题经常出现下列六种情况：1．回答正确；2．不但 正确还有所创见；3．不回答；4．答不出；5．答错了；6．答的不全。
　　

（一）回答成功型


　　对于回答正确的同学要给予充分的肯定，如果是有多种解法的题还 应进一步启发鼓励他。如高中力学阶段复习时一位教师提问一位学生： “一个物体自距地面高度为 h 的位置自由下落，求该物体落地时的末速
度。”这位同学回答：“先由公式h = 1 gt 2 求出t，再由v = gt求出v ”
2 1 0
教师很高兴地说：“你答得很清楚，很好！请再想想还能用什么方法解
答。”学生沉思片刻回答：“用机械能守恒定律mgh = 1 mv2 求。”“
2 t
很好！还有其他方法吗？”结果又叫了两名学生，他们分别用动能定理、 动量定理，不但解出此题，还比较了几种解法的条件。对于成绩较好又 有些自满的同学用追加一问到两问的方法有效的抑制了他们的自满情 绪。在答对的情况中还必须注意的是一种“假对”的现象，这是学习物 理最令人忌讳的现象，常常表现在对概念、定义、定理、定律直问直答 式提问，学生死记硬背、表面对答如流，实质上并不理解。对于这种情 况最好的办法是追问一个物理现象用概念、规律给以解释，一般情况下， 解释清楚的就基本理解了。教师要善于识别真伪，做出科学判断。
（二）拒绝回答型 对于“不回答”的学生要分析他们的障碍，主要是心理或生理障碍
要及时给以疏导。要慎重调查研究，给他们以鼓励，使其建立自信心。
如一位同学，从入学到期中考试、教师和同学都没听他说过一句话，期 中考试后有一天他迟到了，因为是物理课，这是他既感兴趣，又怕耽误 的课，在教室外万般无奈，终于鼓足勇气喊了一声“报告！”老师请他 进来，全班同学一看是他都感到十分惊奇，因为终于听到他说话了。课 后老师和他谈心，得知他有口腔病，发音不太清楚，又得知，以前他发 言时，曾因此而被哄笑受到刺激，所以下决心不发言、不说话。经教师 疏导，又与家长配合到医院治愈了口腔疾病，他由一个一直沉默不语变 为能歌善辩的活泼的学生。
（三）回答失败型 对于“不会答”的同学一定要和“不回答”的学生区分开。这要依
据学生平时的学习、思想、情感状态和被提问后的表情加以区别。“不
会答”的同学主要是知识障碍和思维障碍造成的，需要教师诱导、引导 和指导。他们答错了、答不全同属于回答问题失败型的学生，对于这些 情况，教师一般采取下列常用的办法加以解决：
1．转换提问方式或变换提出问题的角度
　　所谓转换提问方式是就同一问题用不同的方式提出。例如：“物体 的运动状态只有在什么情况下才会发生变化？”学生往往死记硬背地回 答书上的结论或者答不上来。改变一种方式问：“静止的或匀速直线运
　　
动的物体只有在什么情况下才能改变原来的运动状态？”如果接着再 问：“在什么情况下，物体虽然受到了力，但它的运动状态却并不改变？” 这时作为初中学生就较容易回答了。
　　变换提出问题的角度，这是指对同一研究对象从不同角度提出问 题，达到同一个目的。例如：提问加速度的物理意义。这一问题，可以 直问，
也可以问：“a = v t ? v 0 ，画图说明它的物理意义。”还可以问：“速
t
度变化率的物理意义是什么。”这对于差、中、好三类学生分别可以从 三个角度，研究同一问题。
2．用层进提问的方式化整为零、化难为易、化大为小
　　这样可使不会答或答错的学生，思路逐渐清晰起来，达到转败为胜 的目的。例如问：“为什么说密度是反映物体本身特性的物理量？”好 多学生知其然不知其所以然。采取层进提问方式由表及里、由浅入深层 层逼进。提出：1．体积是 1 立方米的水质量为 1 吨，体积是 2 立方米、
3 立方米??时质量分别为多少吨？2．什么是单位体积？3．体积变化 了，质量也变化，它们变化的相互关系是什么？4．不管体积、质量怎么 变化，单位体积的水的质量是否变化了？说明什么？5．对其它所有的物 质而言应得出什么结论？??
高中所学的动量守恒定律的适用条件是不好理解的。提出这一问题
时，学生也可能答对但可能是假对，很多学生很难说明此问题。如果把 问题分解开研究，提出 1．什么是系统？什么是系统的内力、外力？2．两 球碰撞时相互作用力是内力还是外力？3．在研究两球组成的系统内碰撞 问题时，是否有外力，外力在什么方向上？在研究的方向上是否有外力？
4．动量守恒定律整个推导过程中只有什么力，说明动量守恒定律的适用
条件是什么？如此层进的提问让学生作出回答，最后再进行联系、归纳、 总结，这一定可以使很大一部分问题化难为易，而且学生理解较深刻。
3．用实验或生活中物理现象进行引导
　　在学生回答问题受阻时，用实验或生活中常见物理现象加以引导， 不但可以克服阻碍，还可以提高学生观察、分析物理现象，归纳总结物 理规律的能力。如提问：物体在液体中浮沉条件是什么？这样的直问直 答就不如给学生半杯水、木块、铁块叫学生感知一下上浮（用手把木块 按入水中）或下沉（用细线拉着铁块）手的受力情况，从而推理得出物 体悬浮在水中受力的条件。再给木块和铁块的密度，推出上浮和下沉与 密度的关系。推理得出悬浮时与密度的关系。表面上是费了时间，实际 上这样做可以使学生真正理解了知识，记忆深刻，算总帐还是省了时间。 又如叫学生解释在较冷的冬天由室外进到暖和的室内时，眼镜片上为什 么结一层小雾珠？学生回答时往往感到无处下手。如果让带眼镜的同 学，向镜片上哈气，镜片也结小雾珠，做一下这个实验，上边的问题就 可以迎刃而解了。这种例子很多，就不一一例举了。
4．用比喻或类比来引导学生解决回答问题中的疑难和障碍
　　例如用商品的单价与你购买的商品的数量和花用的钱无关，它是商 品自身具有的特征量，来比喻电场强度、电势是电场具有的特征量。引 导学生顺利地回答和理解此类问题。用重力势能与电势能中引力势能类
　　
比，再推出电场中斥力势能大小与电荷在电场中位置的关系等。在提问 中都可以应用此方法解决这些问题。
5．启发点拨法
　　可以说这种方法是上述几种方法的综合应用。启发要得当，点拨要 起到画龙点睛的作用，要点到问题的题眼上。提出一个问题，你问学生， 学生说：“不会答！”其实并不一定是一点也不会，如果你由浅入深地 问下去，他一定会答出一部分或一大部分，而在其中某一点或某一部分 不会，这一点、这一部分我们就叫此题的“题眼”。老师判断题眼，是 要靠对学生的了解，丰富的教学经验和对知识的娴熟情况来决定的。有 的同志认为一个题只有一个固定的题眼，其实对于不同的学生，题眼的 位置和个数都不一定相同。教师要善于依据不同的学生和不同的问题， 抓住解决问题的关键，引导点拨学生顺利地突破难点，使学生与老师之 间由被动的、消极的配合转化为主动的积极的配合。
　　除以上我们谈到的方法外还有提示法、暗示法、指导看书引导法等， 也是常用的方法，我们就不一一论述了。
总之，在学生回答问题过程中，教师要注意以下几点：
　　①坚持以鼓励为主，万万不可讽刺挖苦学生，更不可体罚或变象体 罚学生。
②一碗水要端平，万万不可爱优烦差。所谓一碗水端平，就是教师
对所有学生都有成功的期望，都有引导他们达到成功的信心。教师对差 生一点点的失望、不喜欢都会造成差生对教师反感心理的积累；而对成 绩优等的偏爱会造成优等生自满心理，长期积累的效果就是“看不起一 切人，包括教他的老师”。这就是有些老师经常感受到的某些优等生毕 业后反而与老师疏远的原因之一。
③提问要因材施问，引导也要因材施引，对于不同学生施问要适度，
施引更要适度。


五、采用多种回答问题的 方式活跃课堂气氛

1．讨论式
　　即由教师或学生提出问题，由学生或者师生共同探求答案。讨论式 可分为全班共同讨论和学生分组讨论两种。这种方式比较适合于学生已 有知识与新知识不谐和的教学内容。如惯性问题、液体压强问题、平面 镜成像问题。熔解及汽化问题、静摩擦力问题等。
　　这种方式的优点是：学生易启发起来，课堂气氛活跃，学生主体能 动作用发挥充分，对知识理解比较深刻，记忆比较长久。这种方式缺点 是容易失去调控，因此需要教师有较高的组织能力与驾驭知识和驾驭学 生的能力。
2．分组抢答式
　　即由教师对学生分组后，提出一系列问题，各组抢答，然后分组分 人记分。这种方式比较适合于单元复习课或练习课。其优点是激发学生 竞赛意识和集体观念，促进学生积极思维、训练思维的敏捷性。缺点是： 往往每组只有少数尖子学生回答问题，而中等生或中差生调动不充分。
　　
3．分组定人必答式
这种方式组织形式和上边一样，只是每组回答问题的人由教师指定
（比如每组的第二号）。其优点是能较全面的调动全班同学回答问题。 缺点是形式较死板，有时能答的不让答，不会答的反而要必答。
4．尝试式
　　即由学生尝试编题，或自编自解，或甲编乙解。如下课前留作业： 每人根据今天的内容编一题，明天进行自编自解（或甲编乙解）提问。 这是一种高层次回答问题方式，因此叫尝试式。学生要尝试编题答题， 教师要尝试指导。
5．实验观察尝试回答
　　即观察到什么现象，猜想其规律，这也是较高层次的回答问题的方 式。不过教师可以从低层次开始逐步向高层次一步步训练逼进。
6．小论文式
　　学生对学过的知识，或自学的知识写出小论文进行演讲，然后由师 生共同评议。
　　总之，课堂回答问题的方式是多种多样的，上边谈的六种方式也是 相互渗透的。其总体指导思想是充分发挥教师主导作用，确认和确立学 生的主体地位，使二者辩证的统一起来相互协调、相互配合，达到活跃 课堂气氛，激发学生兴趣，打好知识基础，培养学生能力的目的。
　　
怎样在物理教学中 设计好板书、板画
　　　　　　北京市海淀区青少年科技馆 齐红 黑板是课堂教学不可缺少的设备之一。在教学中无论是教师和学生
都要充分地运用黑板，因为黑板的板书和板画是无声的教学语言。教学
图画，具有直观、形象的特点，如果能充分地利用它，不仅可节省繁杂 的语言描述，同时更具有生动形象的作用。因此设计好板书、板画是教 师上好一堂生动、活泼物理课的重要环节，应将这项内容与钻研教材、 研究学生等工作同等对待，综合考虑。
一、板书、板画在物理教学中的作用 在物理课堂教学过程中，科学、正确地利用板书、板画能起到如下
作用：
　　1．有助于教师阐述和讲解教学内容，使学生容易接受。好的板书由 于具有层次清楚、主次分明、逻辑性强、各种关系表示准确等特点，可 起到启发学生进行科学的思维；帮助学生记忆、分析、消化、巩固所学 知识；引导学生掌握学习重点，顺利解决难点等作用，从而促进学生各 方面能力的提高。
2．板书能将所学的内容，尤其是较复杂的教材内容分成层次与段
落，主次分明，便于学生理解和掌握。特别是连续的板书、板画（如下 面板书形式中的构建式），能使学生体会到教材内容的系统性和内在联 系，从而准确地把握住知识的整体结构。另外连续的板画可将快速连续 变化的物理过程分段展示，如柴、汽油机的工作原理图，能将其工作循 环的四个过程逐一准确地定位展示在学生面前，这比借助动态的实物或 教具的讲解其直观性并不差，且更具有系统性。可见板书板画在对学生 掌握物理知识，分析物理过程中起着十分重要的作用。
3．板书、板画可以扩大、巩固学生的感知量。有关研究资料表明，
在人所获得的全部信息中，其中听觉占 11％，而视觉占 83％，其它（触 觉、嗅觉等）只占 6％。因此教学过程中，虽然是学生“听课”，但不能 单纯使学生听，更重要的还是应充分发挥视觉，去感知新信息、新材料。 调动多种器官了解一节课的知识内容和逻辑系统，使学生获得清晰的概 念，并在大脑中留下深刻的印象。不难想象，一个盲童和视力正常的儿 童们一起在一个教室中接受同样的课堂教学，其效果会有多么大的差 异。因而板书、板画是物理课堂教学的重要组成部分之一。
　　4．板书、板画是课堂教学内容的逻辑主线是学生记学习笔记的主要 依据。特别是低年级学生，按教师的讲解作简明扼要的笔记能力较差， 这就要求教师的板书、板画尽可能规范，使学生能将课堂上讲授的知识 按一定的时间、空间顺序记录下来，以便于以后的复习。另外教师板书、 板画的工整情况、讲解例题的解题思路和过程等对学生都具有示范作 用，这些可以影响学生的学习，以至将来参加工作的态度和品质。生动
　　
有序的板书、板画能够提高学生学习的兴趣，发展学生的智力，并可调 动非智力因素更好地完成学习任务。
　　5．严谨美观的板书、板画，能给学生以赏心悦目，心旷神怡的艺术 美和科学美的享受。这对于培养学生的分析、综合能力及书写和绘画的 能力和技巧是大有益处的。通过精心设计的板书、板画，既可以提高教 学效果，又可使学生的精神得到陶冶和美学的享受，同时还能培养学生 认真、求实的科学态度。
二、板书、板画的内容 不同的教学内容，有着不同的板书、板画的内容和组成形式。一般
来讲，板书、板画应包括以下几方面内容：
1．课题和各段教学内容的标题及内容提要。
　　2．带有文字和讲解的略图，有关实物简图或示意图，物理过程和物 理现象的示意图及图表、图象等。
3．公式和公式的推导过程及概念、定律和原理的表述。
4．例题和习题的解答或证明的过程及布置作业的有关内容。
5．实验所用的数据和所测得的数据，以及引用的例证等。
6．本节课所涉及到的新名词、术语和符号。
　　7．物理学史中有关著名实验、科学家的姓名、国籍、年代及其重大 发明或发现的日期等背景材料。

三、板书、板画的要求

（一）板书的基本要求


　　1．教师的板书必须跟讲解的语言和体态有机、密切地配合起来，要 边讲边写，顺理成章，水到渠成。只有这样才能生动、直观，吸引学生 的注意力，才能更好地表达所讲述内容的逻辑性和事物间的内在联系。 而且讲、写结合可避免学生长时间的接受单一的刺激，教师单一活动的 单调和生硬，达到教师写起来顺手，学生看起来自然，从而有利于学生 调动多种器官捕捉信息的主动性，使课堂教学真正达到生动、活泼。当 然不排除一些特殊情况，如习题课，或复杂的仪器原理图等，可以课前 先画在小黑板上，带到课堂上备用。
　　2．板书要有计划性，这个计划应在备课时给以充分的考虑。既要考 虑哪些板书内容是必要的，哪些是主要的，哪些是临时性的，哪些是贯 穿整个教学过程中的，也要考虑板书时黑板板面的设计和使用。根据物 理教学的特点，黑板的使用一般分为主次两区，主区设在从黑板左侧开 始的位置，且为了利于书写的方便和整体的美观，宜于分段使用，如图
12－1 所示。主区一般主要书写课题、概念和规律的内容、公式、例题等， 它是课堂教学的逻辑关系网。次区设在黑板右侧，一般用于书写讲解主 区内容时所作的必要说明和解释的内容，目的是补充主区板书的不足。 一般主区比次区的书写要求规范程度高，且主区内容应尽量一课一板， 贯穿始终，而次区的内容可随用随写，用过可擦掉。主区所书写的内容

应是学生作笔记的主体内容，次区的书写内容，一般是学生在笔记上做 必要的眉批注示的内容。
　　3．板书要纲目清楚、条理性强，各纲目的标号应统一，重点内容可 酌情加适当标记。书写的内容要言简意切，既能表达出实质性内容，又 能尽量缩短板书时间。如某些概念，规律内容，由于教材上都有详细叙 述，故不必全部抄写在黑板上，只要将重点和关键用几个字准确表达出， 能够达到便于讲解的目的即可。如电场强度的定义可用“电场力、电量、 比值、该点”这几个字加以概括，这样既突出了定义本身的实质性内容， 也更利于学生记忆。
　　4．彩色可增强对人视觉的刺激，因而彩色粉笔在板书中能起到画龙 点睛的作用，有利于突出重点，便于学生分清主次，加深印象，因此可 使用一定量的彩笔来加强板书的效果。
　　5．板书的内容要正确无误，词语要通顺，标点要适当。字迹应工整、 大方，字体应大小适中。特别注意不能写错字、别字、连笔字及不规范 的简化字，要时刻意识到板书对学生的示范作用。这就需要教师平时在 文学和美学等方面加强教学基本功的训练，以求课上板书能达到连贯、 科学、准确、美观的标准。
6．一堂课要尽量少擦黑板，力求讲解的连贯性。板书主区的书写内
容应尽量使之一课一板，便于保持知识的系统性。一个完整的板书，能 概括全课，使学生一目了然，便于课堂小结时看出知识的系统和逻辑关 系，使学生在整体性的体会中，对所学的知识进一步加深理解。
（二）板画的基本要求 板画不仅可将一些无法搬到课堂上的东西直观地在课堂上呈现出
来，而且可把复杂的事物，通过合理地简化，将其基本结构、核心部分
简单、突出地画出来，使学生更好地了解其原理或过程。因此从某种意 义上讲，板画比实物更具有直观性、生动性。对于有些课本上已有的图， 也有必要画在黑板上，以引起全体同学的共同注意，便于教师讲解。板 画虽然主要是简图或示意图，但也不能信手随便画，画板画时应注意以 下几点：
1．讲画结合，边讲边画，以加强教学的生动性和直观性，便于学生
更好地理解抽象的物理过程，这也是板画优于一般挂图的一个原因。如 处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零这一结论比较抽象，尽 管用演示实验进行了验证，但对其平衡的过程和微观机理学生感到难以 理解。为了使学生能正确形象的理解，可按导体刚进入电场和达到静电 平衡前、后画出三个示意图。按时间顺序，对应板画分析导体内部自由 电子在电场中受电场力作用而做定向移动，使导体两端的电荷聚积而形 成附加电场，并与原电场叠加，直到附加电场与原电场的场强相等时， 电荷停止定向移动，达到平衡状态，此时导体内场强也正处于处处为零 的状态。这样结合板画的分析，将看不到、摸不着的东西生动地展示在 学生面前，可使学生更好地理解静电平衡的真正含意，便于学生记忆“处 处为零”的结论。
2．板画的画法应符合制图的基本要求。板画的种类一般有立体图，

透视图、解剖图、平面图和示意图等。在黑板上虽然可同时画不同的图， 但在同一图上不能包括不同类型的画图的方法。这一点在板画上容易出 现如图 12－2 所示的情形，由于在同一图中既有立体图又有透视图和平 面图，所以是不正确的，应当画成如图 12－3 所示的图形。

另外作图的线段应粗细得体、虚实规范。如力的合成图画成如图 12
－4 所示的就不合适了，应画成如图 12－5 所示。又如表示液体深度或物 体高度时，画成如图 12－6 所示也是不恰当的，正确的应画成如图 12－7 所示的情形。只有这样处理好板画的空间关系、虚实关系，才能真正起 到有助于学生理解的作用。


　　3．板画应当尽量能与实物相比较，在同一图中比例尺要统一，为了 方便，增加可见度，可作适当的放大或缩小。当然特殊情况除外，如人 造卫星绕地球运转、原子结构等问题，一般无法满足实际比例的需要。 但有些板画必须严格注意比例，以求准确的反映其物理事实。如画天平 时，应尽量使天平两臂等长，两托盘相同；画变压器时，虽然原、副线 圈的匝数不一定严格按比例画，但是升压还是降压应该表现出来。
4．板画应笔划简洁，主体突出、直观明了，起到既可以说明深刻的
物理问题，又能激发学生兴趣的作用。物理课的板画，主要是示意物体 的形态或某一部分的结构，并不是要求把物体的各个细节都画出来，目 的是要突出物理实质。在物理学中，常用一些规定的符号表示实物，如
图 12－8 所示。对于未作统一规定的物体，需设计出简单、形象的图形
来示意。如物理学中常涉及到人、汽车等物体，要求表现的并不是人的 表情、服装款式、汽车的型号等，而是人体的总形象、动作特点或汽车 的运动情况及所处位置，因而可以用简笔画的画法，了了几笔，力求形 象，如图 12－9 所示。另外板画还应将需要突出的细节很好地表现出来， 如画一个线圈，一般需要表现的是导线的绕向，若画成如图 12－10 所示， 则导线的绕法就会无法判断。但若简单加两笔，把骨架画上，如图 12－
11 所示，问题也就直观可见了。
　　像这样既突出物理实质，又生动形象的简笔画，无疑对激发学生兴 趣，分析物理问题都是大有益处的。值得注意的是，简笔画并不等于简 单、潦草一画，应认真对待，加强教师自身基本功的练习。若草率处理 板画，不仅对说明问题、讲解知识不利，还会使学生养成不良的习惯。
　　5．定量画图要力求准确，才有实用价值。物理板画中包括一些推导 公式、探寻规律用的函数关系图像和物理图像，若不准确地画图，则会 造成公式无法推导或不能总结出正确的规律等问题。如欧姆定律实验 中，研究 I～U 之间关系所画的函数图像，若画图不准确，则不易归纳出 I∝U 的关系。又如推导向心加速度公式所用图中的各速度矢量，若不注
2

意它们的大小、方向的准确性，就很难导出a = v
R

的公式，也就“看”

不出将其称作向心加速度的原因了。如果板画画得准确，不仅容易导出
v 2
a = ，且其方向指向圆心也就直观可见了。
R

四、板书的形式及运用


　　不同的课型有不同的板书形式，其目的都是为使学生通过教师的板 书更好地掌握本课所讲授的内容。所以板书的形式也不必拘于一格，过 于死板。中学物理教学中的板书形式大致可分为以下几种：
1．纲要式
　　纲要式是根据教材的内容，将有关的物理概念、规律、公式、注意 事项等按讲解的先后顺序，结合课堂讲解，提纲挈领地逐条排列出来。 这种板书形式最适宜新授课使用。它能使学生抓住学习重点，理出知识 的逻辑主线，易于在学生大脑中留下深刻的印象，因此这种板书形式应 用是最普遍的。这种板书设计时应力求大纲小目一清二楚，关键字句应 重点突出。
2．列表对比式
这是将两个或多个既相互联系又有本质区别的物理概念、规律采用 列表对比的方法排列出来的板书形式。这样便于学生比较、分析，使学 生通过比较，区分易混淆的物理概念和规律，澄清糊涂认识。由于物理 学中相似对称的知识内容较多，所以无论是新授课还是复习课均可采用 这种板书形式。如对于质量和重量、动能定理和动量定理，机械能守恒 定律和动量守恒定律、振动和波、蒸发和沸腾、电场和重力场等物理知 识的比较均可采用列表对比式。这种板书表格设计要简单，便于突出两 者的主要联系和区别。如对质量和重量的比较，可设计这样的表格进行 比较


质量 m 重量 G 区 别概念物体所含物质的多少，是 物体惯性大小的量度由于地球的吸引力而使物体受 到的力，是物体产生重力加强速 度的原因 属性标量矢量 性质与所处地理位置无关与所处地理位置有关 用测力计 测量方 法用天平测量 单位千克(kg) 牛顿(N) 联 系 G=mg
在同一纬度上， G 1 ? m1
G 2 m2


3．推理式
　　这是根据物理概念和规律间的内在联系及物理过程的因果关系而设 计的一种板书形式。一般用箭头表示物理知识间的联系及过程间的因果 关系，从而使物理知识或物理过程间的联系变得简洁明了。这种板书形 式一般适用于习题课中对某一问题的物理过程的分析，或由旧知识导出 新规律的新授课过程。如对初二物理教材中关于“乒乓球瘪进去一块，
　　
把它浸入沸水里烫一下会重新鼓起来，为什么？”的分析，可用“鼓起 来？→受力作用？→气体产生？→气体受热膨胀？→受到球壳的阻 碍”，这样的推理方式进行分析，通过追本求源，有助于培养学生分析 问题和逻辑思维的能力。
又如动能定理的推导，由 W＝F·S 出发


　　在这种新授课中使用推理式板书，由于新知识的来龙去脉清晰地展 示在学生面前，从而有利于学生把握住知识间的内在联系和记忆新知 识，所以也就避免学生盲目地死背公式的现象了。
4．构建式
这种形式的板书是将平时学的一章一节的知识像搭积木一样，按一 定规律、顺序构建在一起，籍以沟通物理概念和规律间的联系。可使学 生一下子抓住知识的中心和要领，分清主干和支节，帮助学生对知识整 体结构的理解与掌握。此
















第十节 波的图象 一、波的图象
横 坐标：各质点平衡位置
纵坐标：各质点某时刻的位移矢量


二、图象的物理意义 某时刻、各质点、位置

三、振动图象与波的图象的区别


振动图象波的图象描述内容一个质点运动位移随时 间变化规律某一时刻媒质中各个质 点的位移两相邻最大值周期波长直观量振幅、周期（频率）振幅，波长坐 标横时间平衡位置 纵位移位移
　　种板书形式最适宜于复习课使用，通过师生的共同构建，提高学生 综合概括知识的能力，有助于在学生头脑中形成统一连贯的物理图景， 激发学习兴趣。如在高一力学总复习时，引导学生通过牛顿第二定律构 建整体的力学知识结构，其板书设计如下：（详见 P．167)
　　这样的一幅图景概括了一年所学的全部物理知识，这对于学生把握 住知识的逻辑结构，了解知识间的内在联系，更好地复习巩固所学的全 部知识内容都是很有价值的。（详见 P168）
5．综合式
　　在实际教学中，往往会有仅采用上述某一种形式的板书不能达到教 学要求的情况，这就需要将几种形式的板书揉合在一起使用，这种板书 形式就是综合式，这也是教学中经常采用的一种板书形式。下面关于波 的图象一节教学的板书设计，就是综合了纲要式和列表对比式的板书形 式。


五、运用板书、板画中 应注意的问题


　　1．板书、板画的内容要注意科学、严谨。必须正确地使用字、词， 才能准确无误地描述所讲授的内容。如热学中“熔点”的“熔”与“溶” 写法不同，物理含意也不同。又如在总结物体热膨胀规律时强调是“一 般物体??”，而不能用“一切”来代替“一般”。板画也是如此，所 画的图形应与所述的物理过程相符合，不能草率。如关于光的折射的应 用，讲解水中物体成像变浅的原因时所画的板画，如图 12—12 所示，其 像应在物体上方是毫无疑问的，但是在偏左、偏右还是在正上方呢？教 师应以科学的态度画出如图 12－13 所示的正确板图，而不能顺手随便一 画了之。
当然，强调科学性并不等于所有词语、画都要很严密。由于认识过
程存在阶段性，使有些概念、规律不可能叙述得很严密。不严密是可以 的，但绝不能不科学。
2．彩色对引起学生视觉反映确有增强作用，但板书、板画中的彩笔
使用不宜过多。那种花花绿绿的板书，由于彩笔的数量和种类过多，往 往显得杂乱无章，反而不能加强对板书、板画应起的作用效果，同时也 不利于学生的视觉卫生。规范的板书不应使人感到眼花缭乱，而应使人 感到爽心悦目，从中得到美的享受。
　　3．板书除了要设计得有条理外，还应保持干净、清新。不能随写画， 随之就擦改涂抹，这样不仅会影响学生连续思维和兴趣，也会给讲解带 来不必要的障碍，同时也给学生做笔记带来困难。另外还应避免反光现 象，应在全体同学均可看清的区域板书，以便更好地组织教学。
　　4．板书、板画的内容一定要在课前精心设计，甚至还可以进行预演 练习，以保证课堂教学的顺利进行。切不可课前无准备，上课时随心所 欲地写画。
如何做好课堂演示实验


江苏省南通市教育学院李伯生


中学物理实验从其教学组织形式上看，可分为教师的演示实验、学
生边学边实验（过去亦称边教边实验）、学生分组实验和学生课外实验 等。在这一讲里我们将要围绕演示实验这个中心，谈谈它在中学物理教 学中的作用、分类、演示实验的设计与教学的基本要求以及加强和改进 中学物理演示实验教学的若干问题。


一、演示实验在中学物理 教学中的作用


　　据统计在现行初中物理教科书中共安排了一百多个演示实验，现行 高中物理教科书中则安排了约 200 个演示实验。可见演示实验在中学物 理教学实验中占有很大的比例，是整个中学物理教学实验的极其重要的 组成部分。演示实验肩负着特殊的教学任务，具有独特的教学论要求和 演示方法。
　　第一，演示实验一般只需要一套仪器，基本上是教师表演，学生观 察。因此教师的一言一行、一举一动学生都看在眼里、听在耳中。
第二，演示实验受到时间和空间的限制，一般只做定性实验。通常
用来说明某种物理现象是在什么条件下产生的，现象的强弱程度与哪些 因素有关，当这些因素发生单独的或连续的变化时，所研究的物理量、 物理现象发生了什么相应的变化等等。有时为了确定某些相关物理量的 数量关系，也要做一些定量的演示实验，但是由于很难取得十分准确的 实验结果，这时必须向学生说明产生误差的原因。
第三，演示实验必须紧密配合课堂教学的目的要求进行，不是变魔
术，为演示而演示。演示实验的教学是教学艺术的一部分，出色的讲述 不会妨碍演示的进行，巧妙的演示也不是一言不发，演示实验的教学应 该是讲述与演示有机的、巧妙的结合。
演示实验又是物理教学的重要手段之一，是体现具体与抽象相统
一、实践与理论相结合教学原则的主要方法。其作用主要表现在以下三 个方面。
1．演示实验能直观形象地为学生提供感性认识，是学生形成物
理概念、理解物理规律的基础
　　中学生年龄幼小，涉世不深，生活经验不足，实践经验更是匮乏， 因此对抽象的物理概念、规律的理解与掌握，往往因人而异，存在着或 多或少、程度不等的困难，这就必须藉助教师在课堂上做好演示实验去 补偿，通过演示实验，重现前人已经发现了的物理现象，让学生身临其 境，耳闻目睹，亲自获得具体的直接经验，得到清晰的感性认识，以便 在教师的启发引导下，经过分析和推理、归纳和概括，上升到理性认识， 形成物理概念，导出物理规律。例如初中学生虽然天天生活在大气之中， 但是对大气有没有压强存在？大气压究竟有多大？是不太知道的，或者 即使听说过，但也不一定信服。如果在课堂上成功地演示了“马德堡半 球实验”和“托里斥利实验”，让他们看到大气压强存在的确证，使他 们对大气压强的存在并有一定的数值观念，印象将是十分深刻的，这样 学生掌握大气压的概念将是牢固的。反之，若课堂上不做上述演示，即
　　
使教师费了九牛二虎之力，妙舌生花，恐怕学生也未必信服。 自然现象千姿百态，但又相互联系，生产过程更是错综复杂。演示
实验却可以按照教学的需要，从错综复杂的自然和生产现象中抓住主要 矛盾，排除次要问题，把握现象的本质和主流，创造特定的条件和情景， 把所要观察的现象直接了当地显现在学生面前。
　　对于分子、原子和基本粒子以及许多微观过程，学生看不见、摸不 着，更需要借助于演示实验来模拟它们的运动，变无形感为有形感，使 学生在脑海里建立起清晰的“物理模型”。例如在讲授磁场对运动电荷 的洛仑兹力作用时可以用蹄形磁铁的磁场去改变从阴极射线管射出的电 子流的径迹，甚至可以利用一套特殊的装置还可把电子流在匀强磁场中 的圆形轨道径迹像彩虹般地显现在真空管之中。
　　有人认为在建立概念、导出规律时可以用学生的生活经验来代替演 示。这种认识是不全面的，这种做法也是不妥当的。一方面学生的生活 经验本来就不丰富，另一方面学生仅有的一些生活经验又有不少是片面 的甚至是错误的。如：“重的物体落得快，轻的物体落得慢”、“马拉 车前进，马拉车的力大于车拉马的力”、“水的沸点一定是 100℃”等等。 如果单凭学生的生活经验往往就会产生荒谬的结论。所以对学生的生活 经验必须作具体的分析和处理。
我们主张在建立物理概念、导出物理规律时最好是让学生观察到形
象鲜明、生动具体、能揭露事物本质的演示实验。
2．演示实验是学生学习使用仪器、进行实验操作的示范
　　成功的完美的演示实验有助于培养学生良好的实验习惯、实验方法 以及基本的实验技能和素养。
中学生当他们在小学时代曾或多或少做过若干科学游戏和劳技制
作，但是，对于如何做科学实验，还是十分新鲜和生疏的。比如怎样正 确选择和使用仪器；如何编制实验步骤并按步骤进行操作；怎样正确进 行读数和记录实验数据；怎样列表和作图；如何分析和推理得出结论以 及作出误差分析等等，都要教师长期结合演示实验教学进行引导和培 养。教师在课堂上进行的演示实验，就是给学生作出示范，言教身传教 给学生正确的实验方法。所以教师在进行演示实验操作时必须周密考 虑、符合规范化要求，处处发挥典范和楷模的作用。例如在做电学类演 示实验时，一般应先画出电路图，然后按图接线；接线时要予先估计电 压高低和电流的大小，选择合适的电表量程。电流表应串联在待测电路 之中，电压表则应并接在待测电路两端；还要注意到直流电表的正负接 线柱不能接错等等。接线顺序应先接元件、仪器和开关（接线时应是断 开的），滑动变阻器的滑动触头开始时应置于阻值最大位置（降压使用 时），最后才接上电源。通电前一定要认真检查线路，确认无误，才能 通电。通电时要特别注意观察仪表指针的偏转情况，及时调整量程或改 变电源电压，使之能进行观察和精确读数。记录实验数据应有多组实验 数据，读数时还要注意有效数字的正确取位。在得出实验结论后还应进 行误差分析。实验完毕应将仪器整理好。以上这些都是学生进行电学实 验应该切实掌握的基本操作方法，教师在课堂上做演示实验时都要反复 说明和严格要求。上行下效、严己律人，才能使学生口服心服。中学生 具有很强的模仿性的心理特征，只要我们充分发挥榜样的力量，通过长

期的潜移默化、耳濡目染，就一定能培养出学生良好的实验习惯和修养。
　　3．演示实验是培养学生的观察能力、思维能力和科学的思想方 法，提高他们发现问题、分析问题和解决问题能力的有效途径
　　物理教师成功而生动的演示实验，不仅有利于学生掌握物理知识， 培养学生的实验技能和各种能力，而且还能培养学生的兴趣和爱好，调 动他们的学习积极性，发挥非智力因素的能动作用，引导他们从小爱科 学、学科学，激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志。
二、中学物理演示实验分类 演示实验是物理课堂教学中一种深受学生欢迎的实验形式，按它在
教学过程中的具体功能可以分成以下四大类型。
1．引入课题的演示
　　这类演示实验用于讲授新课之前，其目的在于引起学生对即将研究 的问题的兴趣，激发求知欲望，它的特点是引人入胜，发人深思。例如 在讲解运动独立性原理之前，先演示“枪打落猴”的实验，利用这个实 验装置，只要枪口瞄准靶子——模型猴，不管是沿水平方向还是沿斜线 向上、下方射击，三者都能“百发百中”。这样就能在活跃的气氛中引 入新课，打开学生思路，收到良好的教学效果。
2．建立概念和规律的演示
　　这类演示实验用于讲授新课之中，其目的在于提供感性认识材料， 藉以形成概念或建立定律。它的特点是：实验条件明确，观察对象集中， 演示层次分明。例如在讲解自由落体运动的概念时，首先让一块金属片 和形状、大小均相同的纸片从同一高度自由释放，可以看到金属片比纸 片落得快。这种现象学生在日常生活中司空见惯，并往往已经形成了“重 的物体比轻的物体落得快”的错误观点。然后改变一下实验的做法，把 纸片揉成一团，再让它与金属片同时从同高度释放，两者几乎是同时落 地的。在此基础上引导学生思考，得出正确的感性认识：纸片与金属片 下落快慢不同，是由于空气阻力对它们影响大小不同的缘故。由此联想 到假如在没有空气的真空里，理所当然地，不论物体轻或重下落的快慢 应该毫无区别。接着演示“牛顿管实验”，这样顺流而下，一气呵成， 极自然地建立了自由落体运动的概念：“物体只在重力作用下，从静止 开始落下的运动叫做自由落体运动。”
3．深化与巩固物理概念和规律的演示
　　这类演示实验一般是在讲授新课之后进行，其目的在于加深理解、 强化记忆。它的特点是：在原有的实验基础上变换一些条件，以利于扩 展与推广。例如在初中物理浮力教学中，为了加深对浮力产生原因的理 解，在按教材内容从理论上作了说明后，接着做一个“浮体沉而不浮” 的实验。石蜡块的密度小于水的密度，通常可以漂浮在水面上，所以是 浮体。但是在特定条件下我们可以令它“沉而不浮”。具体做法是这样： 取一只平底烧杯，将一块底面平滑的长方体石蜡块放到烧杯内，缓慢注 水，直至浸没石蜡块，石蜡块沉在底部并不上浮。为什么会出现这种奇 怪的“浮体沉而不浮”的现象呢？原来水对石蜡是不浸润的，在石蜡块 与烧杯底部密切接触时，水不能钻入其间的空隙中去，因而石蜡块只受
　　
到水对它的上表面的向下的压力，而下底面则不受水对它的向上的压 力，或者说石蜡块受到水的向下的压力没有水对它的向上压力，所以“沉 而不浮”。把烧杯轻轻敲击一下，石蜡块又浮起来了。通过这样的演示 令学生更深刻地认识到液体对浸在其中的物体产生的浮力就是由于液体 对物体向上和向下的压力差而产生的。
4．应用物理知识的演示
　　这类演示实验可以在讲授新课之后进行，也可以在复习课中演示。 其教学目的在于让学生运用所学的知识解释实验现象，培养学生理论联 系实际和分析问题、解决问题的能力。例如初中物理讲授完焦耳定律
Q ? I 2 Rt以后，可以做这样的演示，把两只220V500W的电热水器（俗称
“热得快”）分别串联或并联后加热同样的一杯水。实验结果将表明把 水煮沸并联需时少，串联需时多。引导学生分析这一实验现象，把焦耳
2

定律和欧姆定律结合起来就可得到焦耳定律的变形：Q＝ U
R

t。当电压

U 保持不变时，Q 与 R 成反比。两个电热水器并联的电阻小于串联时的电 阻，在相同的时间内并联时放出的热量多于串联时放出的热量，所以串 联时煮沸水需时多，并联时需时少。


三、中学物理演示实验设计 与教学的基本要求


　　演示实验是指在课堂上配合教学内容，由教师操作表演的实验。演 示实验在设计和教学方面的基本要求有三条：
（一）确保成功


　　演示实验必须确保成功。成功的演示以令人信服的深刻印象，保证 教学顺利进行。失败的演示，即使第一次失败，也很容易转移学生的注 意力，引起学生许多不必要的疑虑，增加教学的阻力，使教学效果变差。 怎样才能确保成功呢？首先要切实掌握实验原理。例如中学物理中 的静电演示实验历来被许多教师视为畏途。静电学的内容比较抽象，离 不开直观的演示，但是实验往往又不容易成功，因此，分析静电实验的 特点，把握静电实验的关键，研究实验的方法，是十分必要的，静电实 验通常有三个特点：一是压高，电压可以高达数千伏甚至几万伏，使在 通常情况下的绝缘体，如木头、玻璃、橡胶等都变成了导体；二是量少， 三是易漏。因此做好静电实验的关键在于解决绝缘问题，防止压高量少
的电荷流失。 其次确保演示实验成功要认真做好演示前的一切准备工作。准备工
作一般包括：
　　1．选择仪器装置，熟悉仪器装置的构造、原理和性能，熟练实验技 术，做好预演工作。教师要亲自用这些仪器装置做几遍，从而熟悉技巧， 并及时发现仪器、装置有无毛病或问题，及时检查、修理，改进或校正 仪表，并充分估计课堂上可能出现的故障，考虑好应急措施。
　　2．了解、掌握实验的准确程度，找出产生误差的主要原因和减少误 差的方法。
　　
3．估计和掌握实验时间。
　　4．认真设计演示过程中如何引导学生进行观察，什么时候要提出什 么问题，启发学生积极开展思维活动，实验中要注意些什么，等等。教 师在备课时都必须做到心中有数、胸有成竹。
　　值得指出，在演示实验教学过程中由于各种意料之外的偶然原因会 导致实验失败。出了问题怎么办？首先要实事求是承认失败，二要镇静， 保持清醒的头脑，争取迅速从中找出失败的原因，确保第二次演示成功， 变坏事为好事，把排除故障的过程变成教育学生的过程。如果当堂课不 能返败为胜，则应向学生表示歉意，保证下次成功补做。那种文过饰非、 托词搪塞，或者违背实验事实编造一个假的数据的做法不仅得不到学生 的谅解，在学生中造成很不好的影响，也是与师德要求根本背道而驰的。
　　　　　　　　　　（二）简易方便 演示实验要做到三个简单，即仪器结构简单、操作简单和由演示现
象到得出结论的过程简单。我们不妨以低压沸腾的演示为例加以说明。
演示低压沸腾有许多方法： 方法一：用抽气机和真空罩演示。
方法二：将烧瓶中的水煮沸、加塞、停止加热后水沸腾停止了。再
将瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来。 方法三：往瓶中倒入八、九十度的热水，水温低于沸点，不沸腾。
用抽气机（或针筒）抽气，水就沸腾起来。方法四：用 100 毫升的大针
筒直接抽取约 10 毫升的 90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住，拉 动活塞，针筒内的水就沸腾起来。
比较上述四种实验方法，显然方法四最符合“三个简单”的要求。
我们的主张是，凡是能用简单的方法演示的实验，就不必把它的实验装 置复杂化。那种片面追求高、精、尖的演示仪器，贪大求洋的做法并不 足取。
　　　　　　　　　　（三）现象清楚 演示实验的成功与否在很大程度上决定于实验现象是否清楚。怎样
才能使现象清楚呢？
1．尺寸够大、位置够高 为了让全班学生都能看清楚教师的演示，要求仪器的尺寸尽可能做
得大一些，像大型示教电表、演示用弹簧秤、游标卡尺和螺旋测微器模 型等等都是为了使现象清楚而设计制作的大尺寸仪器。原则上能采用大 型仪器演示的决不要换用小的。
　　有些仪器不宜做得太大，此外有一些物理现象所能显示的变化本来 就很微小，为了使演示实验现象清楚，就有必要采用各种机械放大或光 放大或电放大装置，或采用间接显示的方法。
2．图象要竖直、运动方向应取横向 许多电学演示实验，如果线路都平摊在桌面上，那么各种元、器件
及仪表的连接方法学生就看不清楚。采用平面镜反射的方法不如采用竖

直放置的示教板现象更清楚。示教板有条件的可做成多功能的或拼装式 的，便于一物多用，充分发挥效益。示教板上的一些关键部件不必要预 先连接好，应该在演示时当堂边讨论边连接，可以提高演示效果。
　　在演示电力线、磁力线、水波的干涉、衍射等现象时，一般都只能 在水平面上进行。为了能让学生看得清楚，常常把这些实验用投影仪投 影在天花板上或墙壁上。演示时物体运动的取向也有讲究，一般应取横 向。
3．背景衬托
4．采用对比表演手法 包括自身对比和相互对比两种。自身对比就是将同一仪器装置，改
变一下其中某个条件，前后作两次实验，进行对比。


四、加强和改进演示实验 教学的若干问题
　　　　　　　（一）提高演示实验的生动性 设计和选择演示实验，要尽量做到生动、有趣。这样的演示实验能
够最大限度地调动学生学习物理的积极性，充分发挥学生非智力因素的
潜能，留给学生的印象也是终身难忘的。 学起于思、思起于疑。设计演示实验应以“趣”、“疑”、“难”
为诱因，趣中涉疑，发掘问题；疑中涉难，引导思维，造成一个向未知
境界不断探索的学习环境。生动的中学物理演示实验是举不胜举的，例 如：“筷子提米”、“纸锅烧水”、“一纸托千斤”、“一指断铁丝”、 “打不死的李逵”等等。正像美味的菜肴总是注重色、香、味俱全，同 时作用于人们的多种感官，使人产生美的感受，演示实验也要尽量搞得 有声有色，例如用鸡蛋演示物体的惯性、保险丝的熔断、尖端放电等等， 都是典型的例子。
必须指出：演示实验的生动性决不等同于哗众取宠，变魔术、玩杂
技，那些低级、庸俗的东西决不允许进入神圣的课堂，生动性必须服从 于科学性。
　　　　　　　（二）增强演示实验的科学性 演示实验的科学性问题有着很丰富的内涵，每个演示实验的目的要
求是否紧紧围绕教学内容？教师实验操作是否规范？演示实验的操作如
何与推理相结合；演示的方式方法是否合适等等都是属于科学性的范 畴，这里我们只谈谈根据不同的教学目的、要求和教材的内容、特点以 及学生的实际状况决定的演示实验的几种常见方式。
1．单个实验的独立演示方法 单个实验一般只能起一种作用，演示时首先要介绍实验的装置，给
学生指明观察的对象和重点，还要引导学生在观察现象的基础上作思维 加工。
2．多个实验的综合演示方法

　　多个实验从不同角度、不同侧面阐述同一教学内容，通过分析和推 理，建立概念或导出规律。这类演示对每一个实验都要有具体的目的， 并安排好实验的顺序和方法。首先把直观的材料作为培养学生知觉、观 察力的材料，引导学生仔细、准确地进行观察，训练学生用科学的语言 描述，并解释所观察到的现象， 得出应有的结论。
　　究竟一堂课的演示实验是多几个好，还是少一些好？这应该根据课 题的特点来确定。有些概念和规律是从大量的物理现象中归纳、概括出 来的，非得用较多的演示实验，不足以形成概念或导出规律，这时演示 实验就要多选几个典型的、效果显著的实验。至于一般的课题，精选一 个最能说明问题的演示实验就行了。实践证明，缺少必要的演示手段， 缺少感性认识，不利于物理模型、过程的想象，一个成功的演示可以减 少许多烦琐的叙述，而过多的不必要的演示反而会冲淡了主题，抑制学 生的抽象思维。
3．同一实验装置的程序演示方法 有些较难理解的概念、原理、理论或定律，要用同一实验装置，采
用程序演示方法。就是说在教学过程中的不同环节，重复做二、三次实 验，或者改变情况（或条件）再做一些实验。例如自感现象这一课题就 可采用通电自感演示——分析——断路自感演示——再分析——再实验
（把通电自感和断路自感重新演示一遍）的程序演示法，导出自感现象
的概念。又如电磁感应现象这一课题可采用实验——分析——再实验—
—再分析的程序演示法。
　　　　　　　（三）重视演示实验的安全性 这里所指的安全性包括人身安全和仪器安全两个方面。无论教师在
实验室准备演示实验，还是在教室里进行操作表演，一定要遵守安全操 作规程，防止和杜绝任何事故的发生。对于涉及高温、高压、强电流、 易燃、易爆和剧毒的演示实验，必须采取相应的保护措施。教师在操作 时也要注意安全。例如由于教师的操作技术不高或粗枝大叶，致使实验 中的玻璃器件突然破碎，也有可能对师生的健康带来危害。总之对演示 实验的安全性切切不可掉以轻心。
　　　　　　（四）加强自制教学仪器的主动性 自制教学仪器（包括教具和学具）不仅是当前解决许多农村中学缺
少仪器的矛盾和急需的有效途径，同时也是科学家的优良传统。它对于
丰富第二课堂的内容，调动师生的积极性，培养学生实践能力、发展创 造精神及早发现人才、造就人才具有极大的作用。
　　　　　（五）提高演示实验教学研究的自觉性 随着教学改革的深入，中学物理演示实验也在不断的发展，为了适
应这一发展的趋势，我们必须积极开展演示实验的研究。
1．设计思想的研究

　　能否设计出一个好的演示实验，或者能否发挥一个演示实验的作 用，首先在于深入分析它的设计思想，即从物理学的理论、思想、方法 和教学论的思想方法来发掘演示实验本身的潜在意义，研究组织实验教 学的规律。
2．提高已有演示实验的效果的研究 这是一种最为经常和大量的研究，不要认为已有的演示实验没有什
么可研究的了。例如，仪器设备是否能达到预定的教学要求？如何不断 进行更新？怎样更好地改进演示程序，运用现有的演示仪器，提高演示 效果等等，都值得深入研究。为适应教学改革的要求，必须大力改进演 示方法，提高演示效果。
3．填补演示实验空白、实破教学难点的专题研究 某些重要的物理概念和规律，需要用演示来帮助学生认识，然而有
时教学中还缺少这样的实验。因此需要我们进行研究和设计。例如建立 电场强度、磁感应强度等概念的演示实验，目前还比较缺乏。还有一些 物理学史中的重要历史实验，如库仑扭秤、罗兰实验、密立根油滴实验 等目前尚无简单有效的仪器可以加以演示，这也需要我们研究或设计出 相应的教学仪器，或用模拟的方法来解决困难。
特别要提出的是，我们要努力开发一些突破教学难点的演示。对此，
站在教学第一线的教师最有条件开展。为了研究这些课题，必须研究教 材中哪些地方学生感到抽象，容易混淆，接受困难，并结合教学，研究 解决的方法。从教材总体上看，目前原子物理学方面的演示非常少，这 部分内容涉及到微观结构，比较抽象，有待我们去研究，此外，努力开 发一些直观的演示，以利于在教学中引进近代物理学的某些思想方法和 现代科学的新成就（例如用激光或电子器件），它可以促进教学内容的 改革，因此也是重要的研究课题。
4．多种演示手段和替代性实验的研究
　　利用常用仪器、教具进行演示，这是一种最基本的手段，此外，还 可以随着教改的深入，利用投影手段，结合实验内容的教学电影、电视 录像以及微型电子计算机进行模拟演示等等。这些手段之间应当如何配 合？如何发挥每一手段在演示中的特殊作用？还有，为了解决仪器的暂 时不足，还需要设计多种替代性实验。这些都是值得大力研究的课题。 怎样讲解物理概念
　　　　　　北京市教育学院宣武分院 范丰会 在中学物理教学中，使学生形成概念、掌握规律，并在此过程中发
展认识能力是教学的核心问题，其中物理概念的教学又是整个物理教学 的基础。因此，物理概念的教学是中学物理教师最重要的基本功之一。 本讲主要阐述物理概念教学中的特点和过程。
一、物理概念教学的重要性 物理概念是一类物理现象和物理过程的共同性质和本质特征在人们
头脑中的反映，是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化的思维形

式。一方面，物理概念反映着人类对物理世界漫长而艰难的智力活动历 程，是人类智慧的结晶；另一方面，它又使人们在纷繁复杂的物理世界 中，把握了事物的本质特征，成为物理思维的基本单位和有力工具。借 助于这种简约、概括的思维形式，人们找到了支配复杂的物理世界的简 单规律，建立了假说、模型和测量方法体系，从而筑起了规模宏大的物 理学理论大厦。因而，在某种意义上说，物理学基本概念是物理学理论 的根基和精髓，是物理学大厦的砖石。没有精确、严密的物理概念，也 就没有定量的物理学。因此，在物理教学中，物理概念的教学是首要的 任务，是进一步进行物理规律、物理理论教学的基础。如果学生没有建 立起一系列清晰、准确的物理概念，不能理解特定的词所代表的物理概 念的含义，就失去了进一步学习的基础。可见，建立起科学的物理概念 是物理教学成功的关键。
二、物理概念教学的复杂性 物理概念教学的基本要求是：①使学生建立牢固、清晰的物理概念。
即要求学生明确概念的内涵、外延，弄清概念之间的区别与联系，并能
熟练、准确地运用概念。②在概念教学过程中，使学生学会科学的思维 方法，形成良好的思维习惯，从而发展智力，培养能力。但是，由于教 学过程是由教师、学生、教材等组成的复杂的系统过程，在物理概念教 学过程中，系统中诸要素相互作用、相互影响，使得物理概念教学过程 十分复杂，给物理概念教学任务的完成造成了许多困难。下面分别从辩 证唯物主义认识论、学习心理和教学过程的实际等不同角度，对这一问 题加以分析。
　　　　　（一）从辩证唯物主义认识论角度分析 辩证唯物主义认识论认为，任何事物都是相互联系的。在形形色色
的联系中，有本质的、必然的联系，也有非本质的、偶然的联系。非本
质的联系常常是丰富多彩的，而本质的联系往往是单一的、内在的。内 在的东西往往不能直接感知，容易被纷繁复杂的现象所掩盖，使之变得 模糊不清，造成人们掌握事物本质的困难。当主体与环境发生作用时， 客观事物和过程总是作为一个综合性刺激物出现，且在很多情况下，本 质特征的刺激并不是最强烈的，而非本质特征的刺激不仅是形形色色 的，而且还是很强烈的，在这种情况下，非本质特征的强刺激往往掩盖 了本质特征的弱刺激，导致人们形成片面的，甚至是错误的认识。
　　例如，在“用力推桌子则桌子移动，停止用力则桌子也停止运动” 这类现象中，强烈的表面联系的刺激——“力使物体运动”掩盖了“物 体具有保持原有运动状态的属性”和“力是改变物体运动状态的原因” 这些本质联系的刺激，在“高速行驶的汽车比慢行的汽车难刹车”这一 现象中，“速度大则惯性大”这种非本质联系的刺激掩盖了“惯性是物 体的客观属性，与速度无关”这种本质特征的弱刺激。正是由于物理现 象的复杂性和物理概念的深刻性、抽象性，在人类对物理世界的探索历 程中，物理概念的形成往往要经历漫长而艰难的过程。
　　

（二）从学习心理的角度分析


　　由学习心理可知，学习可分为两大类，一类是意义学习，一类是机 械学习。当一些词、符号出现时，学生头脑中唤起了其代表的认知内容， 这些符号对学生而言获得了心理意义。反之若未能理解符号代表的意 义，而只是强记内容的学习是机械学习。
　　人类积累的日常生活经验和学到的科学知识，在头脑中并不是孤立 的、分离的存在着，而是相互之间都有一定的联系，形成一定的结构， 这种组织起来了的知识、经验反映着事物之间的联系和世界的结构，称 之为认知结构。意义学习的过程就是主体通过其认知结构与外界的相互 作用来理解意义、吸收知识，发展认知结构的过程。认知结构与外界相 互作用的基本方式有两种：同化和顺应。学生用自己头脑中的认知结构 与新知识发生联系，建构新知识的心理意义，如果建构成功，则学生就 理解了知识，然后将其纳入认知结构中的适当部位，这种过程称认知结 构的“同化”；如果原认知结构与新知识差别太大或发生矛盾，则主体 必须先对原认知结构进行修改或重建新的结构，依靠修改（或重建）后 的认知结构去组织新知识，这种过程称为认知结构的“顺应”。通过不 断的“同化”与“顺应”过程，主体不断地吸收新知识，改造、组织旧 经验，发展认知结构。
作为新知识学习的起点和学习过程的组织者，认知结构对新知识学
习的质量和效率无疑具有决定性作用。所谓：教师心中要有学生”就是 要求教师要了解学生认知结构特点，即了解学生的认知发展水平、思维 规律、现有知识状况以及兴趣特点等。下面是中学生物理认知结构中的 一些常见的缺陷，它们构成了学生学习物理概念的障碍。
1．中学生思维特点
　　中学生，特别是刚刚开始学习物理的初中学生，认知水平虽已达到 形式运算阶段，具备一定的逻辑思维能力，但由于他们还未进行过系统 的物理思维的训练，其物理知识、经验还有很大的局限性，因而其逻辑 思维能力和思维品质还很差。具体地说：
(1)思维的组织性、条理性差
　　中学生不善于有目的、有计划、有条理的进行思维，遇到问题时， 往往靠直觉经验进行判断，“想当然”的推理。
　　例如，学生认为“摩擦力就是阻碍物体运动的力”；“物体浸入液 体越深，所受浮力越大”；“功率越大的灯泡，其电阻越大，灯丝越细” 等。
(2)思维的广阔性、深刻性差 中学生常常是以我为中心看待事物，因而他们往往只考虑那些能直
接从日常生活经验中所建构的事物的意义，而不能从多方面分析问题， 抓住事物的本质和解决问题的关键。往往被个别事物的表面现象所迷 惑，形成一些片面的、肤浅的概念。
　　例如，“力是使物体运动的原因”；“重的物体下落快”、“钢笔 吸墨水”等概念的形成就是这种思维特点的反映。
(3)思维的灵活性、敏捷性差

　　中学生往往具有思维惰性，习惯于生搬硬套公式，而不是努力弄懂 意义，根据具体问题灵活选择方法。这在运用物理概念解决问题时，尤 其突出。
(4)思维的逻辑性差 中学生往往对某些特定事物的解释感兴趣，而不关心对各种现象的
解释是否一致，这与其认知结构中概念模糊、关系含混、内在一致性差 的特点有关。
　　例如，学过力学后，他们可以正确回答力与运动的关系，但同时对 一个空中飞行的足球进行受力分析时，又可能画上一个沿运动方向的 力！
2．学习概念的知识准备情况
(1)缺乏与建立概念有关的知识准备。 有些物理概念十分抽象，而且在日常生活中很少接触过，在学生认
知结构中找不到适当的观念予以同化。例如某些表达物质属性的概念—
—密度、比热、电阻、电势等。在这种情况下，教师必须做一些演示实 验，使学生获得足够的鲜明而真实的印象，在此基础上建立概念。否则， 在缺乏感性知识的情况下进行概念教学，学生将因无法理解其意义而导 致机械学习。
(2)存在前概念的影响
　　学生生活在丰富多彩的物理世界中，在正式学习物理以前，就已形 成了一系列观念或概念，但由于如前所述的思维水平、感知范围的局限， 这些概念往往是片面的，甚至是错误的。在这些前概念中，有的已根深 蒂固，并形成一定的理论体系，（例如像亚里士多德式力学理论），学 生已习惯于用这些概念来解释所遇到的现象，而很难接受与之相抵触的 科学的概念。
　　　　　　　（三）从教学活动的角度分析 由于受传统教学观念影响以及升学的压力等原因，在物理教学中常
常会采用一些不符合教学规律的做法，这些做法削弱了概念教学，影响
物理教学的效果。例如：
　　1．不重视实验，学生得不到充分的感性知识，结果只记住了概念定 义，并不理解其含义。
　　2．受传统教育观念的影响，常常将学生视为“真理”的被动接受者， 而不是主动的建构者。向学生灌输知识，结果导致机械学习，使原来的 不科学的概念不能发生转化。
　　3．将概念教学与做习题隔离，甚至对立起来，不是从深化、活化概 念入手形成技能，而是搞大习题量，搞习题分类，结果学生占用了大量 时间去做习题、背题型。削弱了概念教学，也没有很好地形成应用概念 的技能。
　　4．不注意概念形成的阶段性，不是采取循序渐进，逐步完善的方法， 而是毕其功于一役，面对太多的信息量，学生无法一下子全部消化吸收， 不利于形成扎实的物理概念。
　　
（四）从物理概念的教学目标来分析


　　由于物理概念教学的重要性和复杂性，物理概念往往是物理教学中 的重点和难点，教学要求较高。物理概念教学担负着以下两个任务：
1．使学生掌握物理概念
　　怎样才算掌握了一个物理概念呢？可以借助于这样一种“概念图 式”模型来说明：
　　掌握了一个物理概念，就意味着在意识中形成了一个“概念图式”， 该图式包含这样一些内容：用来解释概念含义的有关物理现象、过程的 表象；明确表达概念内涵、外延的命题性知识；运用概念解决问题的技 能；以及伴随着概念形成过程中所形成的认知策略等。这些不同层次的 知识围绕概念名称建立起实质性联系，形成一种以命题知识为中心的具 有紧密结构的功能单位。另外，这一“概念图式”还向外延伸，与认知 结构中其他概念、规律图式建立起广泛的实质性联系。从这一模型来看， 真正掌握物理概念是很复杂的，在教学过程中必须遵循概念形成的规 律，循序渐进，逐步形成和完善概念。另外，概念的发展是无止境的， 它随着整体认知结构的完善而不断完善。
2．培养学生物理思维能力和良好的思维习惯
　　从前面的分析可知，中学生的物理思维能力、思维品质还是较差的， 极待提高。而概念是人类智慧的结晶，凝结着很高的智力价值，是培养 能力、提高智力的很好教材。因而，培养能力是物理概念教学的另一重 要任务。在概念形成各环节中，要注意正确引导使学生在掌握概念的同 时提高认知能力，纠正一些不良思维习惯，形成科学的物理学思想方法。 综上所述，物理概念抽象、深刻，教学要求较高；而学生的认识能 力、知识基础较差，这一矛盾造成了概念教学的复杂性和艰巨性。但只 要教师树立正确的教学指导思想，清楚学生的认知结构特点，按教学规 律和学生心理特点进行教学，是能够完成形成概念、培养能力的艰巨任
务的。
　　　　　　　三、物理概念教学的一般过程 物理概念一般可分为两类，一类是只有质的规定性的概念，如运动、
静止、电场、光等；另一类不仅具有质的规定性，还有量的规定性，这 种概念又叫物理量。例如速度、加速度、功、动能、动量、电流强度、 场强等。物理量的定义应包括描述性定义和测量性定义两部分。由于物 理学是一门定量科学，所以物理量在物理学科中占有重要地位。
　　从前面对物理概念教学的讨论可以看出，物理概念教学的过程是在 教师指导下，调动学生认知结构中的已有感性经验和知识去感知理解材 料，经过思维加工产生认识飞跃（包括观念转变），最后组织成完整的 概念图式结构的过程。为了使学生掌握概念和发展认识能力，必须扎扎 实实地处理好每一个环节。以下将概念形成过程分“引入”、“形成” 和“巩固与深化”三个阶段来具体阐述。

（一）概念的引入


概念引入是物理概念教学的必经环节，通过这一过程使学生了解为
什么要引入这一概念，引入它有什么作用。这步工作有如下两个作用： 第一，在认知结构中找一个适当的“生长点”以便建立概念。好像 在一片正在建设着的建筑工地上找到建一座新楼的地址，而这一地址可 能早已有了，并且还有一定的“根基”和“建筑材料”（有关经验，前 概念）。也可能还没有，需在适当的地方开辟一块空地备用。在找到地 址的同时也记住了该地址的“位置”和“号码”（新开辟的“地址”要
立即“编码”），以便以后查找该建筑。 通过概念引入步骤，一开始就使学生明确概念在认知结构中的地
位，从整体认知结构中把握概念，强调认知结构的整体性和知识的内在 联系，利于在应用概念时能迅速提取。
　　第二，将新知识与认知结构联系起来，激活思维，激发求知欲，为 建立概念的复杂智力活动做好心理准备。
　　概念的引入要根据学生认知结构中相应知识状况和新概念的不同特 点，采取灵活多样的方法。一般可采用下述方法：
1．从生活实际引入
　　例如力的概念可从推土机推土、人提水、马拉车、汽车压路面等现 象引入。这实质上是帮助学生提取储存在头脑中的感性知识，以在对这 些感性知识加工的基础上形成概念。
这种方法简便易行，学生感到亲切自然。而且从生活实际中引入概
念，有助于培养学生注意观察、勤于思考、善于运用概念分析问题的能 力和习惯。
2．从实验现象引入
　　对于缺乏建立概念所需的足够的感性经验，可以通过一些典型实 验，使学生获得鲜明的感性知识，在此基础上进一步探索，形成概念。 例如，讲惯性概念时，就可以先做课本上介绍的实验，同时结合已 有的经验，通过讨论分析，建立概念。经常运用实验，不仅能提供概念 教学所必须的感性材料，还可激发学生兴趣，培养观察力、注意力，并
建立物理学是一门实验科学的观念。
3．在复习旧知识的基础上引入
　　有些情况下，特别是到了高年级，学生已建立了许多物理概念，物 理感性知识也更丰富。这时可在复习有关旧知识基础上引入新概念。
　　例如高中讲电势能、电势概念时，可先引导学生回忆重力做功与路 径无关、重力势能等知识，通过类比，建立新概念。这是认知结构同化 作用的体现。适合这种情况的新的知识的关系可以是多种多样的，如可 以是类比的（如重力势能与电势能；电流与水流）；对比的（如功率与 速度）；类属的〔下位关系的〕（如从能的概念同化分子能、核能等）； 或归纳推广的〔上位关系的〕（如由机械能、电能、内能概念概括出能）。 等等。
　　这种依靠旧知识同化新知识的方法，有利于巩固知识，强化知识的 内在联系，并且对形成结构清晰，联系紧密的物理认知结构具有重要意 义。
4．从理论需要引入

　　这种方法强调知识的内在逻辑性和知识体系的整体性，对于形成良 好的认知结构也十分有利。对于能、热量、理想气体三个状态参量、场 强、电流强度等概念，都可用此法引入。
　　在引入概念时，无论采取什么方法都要注意：①选择的感性材料要 典型、全面，要突出与概念有关的本质特征和属性，尽量减少非本质特 征的干扰。②选择的旧知识一定要与新知识有实质性联系。否则，容易 形成模糊的或错误的概念，或在认知结构中形成不正确的联系。

（二）概念的形成


1．揭露本质特征，实现观念上的突破 在这一环节的教学中，大致有这样两种情况： 一种是学生的感性材料基本能解决将要建立的概念，或在缺乏感性
材料的情况下，通过实验提供了大量鲜明生动的感性材料。在这种情况 下建立概念，一般没有很大阻力，通过分析、归纳、分类、对比等思维 方法可以掘弃非本质的东西，突出本质的特征和属性，从而实现认识上 的飞跃。
另一种情况是，学生已有了相当充分的前概念，但是与将要建立的
概念相抵触。这时，直接讲授新概念往往不能奏效。因为学生对其前概 念深信不疑，并已习惯于用原有的概念框架去理解事物，建构意义。当 他带着自己的概念框架来听教师的讲授时，往往只接纳了那些与其原结 构相协调的内容，而相矛盾的内容往往引不起注意。或因无法理解，即 使勉强记住了一些概念的结论，也无法融会贯通而只能将新学到的结论 与原来的概念分别搁置，遇到实际问题时，仍按原来的概念框架进行思 维。
实现观念的转变，关键是设法给学生一个巨大的“震颤”，以动摇
其顽固信念的基础。综观物理学发展的历史，历次重大观念变革到来之 前，都要经历一系列“危机”与“灾难”，在一些无法回避的矛盾冲击 下，人们才不得不走出他们建造的象牙之塔，以批判的态度重新审定他 们曾坚信完美无缺的塔的根基。只有在这时，才有可能发现问题，导致 观念的革命性转变。但无论如何，要使学生放弃他曾坚信不移的观念， 接受一种全新的观念，都是一个极其艰难的过程，有时甚至出现反复。 为此，我们建议运用下述三个步骤，来实现观念的彻底转化：
　　第一步：诱导学生暴露其原有概念框架，包括结论、例证、推论等。 并在适当的时候提出矛盾，给予其原有错误理论框架沉重的一击。
使学生暴露观点的方法很多，例如，可以通过师生谈话法；预测—
—实验——解释法；也可用精心设计的诊断性题目，事先了解学生的前 概念框架。要运用延迟评价的原则，即待所有学生的观点都充分暴露后， 再提出矛盾。以免问题暴露不完全，解决不彻底。
　　第二步：组织讨论，乃至争论，揭露前概念框架的不合理性，从而 使学生自愿放弃旧的观念。这种变化决非轻而易举的，只有在主体意识 到以下几种情况时，才能放弃原框架。
①遇到新的问题，原有概念框架无法解释，无力解决。
②过去认为很重要的知识，现在看来，在解释某些现象时，已不是

必要的了。或者说，原来的概念框架并不是某些现象的最终原因，可能 有更根本、更深刻的概念来取代它。
③发现原来概念框架在某些方面违背了常理或已被公认的原理。
④从原概念框架推出的结论是荒谬的，无法接受的。
　　⑤原概念与其他有关领域的知识相冲突。第三步：引导学生接受（或 尝试建立）新的概念框架。新的概念框架必须具备以下优越性、学生才 可能接受。
　　①能够成功地解释旧概念框架无法解释的现象和问题而不带来新的 矛盾。
②新概念框架比旧框架更根本，包括更多的本质内容。
③新概念框架及其推论是合理的，可以接受的。
④新概念框架与认知结构中其他知识没有冲突。 以上三个步骤是紧密联系的，不能截然分开。另外对有些概念的转
化，也不一定需要如此复杂的程序，但要体现概念教学过程的精神。
2．明确概念的定义
　　揭露出事物的本质属性，概念的定义也就是水到渠成的事了。这时， 可启发学生用恰当、简洁的文字准确地表达出这些本质属性的内容。
在给物理量下定义时，除了文字表述之外，还需要导出定义式，并
明确式中符号所代表的含义及各量的单位。
3．讨论概念的物理意义
　　得出了概念的定义，并不是认识概念的结束。还要从定义出发，讨 论概念的内涵与外延、概念的物理含义、用途等，从不同角度丰富对概 念的认识。
例如，得出电阻的定义 R=U/I 之后，要对其物理含义进行讨论，使
学生明确以下几点：
　　①物理意义： R=U/I 是电阻的定义式，它表明，对特定的导体，加 在其两端的电压越大，产生的电流强度越大，但 U/I 比值是一常量，这 一常量由组成导体的材料及导体的尺寸决定（决定式 R=ρL/S），与加在 导体两端的电压无关。即 R∝U 是错误的。
②作用：R 用来描述导体对电流的阻碍作用，任何导体都有这种性
质。
　　③ R=U/I 提供了一种测量导体龟阻的方法（伏安法），同时，以上 三个量知道了两个可求第三个。
　　对物理量的定义式，要特别强调物理量的物理意义，避免数学化的 理解。如 R∝U 一类错误认识。再如物理学中正负号也是有明确伪物理含 义的。要加以强调。只有清楚了物理量的含义，才能准确地理解概念， 正确地运用概念。
　　　　（三）巩固深化概念，发展运用概念的技能 要使学生牢固、清晰的掌握物理概念，必须经过概念的巩固、深化
阶段。通过这一阶段达到这样两个目的：
1．对易混淆的概念进行辨析，进一步理解它们之间的区别与联
系