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物理学专业学年论文
物理学专业学年论文
学年论文
题目以向心力为例浅谈物理概念的教学
姓名朱晨
学号1110407001
专业年级11级物理学7班
指导教师欧阳生德
2013年5月22日
以向心力为例浅谈物理概念的教学
摘要
向心力是高中物理的重点概念，然而对于高中学生而言是不容易理解的。
而像向心力这样抽象的物理概念，学习物理的过程中会遇到很多，概念对于解决物理问题而言,往往是最基本的，也是最重要的。
因此，物理概念教学的地位也是十分重要的。
关键词
物理概念，向心力，向心加速度，教学
引言
物理教学中，概念教学的地位十分突出，因为物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分，更是构成物理规律、建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。
学生在学习物理的过程中，就是在不断的建立物理概念，如果概念不清，就不可能真正掌握物理基础知识，概念是整个物理知识体系的支撑点。
本论文主要以这学期学习的《物理课程与教学论》为背景材料。
从中学物理教学的角度出发，以向心力为例讨论物理概念的教学方法与思路。
本论文将先陈述物理概念的内涵和实质，然后具体讨论中学生形成物理概念的基本途径，最后结合向心力从概念的引入、形成、巩固深化三方面来具体谈一谈如何进行物理概念的教学。
物理概念的内涵与实质
就物理概念的实质而言，它是揭示研究对象具有物理属性的一种思维形式。
这里，有几层意思：
不是任何事物都具有物理属性，只有具备物理属性的事物，才能成为物理研究的对象；只有把某物的物理属性，从该事物的其他属性中区分开来，并加以表述，才能形成物理概念；物理属性区分开来又被正确表述，才能用来进行科学思维；而只能区分不能正确表述的学生，是不能进一步进行科学思维的，因此要特别注意表述的内容要紧扣物理属性的本质因素，这是形成科学的物理概念的关键[1]。
任何一个物理概念都有它明确的内涵和外延。
例如，力的概念：
“物体对物体的作用。
”它撇开具体的施力物体和受力物体、具体的运动形态和具体的相互作用形式，概括出同类物理事物所具有的本质属性，这是它的内涵。
而表述具有“物体间发生相互作用”这一本质属性的各种类型的力，如重力、弹力、摩擦力等，则是力概念的外延。
学习者总是通过谁是施力物体、谁是受力物体，物体在力作用下是发生形变或是运动状态改变来理解力的概念。
学生形成物理概念的基本途径
实践证明，学生在形成物理概念的学习中必须与物理概念自身的建构相协调。
根据人的认识发展阶段理论，人的思维发展总是从形象思维过渡到抽象思维。
学生如果对所学习的物理内容尚未获得必要的感性认识，没有掌握必要的物理事实，他就缺乏进行思维加工以形成概念的原料；而由教师硬灌下来的“概念”在学生头脑中将是无源之水，无本之木。
另外，必要的感性认识还可以转化为学生学习物理概念的动机。
当学生对有关的物理事实有了充分的感性认识，而用自己已有的观念又无法恰当地说明和解释这些现实与事实时，便会产生“这究竟为什么？
这到底是什么？
”的探究心理，由此而引发的对学习内容的浓厚兴趣，正是学生形成概念的内部直接动机。
有了感性认识，学生还需要参与科学抽象，将感性认识正确地上升到理性认识上来。
这里，“正确”二字非常重要，因为对同一物理现象的观察，不同的学生可能得出不同的结论。
在每一个现象中存在着多种因素：
主要的，次要的，明显的，隐藏的因素；各因素之间的联系又有本质联系和非本质联系，它们常常交织在一起，如果忽视隐蔽因素的影响，又受非本质联系的迷惑或干扰，就把握不住抽象思维的正确性，从而得出错误的结论。
如果教师在学生获得感性材料后，不引导学生进行科学抽象，取消了学生亲自区分本质和非本质的东西的过程、亲自进行概括的思维过程，急急忙忙“搬出”结论，这样，学生的认识往往还停留在感性阶段，或者感性的东西和理性的东西在他们头脑中依然处于“分离状态”，并没有真正实现从感性认识到理性的飞跃。
从本质上说，学生学习物理知识的过程与物理学家的原始发现过程不仅仅在程度上有差别，在性质上也是不同的。
所以在物理教学中，教师在引导学生对感性材料进行科学抽象时，应注意选择适当的典型实例，让学生顺利地对研究对象进行合理简化，舍去无关因素，略去次要因素，从而形成反映事物本质特征的抽象物理模型或理想物理过程。
学生只有在明确概念物理意义的基础上才能去正确的形成概念。
因此，教师在教学过程中不仅要重视正面的阐述，更要重视易错易混问题的分析。
若能经常引导学生分析来源于学习中似是而非问题的错
楚却不是很容易。
从而启发学生，能否引入新的概念来解释这些问题呢？
同时，这样的问题也可以激发起学生的好奇心，求知欲。
从实验现象引入概念
为了更好的研究物理概念或者规律，我们往往会利用一些更直观，更具有代表性的物理实验建立模型。
在向心力教学的过程中，我们还可以从具体的实验入手。
用细线一端系小球，另一端固定在一光滑水平面上，使小球在水平面上做匀速圆周运动。
在演示实验的同时引导学生从受力分析的角度去对小球的运动状态进行分析。
甚至可以问学生，如果细线突然断了，小球的运动将会出现什么样的现象？
从理论的角度引入概念
有的物理概念本质上是相通的或者说是联系很紧密的。
在向心力概念的引入上，可以结合力是物体改变运动状态的原因。
经过圆周运动的学习后，学生明白做匀速圆周运动的物体的速度大小是恒定的，方向是沿着切线的。
如果运动物体不受力，它的运动状态应该是不变的，而做匀速圆周运动的物体，运动状态在不断改变（方向在不断变化），那么它肯定受到了力的作用，这个力就是我们要研究的向心力，很自然的引入向心力的概念。
二、概念的形成
引入，仅仅是提供感性的认识；形成，则进入抽象思维。
抽象逻辑思维[2]，又称逻辑思维，是人类所特有的一种思维形式，是以概念、判断和推理的形式来进行的思维活动。
想要让学生在经过学习后对向心力有一个明确的认识，需要通过分析、对比，分清它与重力，摩擦力、弹力等性质力的差别，从而突出它的本质，摒弃非本质的东西，为描述向心力的概念打下基础。
就向心力而言，它是根据力的作用效果命名的。
凡是产生向心加速度的力，不管属于那种性质，都是向心力[3]。
接下来要讨论的是向心力这个概念的物理意义，即向心力在解决具体物理问题上的作用。
在引入概念时我们的重点放在激发起学生的好奇心和求知欲，在形成概念的教学中，我们则要侧重于概念教学的科学性和全面性。
首先，向心力是物体所受的各种力的合力，并且这个力是指向圆心的，是客观存在的。
其次，要让学生明白，所有做匀速圆周运动的物体都有向心力，使用向心力的概念可以对所有做匀速圆周运动的物体解释其运动状态不断改变的原因。
最后总结性指出向心力是做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力。
此外，对于概念的形成要有一个过程，要从学生和教材的实际出发。
在教学过程中要注意阶段性，由浅入深，由易到难，循序渐进，逐步加深，做到即使每个阶段具有十分明确的要求，也使各个阶段互相联系，达到最终形成一个完整的概念。
三、概念的巩固深化
学生对物理概念的学习要经历由感性的具体发展到抽象的规定，再由抽象的规定发展到思维中的具体这两个阶段。
对于向心力这个概念，简单的来说就是，从生活中的圆周运动引入，完成了第一阶段的认识后，接下来要通过解答一些典型的、有针对性的问题来进行巩固深化。
根据牛顿第二定律，我们可以把向心加速度的表达式带入其中，得到相应的向心力的表达式。
那么，我们可以根据向心力设计具体的问题让学生练习来巩固向心力的概念。
例如：
已知地球的质量为mkg，地球与太阳的距离为rm，地球绕太阳的运动可以近似看作是匀速圆周运动，太阳对地球的引力是多少？
对于这个问题，学生根据对向心力概念的理解，可以得出：
太阳对地球的引力提供地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力，要求太阳对地球的引力，其实就是求地球做以r为半径的匀速圆周运动时的向心力。
结合地球公转周期T，就很容解得：
在针对性的进行练习时同样也要有一个由浅入深，由易到难的过程，要在不断提高问题难度的过程中巩固深化，要让学生感觉物理概念学之有法，用之有道。
要有具体到抽象，再由抽象到具体的认识和由实际问题到物理模型，再由物理模型到实际问题的过程。
总而言之，物理概念教学的引入阶段是让学生通过感知、发现问题，形成表象；形成阶段是让学生通过思维、分析问题，实现抽象；巩固深化阶段是让学生通过运用解决问题，完善知识。
参考文献
[1]封小超，王力邦.《物理课程与教学论》.北京：
科学出版社.2005年7月第一版.
[2]伍德勤，杨国龙.《新编教育学》.华南师范大学出版社.2009年4月第一版.
[3]普通高中课程标准实验教科书.物理2.必修.人民教育出版社.2006年11月第二版.
怀化学院学年论文评分表
学年论文题目：
姓名
学号
系别
专业
评价指标
指标内涵
分值
评分
选
题
质
量
目标要求
符合专业培养目标，体现综合训练基本要求
20
选题难度
选题难易度适宜，体现教学计划对本科教学环节所规定的要求
工作量
论文安排科学、合理，与学校计划安排规定的完成时间吻合
综合实际
有较高的理论价值或实际价值
能
力
水
平
查阅文献
能运用多种手段查阅有关文献资料，有一定的广度
30
综合运用知识
综合运用知识能力强，能较系统地运用相关理论与知识解决实际问题
方案设计
研究方案设计科学、合理，能较好体现专业培养目标
方法手段
研究方法先进，研究手段多样，有创新
外文应用
外语翻译和英文摘要翻译准确，质量好
论
文
撰
写
质
量
与
成
果
论文结构
文本结构、格式规范，论文要涵盖标题、摘要（中英文）、关键词（中英文）、正文、参考文献
50
文题相符
论文能紧扣主题，主题鲜明，观点正确，重点突出
写作水平
论文结构严谨，层次清晰，结论正确，技术用语准确；行文流畅，语句通顺
写作规范
写作符合《怀化学院本科毕业论文（设计）撰写规范》
篇幅
篇幅＞4000字
成果质量
对相关理论或实际问题有较深刻的认识，有新的见解，有一定的创新
总分
指
导
老
师
评
阅
意
见
指导教师签名：
评阅时间：
年月日
注：
此表与学生学年论文一并交系部教学秘书处存档。
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