余琳

一、高中物理概念教學(xué)中引入概念圖的價值與意義

概念圖是高中物理概念教學(xué)中的重要部分，在概念教學(xué)中引入概念圖，首先，有利于學(xué)生對已學(xué)知識進行回顧.在新知識學(xué)習(xí)之前，概念圖能幫助學(xué)生回顧已學(xué)知識，將新知識與原有概念進行緊密銜接，從而加深對新的物理知識的理解.其次，有利于學(xué)生對物理概念的透徹理解.當學(xué)生對新的物理概念有了初步的認識后，引導(dǎo)他們繪制出相關(guān)的概念圖，從而幫助形成概括化、系統(tǒng)化的概念網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，促進學(xué)生對物理知識進行意義構(gòu)建和深化重組，提高學(xué)習(xí)效率.最后，概念圖的應(yīng)用有利于學(xué)生構(gòu)建起完整全面的物理概念體系.物理教學(xué)中，概念與概念之間是互為聯(lián)系的.學(xué)生利用概念圖將多種概念分層進行表現(xiàn)，利用交叉連接來對概念關(guān)系進行體現(xiàn)，能在最大程度上幫助學(xué)生理解概念圖中各個知識點是怎樣建立關(guān)系的，從而幫助學(xué)生建立起科學(xué)的、全面的概念體系.

二、高中物理概念教學(xué)中概念圖的應(yīng)用實踐

1.運用概念圖將上下節(jié)物理內(nèi)容有機結(jié)合

以《運動的描述》為例.

高中物理概念教學(xué)中，適當運用概念圖，能幫助學(xué)生將上節(jié)課已學(xué)的物理內(nèi)容和將要學(xué)習(xí)的新內(nèi)容有機結(jié)合，從而形成整體全面的物理概念.本文以《運動的描述》一節(jié)中“加速度”的教學(xué)為例進行說明.

在加速度概念的學(xué)習(xí)時，學(xué)生已經(jīng)解除了較多的物理概念，如運動、參考系、質(zhì)點、路程、位移、時間、平均速度等，內(nèi)容較多，學(xué)生容易遺忘.因此，在概念教學(xué)時，教師可以首先運用概念圖復(fù)習(xí)的模式，將已學(xué)的概念再加工，然后與加速度的概念互相結(jié)合，幫助學(xué)生理解和記憶.

教師：前面幾節(jié)課我們主要進行了運動物理量的學(xué)習(xí)，請同學(xué)們回憶下主要有哪些運動概念呢？

學(xué)生：速度、位移、參考系、質(zhì)點、坐標……

教師：那么誰能用嘴簡潔的詞語來描述上述概念互相間的關(guān)系呢？是否能用一張圖來展現(xiàn)呢？

在學(xué)生思考并回答的過程中，教師將概念圖逐漸展示，并向?qū)W生說明各個概念互相間的物理練習(xí)和意義.如圖1所示.

這樣的教學(xué)方式，能最大程度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，全體學(xué)生都會全身心投入到概念構(gòu)圖活動中，對物理概念互相間的關(guān)系也會有更為透徹的理解.在教學(xué)過程中，教師以導(dǎo)演的身份出現(xiàn)，學(xué)生的主體地位得到了強調(diào)，主動性和積極性提高.

2.運用概念圖幫助學(xué)生形成物理知識框架

以《相互作用》為例.

概念圖的運用，能在一定程度上幫助學(xué)生形成全面系統(tǒng)的物理知識框架.本文以《相互作用》的教學(xué)為例進行說明.

在教學(xué)開始時，教師首先可以運用力的概念圖，讓學(xué)生回顧并利用已學(xué)的舊知識，與新的學(xué)習(xí)內(nèi)容形成聯(lián)結(jié)，逐步構(gòu)建起系統(tǒng)完整的力的知識體系框架.例如，在教學(xué)中，重力的圖示以及重力的三要素都可以說是力的圖示和力的三要素的典型例子，通過概念圖，學(xué)生可以知道，重心是作用點的例子.因為已學(xué)的“力”的概念在包容性、概括性和抽象性方面都強于將要學(xué)習(xí)的“重力”的概念，相對于“力”，“重力”是“力”的知識概念的派生物.通過概念圖的運用，派生知識的意義出現(xiàn)較快，學(xué)生學(xué)習(xí)起來較為容易.又如，《摩擦力》的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完滑動摩擦力以后，教師可以運用滑動摩擦力的概念圖作為學(xué)生學(xué)習(xí)靜摩擦力的引導(dǎo)，幫助學(xué)生聯(lián)結(jié)關(guān)聯(lián)物理知識，形成完成的概念體系框架.在靜摩擦力的講述中，也可以提到，和滑動摩擦力相似，靜摩擦力的內(nèi)容主要分為摩擦力的方向、大小以及產(chǎn)生條件.

3.高中物理概念圖應(yīng)用的注意事項

物理概念圖是體現(xiàn)物理知識的一種重要形式，但重點強調(diào)的是概念和概念互相間的聯(lián)系和區(qū)別.我們在發(fā)揮概念圖教學(xué)作用的基礎(chǔ)上，不能過于夸大概念圖的作用，更不能以為只要明白概念圖的合理運用，就能進行知識體系的自主構(gòu)建.因此，概念圖的運用應(yīng)該建立在以下前提之上：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)并理解了科學(xué)的物理概念，概念圖要做的是將這些概念用連接詞、連線和節(jié)點來形成直觀的圖形，形象的展現(xiàn)物理概念互相間的關(guān)系.倘若學(xué)生還沒能正確認識物理概念，那么組織他們繪制概念圖是不科學(xué)的.概念教學(xué)中應(yīng)用概念圖，一方面能診斷已學(xué)概念，對已存在的概念圖進行整合和增添，以此來派生出將要學(xué)的物理概念.復(fù)習(xí)過程中，概念圖的制作能引導(dǎo)學(xué)生整合已學(xué)知識，建立起全面、系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，幫助他們站在更高的角度去理解物理知識，對知識形成正面遷移.在這個過程中，學(xué)生的物理綜合能力會得到較大的提升.

物理概念教學(xué)中，概念圖作為一種全新的學(xué)習(xí)策略，是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法的一種創(chuàng)新，能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變得輕松，學(xué)習(xí)效率大大提升.本文主要在分析概念圖于物理概念學(xué)習(xí)的價值和意義之后，提出了物理概念圖在實際教學(xué)中的應(yīng)用實踐.但因為個人能力以及環(huán)境條件的限制，本研究還存在一定的不足之處，研究的范圍太小且調(diào)查不夠深入.希望其他學(xué)者在后續(xù)研究中，能不斷深入剖析，以促進高中物理教學(xué)水平的持續(xù)提升.

應(yīng)用疊加原理解決常見復(fù)合場問題的思考

江蘇省蘇州大學(xué)物理與光電·能源學(xué)部215006梁瑤桑芝芳陳鋼

一、疊加原理

當一個系統(tǒng)受到某種作用時，就會有對應(yīng)的響應(yīng).當幾個作用同時作用系統(tǒng)的效果等效于單個作用分別作用于系統(tǒng)的和效果時，我們就說作用滿足疊加原理，這個系統(tǒng)也稱為線性系統(tǒng).

疊加原理在電磁學(xué)、電動力學(xué)中應(yīng)用極其廣泛，它是物理學(xué)的基本原理之一.如果物理量是標量，我們可以把數(shù)值直接相加減；而如果是矢量就要符合平行四邊形法則.疊加原理在矢量的運算、合成以及公式推導(dǎo)方面應(yīng)用顯著，例如電場強度、磁場強度、重力場等.他們具有不可入性，因而又不同于一般的矢量疊加.

二、復(fù)合場

1.電場和重力場復(fù)合

（1）如圖1，質(zhì)量為m的物體僅在重力場作用下，它的動力學(xué)方程是m=m.如果物體的初速度為0，物體將做自由落體運動.如果物體初速度不為0，物體將做勻變速曲線運動.

（2）如圖2所示，空間中除了重力場，還有如圖所示的勻強電場.根據(jù)矢量的疊加原理：

用重力場表示：m′=m+q，

用電場表示：q=m+q.

此時物體的動力學(xué)方程的形式?jīng)]變，加速度大小是恒定值.如果物體的初速度為0，物體將做類自由落體運動.如果物體初速度不為0，物體將做勻變速曲線運動.也就是說，在重力場的基礎(chǔ)上加一個勻強電場，物體的運動形式不發(fā)生變化，反過來也是成立的.

2.重力場和彈力場

如圖3所示是彈簧振子的模型，物體所受到的合力為彈簧彈力.

如圖4所示，規(guī)定向下為正，此時彈簧平衡，

mg=kx0，

mg+F彈=ma，

mg-kx=ma，

kx0-kx=ma，

-k（x0-x）=ma，

-kx′=ma.

3.電場和磁場復(fù)合

m=q0×，

m=洛+電→m=q×+q，

可以找到一個V0使得q0×=，

因此m=q×+q0×-q0×+q，

m=q（+0）×.

與未加電場相比，我們發(fā)現(xiàn)電荷的動力學(xué)方程的形式?jīng)]有發(fā)生改變.同樣地，如果磁場與重力場疊加，該形式仍然是不變的.

應(yīng)用疊加原理，通過對常見復(fù)合場的分析，我們發(fā)現(xiàn)，均勻背景下物體的運動性質(zhì)是不變，因此在分析問題是我們可以把均勻背景等效，從而簡化問題.