《自由落体运动规律》的教学案例分析
浙江省宁海中学 唐武卫
《自由落体运动》在学生学习了运动学的知识后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体这种常见的，特殊的运动的研究，一方面是对前面知识的复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系；另一方面通过在授课过程中讲授研究物理问题的基本思路和科学方法，为以后研究比较复杂的运动规律打下良好的基础。因此本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后面课程的知识准备的垫底课。所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。本节课的教学重点为研究自由落体的运动规律，通过前面知识的学习，特别是学习了用打点计器来测量匀变速运动的加速度后，学生具备了探究自由落体运动规律的能力，所以笔者在本节课中对其运动规律的教学环节中采取了探究式教学，教学流程如图一所示，以下就对此教学过程进行分析。
一、问题的提出
自由落体运动是什么性质的运动呢？提出问题，把学生的注意力集中到这一个教学进程来，并能引发学生的思考提出假设。
二、研究方案的设计
教材是通过闪光照片的定性分析，然后借用伽利略的名义直接就交代了自由落体运动的性质，没有展示方案的设计过程。在这里我先介绍伽利略对自由落体规律的研究方法，让学生体会伽利略的抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法。然后引导学生提出用打点计时器来研究，并让学生设计实验方案。最后从打点计时器过渡到频闪照相，并指出频闪照相的优越性。这样的处理，一方面能使学生明白科学研究有多种手段、多种方法，另一方面能让学生知道如何从众多方案中选择最佳方案。引入打点计时器方案，能让学生感觉到学有所用的成就感，能培养学生运用所学的知识解决实际问题的能力。实施的结果是学生的情绪明显提高、思维明显活跃起来。
三、实验研究
1、多媒体演示
用频闪照相研究物体的运动是一种常见的方法，在以后的学习中还会碰到，例如用频闪照相研究平抛运动的规律，而且在高考中关于这方面的题目也时有出现。在这里学生是第一次接触，由于教材这种知识载体的局限性，它不可能把频闪照相的过程展示出来，所以就直接展示出闪光照片。而中学实验室条件又有限，学生对频闪照相没有感性的认识，比较难理解它的原理。所以在这里采用多媒体的手段对频闪照相的过程进行模拟演示让学生有个感性认识。学生有了感性认识后，就会明白频闪照相研究物体运动的方法其实和打点计时器一样——留迹法，即都是通过记录各个时刻物体的位置的方法来研究物体的运动规律，效果比我们老师用嘴巴描述它的拍摄过程、讲解它的原理要好多了。从感性到理性符合学生的认知规律。所以在平常教学中应运用多种媒体来展示各种教学过程。通过多媒体演示自由落体运动的频闪照相过程后，得到一幅照片，这张照片记载的信息可以用来研究自由落体运动的规律。实验过程尽管是多媒体模拟的，但毕竟能给学生提供一个亲手解决实际问题的机会，能让学生参与进来，激发学生的学习热情。
2、数据的处理
笔者为每一位学生准备了一张如图二所示的图表，让他们根据所给的闪光照片，自己动手获取数据，并按三步进行分析：（1）研究自由落体运动的性质，（2）计算加速度，（3）总结自由落体运动的规律。准备这张图表的目的是，一是通过照片教给学生正确获取图表信息的步骤，即观察表象 判断 论证 得出结论，提高学生获取信息和处理信息的能力。二是让学生能在具体问题中运用“△S=常数”这个结论来判断物体是否做匀变速直线运动。三是提高能力为以后的学习做准备，在用闪光照片研究平抛运动和验证机械能守恒定律这两个实验中都要运用这种“纸带法”。在计算加速度教学中还应引导学生提出用v-t图象来求加速度。这样做的目的是培养学生运用图象处理问题的能力。
3、学生研究结果的反馈和评价
经过学生的研究后，我选择了一部分有代表性的数据处理过程投影到大屏幕上，让学生充分发表意见，学生的问题让学生自己来解决。在这个讨论过程中学生暴露出了以下几个主要问题：
（1）获取图表信息和处理信息的能力比较差。有些学生面对这张闪光照片不知道如何获取数据，有些学生用直尺去量长度，有的把小球的位置坐标当位移，有的不会读数、有的数据误差太大等。从这里也反映出学生的获取图表信息和处理信息的能力教差，学生尽管做过用打点计时器测量加速度的实验，但在实验中发现很多学生过分依赖于实验册，只是按部就班的按照实验册的步骤进行，获取数据和数据处理的能力并未有多大提高。所以面对这张陌生的面孔，在无助的情况下，错误百出。如何正确获取图表信息、如何最大限度的获取图表信息，是物理教学中容易被忽略的地方，同时也阻碍了学生信息处理能力的提高。获取信息和处理信息的能力是高考中要考查的基本能力，也是近年高考的热点问题。因而在平常教学中要多做训练。
（2）解决实际问题的能力教差。有些同学对公式“△S=aT2”很熟悉，但对公式中的字母的意义还没有真正的理解，在具体的实际环境中不会运用，所以导致在 “纸带”问题的考查中屡屡犯错。学生对知识有个从模仿到理解到运用这样一个内化过程，而这个过程又是一个循序渐进的过程，所以在平常教学中帮学生慢慢解决，但这个解决过程决不仅仅是做几道题目，而是让学生在实际问题中去提高能力，内化知识。
（3）运用图象处理问题的能力较差。图象能直观、简捷的反映出物理规律，从图象中寻找规律是实验研究的一种重要方法。高一学生尽管学习了s-t图象、v-t图象，对图象有了一定的认识，但是运用图象处理数据、从图象寻找规律这样的能力还是很欠缺的，需要进一步的提高。
这个环节是教学的关键，是暴露问题的环节，也是解决问题的环节。在这里教师要做好角色转换，不要把自己当作是知识的权威者，搞一言堂，而应当成一名学习的参与者，与大家一起分析、一起讨论，让学生成为课堂的主角，充分调动学生学习的积极性，创造一个宽松、平等、民主的课堂氛围，给学生以心理上的安全和精神上的鼓舞。只有这样才能充分暴露问题，才能更好的解决问题。当然我们不能奢望学生一口吃成胖子，但能力正是在发现问题和解决问题的过程中慢慢提高的。
四、归纳总结
经过学生的研究结果发现，在实验误差范围内，△S=常数，所以就证明了自由落体运动是匀变速直线运动，并可求得加速度的大小，然后总结出自由落体运动的规律。经过上面的研究，得出结论是水到渠成的事了。
对本节课，教材以正面叙述的方式直接将自由落体运动的性质交待出来了，闪光照片的处理也是定性的。很多老师在上这堂课时，也是采取传统的方式把经过叙述一遍，然后把结果告诉学生，最后通过题目加以巩固，教学效果比较明显。但这样学生只学会了如何解题，没有亲自经历形成概念和发现规律的过程，学生的思维是模式化的。教学并不仅仅是教会学生如何解题，这与《新课标》的理念是不符的。《新课标》要求通过观察思考，使学生经历“提出问题”、“讨论交流”、“实验探究”等过程，形成物理概念，认识物理规律 .并在应用中加深理解，使学生置身于科学探究的氛围之中进行学习，亲自经历形成概念和发现规律的过程，逐渐培养他们独立思索、善于发现问题、攻克难关、创造性地解决问题的能力。因此根据《新课标》的理念，在这部分教学中我采取了探究式教学，并借助于一些媒体把这一过程展示出来，给学生搭建一个探究的平台。在这个过程当中不仅发现了问题、解决了问题，更重要的是学生在这个探究过程中亲自体验到了物理研究的基本思路和科学方法。“书上得来总觉浅，绝知此事要躬行”，因此，在教学中应重视过程与方法的教学。
在教学过程中体现科学思想
————《光的衍射》教学案例分析
宁海中学 胡岳建
我们已经学过机械波的干涉和衍射现象，光的干涉和衍射比起机械波来说要深奥得多。机械波的干涉、衍射是以水波为例，形象具体可见；而光波就比较抽象，见到的彩色条纹和花样，很好看，可是不易理解其中缘故。这样，我们在教学的安排上，应该注意到如何通过实验的展示和讲解，使学生认识到光波的衍射条纹中所蕴涵的波动信息，让学生重新回忆机械波的衍射是必要的，并在学习的过程中，多利用比较学习法，以防光波同机械波的混淆，干涉、衍射与色散知道的混淆，初步掌握微观世界的研究方法，为近代物理的学习奠定一定的基础。在中学物理教学中，仅仅掌握所学的知识是不够的，应该应用到实际生活中去，这样有利于帮助学生加深对物理知识的理解，有利于培养学生解决实际问题的能力，有利于提高学生进一步学习物理知识的兴趣。
一、教学目标
1、知识目标：
⑴、认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解。
⑵、理解光产生明显衍射的条件及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。
2、能力目标：
通过本节学习，进一步认识光的直线传播的局限性，培养学生的发散思维能力，通过演示实验及学生实验，培养学生观察能力、动手能力及分析和解决问题的能力。
3、情感目标：
通过简要介绍史料，使学生体会到在科学研究中必须重视理论的指导作用和实践的检验作用，对学生进行科学态度、科学精神的教育。
二、教学设计思想
教材中，对“光的衍射”一节的处理是基于单缝衍射和圆孔衍射两个实验，而且以此说明光发生明显衍射的条件和现象。在教学过程中，通过教材在两个实验的基础上进行延伸，拓展，引导学生对比分析发现：光通过不同形状的障碍物发生衍射时，其衍射图样不一样，因此，我们可以反过来用X射线得到对应的衍射图样来推测晶体的微观结构，分析为什么光学显微镜放大倍数受到限制，以及对光在介质中沿直线传播规律进一步再认识，使学生对光的衍射现象的认识得到升华
三、教学过程设计
1、提出问题
问：光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？
回忆旧知：什么是波的衍射现象？
演示水波的衍射现象
让学生回答并描述衍射现象的特征，唤起学生对机械波衍射的回忆，然后再举声波的衍射例子．指出一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．
问：衍射是波所特有的现象，因此水波、声波都会发生衍射现象，而光既然也是一种波，为什么在日常生活中没有观察到光的衍射现象？
2、分析问题
波要发生明显衍射，必须满足一定的条件，只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多，或者比光的波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。但是光的波长很短，而可见光的波长实际上只有十分之几微米，一般物体的尺寸都比它大得多，因此，很难看到光的衍射现象。但是若障碍物或缝的尺寸很小，与光波波长差不多时，就应该观察到明显的衍射现象。
3、实验验证
演示：单缝衍射实验
用光的衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射实验．实验过程中展示缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较狭时：阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹．
现象及分析：展示衍射现象实验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况；单缝衍射条纹的特征：
①中央亮纹宽而亮．
②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
③波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
④单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．
演示：圆孔衍射实验
用干涉衍射仪做圆孔衍射实验，实验过程中展示孔较大时，光沿直线传播，阴影区和亮区边界清晰，逐渐减小圆孔大小，当圆孔减小到一定程度时出现环状明暗相间同心圆的衍射图样．
演示：“泊松亮斑”
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑；然后教师介绍这个一波三折的历史故事．
用激光干涉衍射仪中相应的配件演示“泊松亮斑”实验，让学生脑海中对“泊松亮斑”图样有深刻印象．
4、知识延伸
问：请同学们比较单缝衍射和圆孔衍射图样，有哪些相同点，又有哪些不同点？
相同点都是明暗相间的条纹，波长越长，条纹越宽，都是由衍射引起的。
不同点是圆孔衍射条纹为圆孔形状，而单缝衍射条纹是直线形状。
通过比较，说明衍射图样的形状与障碍物的形状有关。
问：那得出这一结论有什么作用呢？能不能通过衍射图样，反过来推知小孔形状或障碍物的结构呢？
由实验可知，衍射图样和孔的形状是一一对应的，因此，由衍射图样可以推知小孔的形状。
5、实际应用
在现代应用光学分析技术中，科学家根据衍射图样与障碍物的结构间的一一对应关系，利用X射线穿过晶体后发生晶格衍射时，不同的晶体产生不同的衍射图样，仔细分析得到的衍射图样，从而推理出组成晶体的原子是如何排列的。
问：为什么要利用X射线呢？
因为X射线穿透能力强，还有就是其波长与晶体分子大小差不多，所以X射线通过晶体时能够发生明显的衍射现象，从而得到清晰的衍射图样。其实，X射线衍射在纳米技术的研究中也起着非常重要的作用，大家有兴趣的话也可以去查查资料。
问：用光学显微镜观察微小物体时，发出显微镜放在倍数要受到限制的，这是为什么呢？
当被观察的微小物体尺寸与可见光的波长差不多时，就会发生明显的衍射现象，这样就得不到清晰的像。因此，光学显微镜放大倍数就受到了限制。
五、教学流程设计
六、反思与分析
通过对光经过各种形状的孔产生的衍射图样的观察，一方面培养了学生观察实验现象的能力，另一方面进一步证明了光具有波动性，对孔的形状和衍射图样的对比分析，得出重要的结论：衍射图样随孔的形状改变而改变。同时培养了学生分析问题的能力。最后，介绍X射线的晶格衍射的应用等知识也就水到渠成。因此，对课本知识的适当延伸，拓展，理论联系实际，有利于培养了学生观察、分析、解决实际问题的能力。这正是当今素质教育所要求的。
现在，新课标要求物理教学中要体现科学方法，及理论知识在科学中的应用。
物理学是一门基础科学。是自然科学和技术科学的基础，对促进经济与社会的发展具有重要作用。物理的研究方法对于探索自然现象具有普遍意义。新课标要为学生终身发展、形成科学世界观和科学价值打下基础。
学生在高中物理课程中学到的物理基础知识和实验技能，受到的科学方法和科学思维的训练、科学态度和科学作风的熏陶，对于他们提高科学素养、适应现代生活、形成终身学习的能力十分重要。所以，在教学过程中体现科学，是一种科学教育的重要手段。
在这一节课中，体现的科学教育主要有两点：
通过课堂教学讲清科学方法。
科学方法是指经验（表现为实验和观察）与思想（表现为创造性的构建把各种经验关联起来的理论和假说）之间的动态相互作用。所以根据科学的思维方法来按排这一堂课。按照提出问题、分析问题、实验论证、实验验证、知识延伸、实际应用这样一个教学流程，在课堂中体现科学的研究方法，使学生能够教学过程中领悟，这样才可以在以后的学习和生活中自觉的接受和应用它
通过课堂教学讲清科学的应用
其实物理学是既来自生活，又应用于生活的。要课堂教学中体现这种思想，就要求要教学过程中通过讲解有关的知识点，再理清知识点与实际生活中的应用和最新的科技进展，既激发了学生学习科学的兴趣，又使理论与实际有机的结合起来。所以我们在教学中不应该局限于教材内容，而是要注意把课程内容中体现科学的应用，让学生站在继承人类文明的高度重视和改进物理的学习，真正提高学生的科学素养。
总之，这一堂课从以上的两个方面发挥物理课的教育功能体现了新课标对物理学的要求，也是学生发展的需要。我们要教学中不仅要向学生传授知识，更主要的是在于引导学生进行科学思想的教育，真正满足学生的终生发展需要，来适应现代化建设的要求。
例谈在教学中体现物理思维方法和科学方法
——《电场强度》教学案例分析
浙江省宁海中学 陈再军 315600
在物理教学过程中，通过每节课的教学，不仅让学生学会本节课物理知识，更重要的是，通过知识载体的传授，让学生体会物理的思维方法，领悟用科学的方法来思考问题，培养学生的各种能力。学会如何构建物理模型，如何分析物理问题，如何用已有的知识和方法去探索末知的、新的知识。在现行的教材中，以物理知识为载体，渗透着物理的思维方法和科学研究方法。在《电场强度》（见附教案）案例中，涉及很多的物理思维方法和科学研究方法，在教学实施过程中，有许多可圈可点之处，现整理如下：
1、本节课是在库仑定律的基础上展开，教材是从“带电体间相互作用是如何发生的”的思考引入课题。在教处理时，讲解两个物体要发生相互作用的一般规律，即一般物体间的相互作用有两种方式作用产生：①直接（接触）作用；②间接作用，借助工具作用。再提出猜想：不直接接触的电荷间的作用必定通过间接作用产生，再引出电场概念，这样可以降低学生对抽象概念的接受门槛，体会从一般事物的共性来认识个别事物的个性的认识事物的科学方法，培养学生的推理能力。
在科学史上，关于不直接接触的物体间相互作用，存在关于“超距”作用和“近距”作用的争论，如引力的本质、库仑力的产生等等。教师可以适当介绍这方面的物理学史知识，补充介绍电磁感应现象中导体向不同方向运动，会产生不同结果的事例，来说明带电体周围“非空”的道理，由于学生不了解电磁感应现象，对此要点到为止，只作初步介绍，可以鼓励学生课外去看这方面的内容，也可顺势布课外作业，让学生到图书馆或上网查阅有关这方面的知识，培养学生收集信息、获取知识的能力，让学生感受前人对这个问题的科学探究历程，体验应用科学探究的方法来研究物理问题。提出电场物质性后，可进一步从认识论的角度加以说明，物质存在的客观性以及人类认识客观事物的局限性。
2、在教材第95页的旁批中提出了物理学中一种重要的研究方法——黑箱方法，即通过末知的、或不可测的物质与已知的、可测的物质相互作用，根据它表现出的性质来研究它、认识它的方法。这是物理学中常用的研究方法，如应用双星模型来研究黑洞问题，应用α粒子散射实验来研究原子核问题。适当介绍近代物理学中这方面的应用，让学生领略自然界的奇妙与和谐，激发学生对科学的好奇心与求知欲，培养学生学习物理的兴趣。
当学生了解了这种研究方法后，对研究电场时要引入试探电荷的研究方法就能自然地接受了。
题外语：重视教材中的旁批，可以让学生更进一步了解知识的来龙去脉、物理史实和研究方法，这对提高学生对知识的理解能力大有帮助。
3、用试探电荷来研究电场，要求试探电荷电量足够小，体积充分小。在教学实践中发现，学生对于这两个要求不是很清楚，解题常犯错，这往往与学生对试探电荷在研究电场中测量地位认识不足有关，在教学中可以介绍测量有关的知识。对任何物理量的测量，只有测量工具的引入，不改变被测对象的性质或对被测对象的影响足够小，可以忽略不计时，测量才有意义。这就是为什么要求试探电荷的电量足够小的原因。为了搞清楚电场中每点的情况，要求试探电荷体积足够小，可视为质点。
4、控制变量法是物理学研究中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一，尢其是研究涉及多个物理量的有关问题。在研究电场力性质时，研究电场力F与场电荷Q、试探电荷q以及两者间r时，采用控制变量法。控制变量法对学生并不陌生，但控制变量的精髓，却不能正确领悟，如对电量变化的两电荷间的库仑力，我们不能说库仑力与距离的平方成反比。这里可让学生复习体会控制变量法在物理学研究中应用，注意讨论涉及多个物理量的公式中某两个物理量间的成正比还是成反比的问题时，关注其它物理量是不是不变的，这一点学生在解题时容易忽视。
5、物理学中许多物理量都是按比值定义的，用来表示研究对象的某种性质，如用质量m和体积V的比值定义物质的密度ρ，作位移s和时间t的比值定义速度v等等，这样定义一个新的物理量的同时，也确定了这个新物理量与原有物理量的关系。比值定义法是物理学中常用的重要方法。在这里不仅可以整理以前学过的用比值定义法定义的物理量，而且让学生比较定义式与决定式中物理量之间的关系，理解物理量的本质含义。这一点学生在理解时常产生混淆，如讨论电场强度E、电场力F及电荷电量q之间关系时，学生常由说E与F成正比，而与q成反比，造成这个错误，当然与学生没有理解电场强度概念有关，但学生没有弄清定义式与决定式之间的区别，造成对概念理解不到位，也是原因之一，因此，教师在处理这块内容时，不能一笔带过。
6、在处理真空中点电荷的场强这部分内容时，教材是采用了由电场强度的定义和库仑定律直接推导出公式，这样做虽然直截了当，但数学味浓了些，不利于学生理解公式的物理含义，削弱了对公式和的理解。
在教学实践中我是采用了建立电场强度概念的方法来推导，即引入试探电荷，结合库仑定律、电场强度的定义来推导的。这样处理的目点是让学生体会得出的物理思想，进一步理解和间的联系与不同的含义，从试探电荷与场电荷的电性关系，自然地推出点电荷电场中任一点的电场强度的方向。这样做可使学生体会概念的得出和应用是一脉相承的，在求解有关电场强度问题时，均可按引入试探电荷的方法，加以求解，这样不仅让学生体验知识的来龙去脉，而且可以培养学生分析解决问题的能力，渗透物理学的思维方法。
7、在讲授电场的叠加原理时，教材是直接告知原理的内容。也许基于原理是无法推导与证明的缘故，教材才会如此简单地处理这块内容。但电场的叠加原理，实质是矢量叠加原理在电场中体现，这与力的独立作用原理、波的叠加原理是一脉相承的。故在教学实践中采用推导真空中点电荷的场强公式一样的方法，详细过程如下；
（1）如图引入试探电荷q；
（2）由库仑定律求出电场力大小、，
（3）再由力的合成法则求出合力F，按定义式求出场强；（如图甲）
也可以分别求出分场强E1与E2再由矢量合成法则求出合场强。
这样的处理不仅强化了电场强度的研究方法，加深对电场强度的理解，而且复习巩固了矢量叠加的知识，丰富了教学的内涵。也符合课程标准提出的强化过程与方法的具体目标，对于培养学生了解物理学的研究方法，尝试运用物理原理和研究方法来分析解决一些问题大有好处。
在新课程目标中，不仅重视知识与技能的获得，更注重物理学知识的获得过程与方法，关注学生的情感态度与介值观。在现行的教材中无不渗透着为学生的终身发展所需物理思维方法和科学研究方法，只有不断挖掘教材的新内涵，才能给学生授之以渔。
剖析课本例题 培养学生能力
——新教材“机械能守恒定律的应用”案例
翁丽波 （镇海中学 浙江 宁波 315200）
教材中的例题都是很典型的，是经过精选，具有一定代表性的。中学物理教学中，对基本定律、定理教学，例题教学占有相当重要的地位。搞好例题教学，特别是搞好课本例题的剖析教学，不仅能使学生加深概念、定律、定理等基础知识的理解和掌握，更重要的是在开发学生智力，培养和提高学生的学习能力、思维能力和解决问题的能力等方面，能发挥其独特的功效。剖析课本例题，还可以减轻学生课业负担，使学生饱受题海之苦。本文针对新教材“机械能守恒定律的应用”例题剖析谈谈本人的一点体会。
1 纵向剖析，积极思维，培养学生的学习能力
教师应分析这个例题从已知到结论涉及哪些知识点；例题中哪些是重点、难点和疑点；例题所用的物理方法和物理思想是什么；分析哪一步是解题关键，哪一步学生容易犯错误等等，事先都要有周密的考虑和安排。新教材“机械能守恒定律的运用”这两个例题难度虽不大，但对于刚步入高中的高一学生来说还是有一定的“高度”。本例题涉及的知识点主要有动能、势能、功、圆周运动等。重点是在受力分析的基础上，判断各个作用力做功有无、正负、大小。难点是判断系统在运动过程中机械能是否守恒。本例题所涉及的物理思想是转化与守恒思想。
例题1. 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑，如图一，斜面高1m，长2m。不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？
［纵向剖析］①受力分析：斜面光滑，物体与斜面间的摩擦力不计，又不计空气阻力，物体只受重力和斜面支持力的作用。
②做功分析：斜面对物体支持力方向始终与物体的运动方向垂直，不做功。重力方向为竖直向下，与物体的运动方向不垂直且小于90o，做正功。
③守恒分析：物体从斜面顶端A滑到底端B的过程中只有重力做功，物体（和地球组成的系统）机械能守恒。
④动能Ek、势能Ep分析：选物体到达斜面底端B时所在的水平面为参考平面。物体在开始下滑时设为初状态，EkA=0，EpA=mgh。物体到达斜面底端时为末状态，EkB=mv2/2，EpB=0。
⑤列式求解：EkA+EpA= EkB+EpB
例题2. 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图二），摆长为L，，最大摆角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？
［纵向剖析］①受力分析：小球在运动过程中空气阻力不计，小球只受到重力和悬线拉力作用。
②做功分析：悬线拉力始终与小球的运动方向垂直，不做功。小球从最大摆角运动到最低点O的过程中，重力作正功。
③守恒分析：小球在摆动过程中，只有重力做功，所以小球（和地球所组成的系统）机械能守恒。
④动能Ek、势能Ep分析：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最大摆角时为初状态，初状态的动能Ek1 =0，重力势能Ep1 =mgL(1－cosθ)。小球在最低点时为末状态，末状态的动能Ek2 = mv2/2，重力势能为Ep2 =0。
⑤列式求解：Ek1+Ep1= Ek2+Ep2
本两例题的成败关键是分析系统在运动过程中能量的形式，判断系统在运动过程中机械能是否守恒，也就是要防止学生不进行守恒条件的判断而直接列式解题。因为转化与守恒思想是高中物理思想一个质的飞跃，对于高一学生是很陌生和不习惯的。如果我们把该例题看得很简单，讲解时轻描淡写，学生只能知其然，而不知其所以然。实足证明，如果物理教师能把课本中的例题剖析得透一些，讲解得精一些，引导学生积极思维，使学生真正领悟，则必将提高学生的解题能力，使学生摆脱题海的困境。
2 横向剖析，一题多思，培养学生的发散思维能力
即剖析例题的多解性。课本上的例题一般只给出一种解法，而实际上许多例题经过认真的横向剖析，能给出多种解法。课堂上剖析例题的多解性，对集中学生的学习注意力，养成良好学习习惯，培养学生思维的发散性都有很好的作用。下面以“例题1”为例一题多思，横向剖析。
［解法2］利用牛顿第二定律和运动学公式求解。
分析：物体从A沿斜面运动到B，做初速度为零的匀加速度直线运动。物体只受重力和斜面支持力作用。
设斜面的倾角为θ，则物体沿斜面的加速度为a=gsinθ，AB斜面长L=h/sinθ.
由公式：VB2－VA2=2aL可得
VB===4.4m/s
［解法3］利用动能定理求解。
分析：物体从A沿斜面运动到B的过程中，受到重力和斜面支持力的作用。由于斜面支持力始终与物体的速度垂直，不做功；重力做功W=mgh；动能变化量ΔEk=mVB2/2
由动能定理可知：W=ΔEk
即：VB== 4.4m/s
如果我们对课本例题的解法来一个拓宽，探索其多解性，就可以重现更多的知识点，使知识点形成网络。这样，一方面起到复习和强化知识点的作用，另一方面培养了学生的求异思维和发散思维的能力。
3 “变题”剖析，一题多变，培养学生的创新能力
即改变原来例题中的某些条件或结论，使之成为一个新例题。这种新例题是由原来例题改编而来的，称之为“变题”。“变题”已经成为中学物理教学中的热点，每年的“高考”试题中都有一些“似曾相识题”，这种“似曾相识题”实际上就是“变题”。例如，2002年高考《理科综合能力测试》第30题（题略）与1990年《全国普通高考物理试卷》第21题对比可以看出，2002年的第30题是由1990年21题演变而来，但不是机械重复，而是改变条件、改变情景、改变设问，推陈出新。改编例题是一项十分严谨、细致而周密的工作，要反复推敲，字斟句酌。因此，教师如果要对课本例题进行改编，必须在备课上狠下功夫。 下面针对例题1和例题2进行如下改编。
通过一题多变，“变题”剖析，推动学生思维矛盾运动，激发学生的探索欲望，培养学生的创新能力。在引导学生探索解决问题的过程中，要充分发挥思维定势的积极作用，不断丰富学生的思维模式，让学生从变化中找出不变，注意知识和方法的迁移，训练学生思维的广阔性、灵活性和周密性，培养学生的能动性。
如果我们广大物理教师也能象高考命题一样去研究“变题”，那么必将激发学生的学习情趣，培养学生的创造性能力。当然，在研究“变题”时，除了严谨性、科学性以外，还应当注意以下几点：①要与“主旋律”和谐一致。即要围绕教材重点、难点展开，防止脱离中心，主次不辩。②要变化有度。即注意审时度势，适可而止，防止枯蔓过多，画蛇添足。③要因材而异。即根据不同程度的学生有不同的“变题”，防止任意拔高，乱加扩充。
《机械能守恒定律》 教学设计
宁波效实中学 袁张瑾
［教 材］ 全日制普通高级中学教科书（必修）物理第一册第七章第六节．
［教学时间］ 一课时．
［教学目标］ 本课教学目标在以下三个领域具体为
1．知识与技能 ◆ 知道什么是机械能．
◆ 知道物体的动能和势能可以相互转化．
◆ 理解机械能守恒定律的内容．
◆ 掌握机械能守恒的条件．
◆ 学会在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式．
◆ 初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题的方法．提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力．
2．过程与方法 ※ 观察演示实验中动能与势能的相互转化，体验在转化过程中动能与势能的总量保持不变．
※ 通过观察演示实验，引导学生得出机械能守恒．
※ 采用师生共同演绎推导的方法，明确机械能守恒定律数学表达式的来龙去脉．
※ 采用列举实例，具体情况具体分析的方法，得出机械能守恒的条件．
3．情感态度与价值观 ●培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力．
●通过教学过程中各个教学环节的设计，如：观察、实验等，充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣．
●通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题．
［教学用具］ 自由落体运动实验；竖直上抛运动实验；重物＂自动＂上坡实验装置；单摆实验装置；弹簧振子实验装置；翻滚＂过山车＂实验装置．
［设计理念］ 机械能守恒定律是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题．守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的能量的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果．但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握．机械能守恒作为普遍的能的转化与守恒的一个特例，虽然比较简单，学生要真正掌握和灵活运用也极困难．
物质运动的转化是普遍的，守恒反映了运动转化间的关系，没有转化就不会有守恒．因此本课总体设计思想是：分两步得出机械能守恒定律，第一步是要学生理解动能与势能间可以相互转化；第二步是说明在转化过程中机械能的总量守恒．接着采用列举实例，具体情况具体分析的方法，得出机械能守恒的条件．从而使学生能应用机械能守恒定律解决一些简单问题，并在应用过程中能巩固、加深对定律的理解．
［教学过程］
㈠ 结合复习提问引入新课
设问：
①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？
②动能定理的内容和表达式是什么？
③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？
要求回答：
①本章我们学习了以下三种形式的能：动能、重力势能、弹性势能．
动能是物体由于运动而具有的能量，大小为：．与参考系的选择有关．
重力势能是物体由于被举高而具有的能量，大小为：．由地球和地面上物体的相对位置决定的，与参考平面的选择有关．
弹性势能是发生形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有的能量．由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的．
②动能定理的内容是：物体所受合力所做的功等于物体动能的变化．表达式为：Ｗ＝EＫ２－EＫ１．
③重力所做的功和物体重力势能的变化之间的关系为：ＷG＝EＰ１－EＰ２．
教师归纳并作板书：
①要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能的变化之间的关系是初位置的重力势能与末位置的重力势能的差．
②动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴的能的形式，统称为机械能．
㈡ 研究不同形式的机械能的相互转化
我们在初中学过，自然界中存在各种不同形式的能量——动能和势能、内能、电能、化学能、核能等；各种不同形式的能量之间可以相互转化；?转化过程中总能量守恒．由此我们了解到在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能相互转化的情况．
演示实验1：自由落体运动．
在演示实验的同时与学生一起分析：物体在自由下落过程中，高度越来越小，速度越来越大，也即物体的重力势能减小，动能增大，这时重力势能转化为动能．
演示实验2：竖直上抛运动．
分析：物体在上升过程中，重力势能增大，动能减小，这时动能转化为重力势能．物体在下降过程中，重力势能减小，动能增大，这时重力势能又转化为动能．
演示实验3：重物＂自动＂上坡运动．
请学生仔细观察图1所示的实验现象，讨论重物为什么会＂自动＂上坡．认真观察实验的同学会得出：表面上看似重物上坡，而实际上在这个过程中，物体的重心却是下降的，所以在此过程中，重心的高度还是越来越低，速度越来越大，即物体的重力势能减小，动能增大，还是重力势能转化为动能．
（前三个演示实验教师引导学生一起分析，后三个演示实验主要以学生观察分析为主）
演示实验4：单摆在平衡位置两侧的摆动．
演示实验5：水平方向的弹簧振子（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可）在平衡位置两侧的振动．
演示实验6：翻滚＂过山车＂的实验，装置如图2所示．
教师依次在演示以上三个实验的过程中，学生注意观察并回答物体在运动中动能和势能（演示4、5两个实验中，要注意是动能和弹性势能之间的相互转化）的变化情况．
教师归纳并作板书：
物体在运动过程中，随着动能增大，物体的势能减小；反之，随着动能减小，物体的势能增大，动能和势能之间是可以相互转化的．
㈢ 研究机械能守恒及其条件
设问：上列各运动过程中，物体的动能和势能都在发生转化，一种能量减少的同时另一种能量在增加，那么，是否减少的能量刚好等于增加的能量？或者物体的动能和势能的总和是否保持不变，即机械能是否守恒？我们来做一个定量分析．
教师讲解：以只有重力对物体做功的自由落体运动为例，证明机械能守恒及其条件．
如图3所示，设一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点（初位置）时速度为v1，下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为v2．分析物体由高度h1下落到高度h2过程中机械能的变化．
引导学生思考分析，教师在黑板上写出推导过程，得到机械能守恒的数学表达式 ⑴
引导学生分析式⑴所反映的物理意义，并小结：在自由落体运动中，重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变．
递进设问：上述结论是否具有普遍意义呢？作为课后作业，请同学们进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况．
教师归纳：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能可以相互转化，而且机械能总量保持不变．
递进设问：在只有弹簧弹力做功的情况下，物体的机械能是否守恒呢？
教师重复演示实验5，请同学们注意观察弹簧和小球组成的系统的机械能在转化过程中是否守恒．
教师归纳：在只有弹簧弹力做功的情况下，物体的动能和弹性势能可以相互转化，而且机械能总量保持不变．
给出机械能守恒的表述及数学表达式并作板书．
㈣ 例讲
学法导引1 做实验提出问题．
重复演示实验6：小球沿斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，在实验中发现，小球下落的高度低于某一位置时，小球不能在圆轨道内做完整的圆周运动，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，则小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦．
学法导引2 从现象到本质，给出思路．
(1)小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动，对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求？
(2)从小球沿斜轨道滑下，到小球在离心轨道内运动的过程中，小球的机械能是否守恒？
(3)如何应用机械能守恒定律来解决这一问题？如何选取物体运动的初、末状态？
学法导引3 运用规律求解结论并作板演．
学法导引4 从个别到全体推至一般．
在中学阶段，由于数学工具的限制，我们无法应用牛顿运动定律解决小球在离心圆轨道内的运动．但应用机械能守恒定律，可以很简单地解决这类问题．
㈤ 全课总结
本课学习，我们通过演示实验归纳总结了动能和势能之间可以发生相互转化，了解了在只有重力做功或只有弹簧弹力做功的情况下，物体的机械能总量不变．通过简单的实例分析、加深对机械能守恒定律的理解．
［板书设计］
主黑板
动能：
一、机械能 重力势能：
弹性势能：（可作介绍）
二、动能和势能之间可以发生相互转化
三、机械能守恒定律
1．表述：
① 在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．
② 在只有弹簧弹力做功的情况下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．
2．数学表达式：
副黑板
（如图3所示）
由动能定理可得：
取地面为参考平面，由势能定理可得：
由以上两式可得：
移项后可得：
或者：
（演示实验6的物理过程如图4所示）
取离心轨道最低点所在平面为参考平面，开始时小球具有的机械能：E1 = mgh
通过离心轨道最高点时，小球速度为v，此时小球的机械能为：
根据机械能守恒定律：E1 = E2
故：
小球能够通过离心轨道最高点，应满足：
由以上两式解得：
关于《变压器》难点教学的反思
李卫志 （浙江省象山中学 315700）
对教材变动的思考
高中物理第二册教材（人教社1995年第一版）对变压器U1:U2=n1:n2公式的得出采用实验探究的方式，做过这一实验的人都知道：由于实际变压器铁芯的漏磁和原、副线圈电阻的实际存在，以及二个演示用的电压表测量误差不完全相同，都会影响实验结果准确性，有时偏差还很大，这样草率地得出公式，显然缺乏科学的严谨性。
现行全日制普通高级中学教科书物理第二册（人教社2003年第一版）对变压器U1:U2=n1:n2公式的得出，放弃了实验探究的方法，而是采用理论推导的方法，这固然增加了知识得出的严密性，但给学生的学习带来了二个困惑, (1)请看教材中的描写：“……原线圈和副线圈中的电流共同产生的磁通量，绝大部分通过铁芯，只有一小部分漏到铁芯之外。在通常的计算中可以忽略漏掉的磁通量，认为穿过这两个线圈的交变磁通量相同，……”对此学生既没有相应的实践性经验，又没有相关的理论知识基础，要接受这部分知识学生感到很困难。因为学生已有的知识是通电线圈相当于一个条形磁铁，外部磁感线是分散的，因而很自然地产生了为什么铁芯能使磁感线绝大部分通过铁芯的疑问。(2) 再看教材中的描写：“……在原线圈中，感应电动势E1起着阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端的电压U1的作用相反。原线圈的电阻很小，如果忽略不计则有U1=E1。……”由于学生没有学过反电动势的概念，若不进行实际的实验操作，学生很难理解不计内阻的线圈两端为什么会有电压，且U1=E1？
这两个困惑若不解决，就会直接影响学生对变压器U1:U2=n1:n2公式的导出，以及对公式的深刻理解和正确的运用，因此采用适当的方法合理解决学生思想上的这两个困惑就成了这一节课的两个教学难点，也是学生能不能顺利学好变压器这一节重点内容的关键。
教学中对教材的处理
对上述二个难点的教学，有相当一部分教师是采用回避的态度，通常用一个教学用可拆变压器，拆开后让学生一边观察一边自己阅读理解，或老师“照本宣读”，这样学生理解不透；也有一部教师利用一个教学用可拆变压器，一边拆开，一边仔细地解释各部分的作用，由于学生没有相应的实践经经验和相关的知识基础，学生听起来就像云里雾里，摸不着头脑。有一次我听一位教师讲这一内容就是这么处理的，尽管这位教师费了很多口舌，想努力讲清楚，但学生就是越听越糊涂，课堂气氛也越来越沉闷，这种沉闷与老师的侃侃而谈极不相称，为什么呢？我认为此时无声胜有声，这是对问题听不懂、不理解的一种表现，也是学生对老师授课不认同的无声抵抗，从课后许多学生立即对此提出的种种疑问可以证明这一点。
教学反思后的教学设计
为了使学生对这两个困惑有足够的认识和理解，我采用了实践探究与科学猜想相结合的方式，具体设计如下：
（课前将教学用可拆变压器先拆开，存放于学生看不见的地方；上课时，根据讲课需要的先后次序一一展示。）
演示1：先按图1、图2、连接线路。图1中用交流电源供电，电压表V1测线圈两端的电压；图2中用直流电源供电（数值与图1中交流电的有效值相同），电压表V2测线圈两端的电压。（教师边引导边演示，学生边观察边记录）观察到电压表V1读数较大，而V2读数较小。
根据实验结果，教师提出问题：谁能解释两个电压表读数不同的原因？
学生：图2中虽然无感应电动势，但有电阻存在，根据欧姆定律其两端有一定的电压；图1中的线圈与图2相比多了感应电动势的存在，可以肯定V1有读数比V2明显大，跟这一感应电动势有关。
教师：这位同学说得对，那么我们现在来猜测一下，如果线圈没有电阻，这两个电压表读数又如何？
学生：根据欧姆定律，V2应该没有读数，而V1有读数是因为图1中的线圈仍有感应电动势产生。
教师：很好。从等效电路的角度看，图2中的线圈有感应电动势产生，相当于一个被充电的电源，其电动势E1与加在原线圈两端的电压U1作用相反，等效电路如图4所示，因此当电源内阻不计时，电源两端的电压U1=E1。
演示2：将无铁芯的线圈1、2并排放着，线圈1接交流电源，线圈2接交流电压表，接通电源（如图4），让学生观测电压表的读数很小，几乎发现不了。
教师：这说明了什么？
学生：说明了线圈2中产生的感应电动势很小，根据法拉第电磁感应定律可知：线圈2中的磁通量变化率很小。
教师：对。那么在不改变电源电压、频率、线圈匝数的情况下，采用哪些方法可使线圈2产生的感应电动势增大？
学生：（首先想到的）将线圈2向线圈1靠拢、将线圈2叠在线圈1的正上方。
教师：（根据学生的提议逐一进行实验验证）实验结果显示，大家的方法可行，但你知道这是为什么吗？
学生：上述做法可以使线圈2穿过的磁通量增加，从而也增加了线圈2中的磁通量变化率，因而线圈2产生的感应电动势也就增大了。
教师：（及时总结并进一步引导）好！让我们观测下面几幅示意图（如图5），这位同学说得非常正确。那么在不改变线圈1、2之间的距离时，又如何使线圈2中的感应电动势增大呢？
学生一下子想不到有更好的方法。此时教师引导学生想象：刚才是磁感线“不动”，而移动线圈使穿过线圈2的磁通量增加；现在能不能让线圈不动而让磁感线“动”起来，使穿过线圈2的磁通量增加呢？
演示3：教师拿出一个不闭合铁芯，把线圈1、2套在铁芯上，再重做上面如图4的实验，结果电压表的读数增加十分显著，学生感到惊讶；此时教师再把铁芯再闭合，电压表的读数就增加得更大，到此，学生的情绪更加激动和兴奋。
正当学生的好奇、兴趣被激发起来的时候，教师提出问题：为什么闭合铁芯有这么好的效果？于是学生的好奇、兴趣就转化为思索的强大动力。此时教师向学生介绍闭合铁芯能使磁感线绝大部分通过铁芯已是水到渠成的事了，学生接受起来也并不感觉到那么生硬了。
实践证明，通过这样的教学处理，可以使学生对结果非常信服，不会感到难以理解，并且使课堂气氛也非常的活跃，大大加强了课堂师生之间的互动；与此同时学生不仅学到了变压器
的结构、原理，也为变压器电压比U1:U2=n1:n2公式的得出铺平了道路。
图5
教学后的思考
我在教学反思的过程中始终思考这样两点：
1、教师到底应怎样去进行教学研究？研究的目的究竟是什么？上述两种不同的教学效果使我认识到，教师进行教学科研的出发点和归宿点应该是：不但提高自己的教学水平，解决教学中出现的实际问题，而且还要将教研成果应用到实际教学中，使学生的学习成绩和能力得到全面提升，从而更好地提高教学质量。因此可以说，教师的教学科研实际上就是要认真研究教材，研究新课程标准，研究学生，设计好每一堂课及每一个问题，上好每一节课，从实际教学中发现问题，通过不断反思教学中存在的问题，达到提高教学水平和提高教学质量的目的。
2、“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”物理教学要加强实验，这是具有卓越远见的教育家一再呼吁的，也是新课程标准非常关注的。如何加强实验教学，这也是教学研究中的一个永恒的课题。我认为：实验作为物理教学的基础，不仅要完成课程设置的所有演示实验和学生实验，还要将实验渗透到教学的各个环节，物理概念的建立、物理规律的总结，物理问题的提出与解决，物理知识的复习与考试，以及研究性学习过程等等，都要运用实验，透彻地理解知识，培养动手操作能力，发展动作思维，引发抽象思维，让物理课堂成为训练学生手脑并用的场所。
关于对作业评改与反馈的思考
在平时做物理习题时，经常看到有些学生与学习尖子对答案的情况。有的学生发觉人家对答案时，就倾耳细听，当自己的答案与权威人士的答案一致时，就会发出会心的微笑，沾沾自喜。为了改变这种重答案、轻过程的情况，我布置了这样一道习题。
质量m=6kg的物体，放在水平地面上，物体与地面的滑动摩擦系数μ=1/3，在与水平方向夹角θ=37o的外力F作用下，物体在水平方向做匀加速运动，加速度a=5m/s2。如图1所示。求外力F的大小（g取10m/s2）。
学生解出的答案都是相同的，即F=50N。但是，有三种不同的解题过程：
解1：F-μmg=ma, F=m(μg+a)=6(1/3×10+5)=50（N）
解2：Fcosθ-μFsinθ=ma, F=ma/( cosθ-μsinθ)=6×5/(0.8-1/3×0.6)=50(N)
解3：Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）=ma，
F=m（μg+a）/( cosθ+μsinθ)=6（1/3×10+5）/（0.8+1/3×0.6）= 50(N)
练习发回去后，有的学生看看自己的答案也是50N，却吃了一个大红“×”，心里有点儿不服气。为此，对各种解题过程进行分析、对比、讨论，最后总结出如下几个错误的原因：
受力分析不全面，解2中漏去了重力。
弹力既不等于重力（如解1），也不等于Fsinθ（如解2），而是等于mg-Fsinθ。总之，弹力概念模糊。
关于力的方向，一般以加速度方向为正，与加速度同方向的力取正，与加速度反方向的力取负。解1中F与a的方向不一致。
经过一番分析、总结后，解错的学生不仅改正了错误，加深了受力分析、牛顿运动定律的理解，而且对改变重答案、轻过程的不良习惯，起了很能大的鞭策作用。
教学实践使我们深刻地体会到，作业评改是多么重要。试想：如果我们在批阅作业时，也只看答案而不看过程，轻易地在练习本上打“×”或“√”，其后果是可想而知的。
我们知道，教学系统是由教材、教师和学生三个要素构成的一个信息系统，教学过程是信息的传输、贮存、反馈和控制的过程。作为知识客体的教材，只有通过作为介体的教师的传授过程，把存贮状态的信息转换为传输状态的信息；而作为主体的学生的学习过程，又要把传输状态的信息转达换为存贮状态的信息。学习目标的实现，教学效果的优劣，与信息转换的控制作用密切相关，而控制作用又主要靠信息反馈来实现。由此可见，反馈是教学过程中十分得要的环节。教学系统的信息传输过程，如图所示。
思维科学和信息科学是密切相关的科学，思维过程就是信息的传递、贮存、加工和运用的过程。提取信息在输出过程中的偏差、错误等，作为新的信息源再输入大脑，进行重新加工，由浅入深，去伪存真，从而减少信息的失真度，改善信息的真实性，进一步提高信息的可靠性。这种思维活动方式，叫反馈思维。
教师提取反馈信息的途径（信源或信道）是多方面的，如提问答疑、作业评改、检测考试、实验操作等。善于提取反馈信息，强化反馈思维，实现教学过程最优化，这是教师的一项基本功。本文就作业评改方面举几个教学实例加以说明。
未雨绸缪，进行前置反馈
学生获得的信息有可能出现差错，而又未出现差错时，教师发出控制信息，防止即将发生的差错，这种反馈叫前置反馈。在教学活动中，教师要做一个有心人，经常记摘、分析学生常犯的错误，积累、总结自己的教学经验，以前车之辙教戒学生，打预防针，增强免疫力，就可以防止某些错误的产生。
实例之一：柔软细绳的弹力方向总是沿着细绳，而硬棒的弹力方向却不一定沿着硬棒。这是不少学生容易混淆，经常搞错的。为了澄清认识，预防错误的产生，在学习弹力概念以后，根据平时积累的资料，编拟下列这道题组，通过学生练习、教师评改，强化学生对弹力方向的认识。
图（2）中小球的小球质量m=0.5kg,θ=30o。图2（a）中的小球用均匀的细硬棒AB连接，并固定于墙上，处于静止状态；图2（b）中小球用均匀的细硬棒连接，关固定在小车上，小车的水平加速度a=g；图2（c）中小球用均匀细硬棒AB、CB连接在B点，A、C两端铰接在墙上，BC段水平，处于静止状态。在这三种情况下，求AB棒的弹力方向。
解：图2（a）中小球受重力和弹力作用而静止。由两力平衡条件可知：AB棒的弹力N=mg=4.9牛顿，方向竖直向上（如图3（a）所示）。由此可见弹力的方向并不沿着硬棒。
图2（b）中小球所受的重力G和弹力N的合力产生加速度，设弹力方向与竖直方向夹角为θ′，则：tgθ′=a/mg=1
∴θ′=45o N= mg/cosθ′=mg=6.9(牛顿)
所以，AB棒的弹力与竖直方向夹角为45o，并不沿着棒的方向，如图3（b）所示。
如图2（c）中AB棒的弹力方向可用迭加法求得。在ABE区域内，如图3（c）所示。具体解法请读者思考。
实例之二：关于动量守恒定律的各个速度，也是一些学生经常搞错的难点所在。查阅、整理学生作业的病历卡，把往届学生常犯的错误展示出来，让大家进行讨论辨析，深化学生对动量守恒定律的理解，把类似的错误消灭在萌发以前。如下题：
炮车的质量为M（不包括炮弹的质量），以速度V0沿水平地面匀速前进。若炮车将质量为m的炮弹，以相对于炮车为V1的速度水平向前发射，求炮车的速度变为多少？
在水平方向，炮车受到外力可以不计，所以系统（炮车和炮弹）的动量守恒。设炮车的速度变为V2，用动量守恒定律列式时，有如下四种不同的解答：
解1：（M+m）V0=MV2+mV1 ∴V2=[（M+m）V0- mV1]/M
解2：（M+m）V0=MV2+m（V1+V0） ∴V2=[（M+m）V0- m（V1+V0）]/M
解3：（M+m）V0=MV2+m（V1+V2） ∴V2=V0- mV1/（M+m）
解4：（M+m）V0=-MV2+m（V1+V2） ∴V2=（M+m）V0/（m-M）- mV1/（m-M）
将上述四个不同的解法列出，组织学生进行课堂讨论，通过辨析、评讲，最后达到如下几点共识：
各速度都必须是相对于同一参照物的速度，即关于参照物的速度的同一性。
等式两边的速度是系统中各物体在相互作用前后同一瞬时的速度，即关于初、末状态的速度的同时性。
速度按规定的方向取正、负号：与选定方向相同的速度取正号，与选定方向相反的速度取负号，即速度的方向性。
由于对动量守恒定律获得较为深刻的理解，在以后的应用中就可避免产生这类错误，起到防患于未然的作用，实现了前置反馈的良好效果。
剖析错误，进行即时反馈
信息的传递是需要一定的时间的，提取反馈信息和发出调控信息，直到纠正错误，总有一个时间差。学生在获取知识和运用知识的过程中，有些似是而非的错误是难免的。教师的职责在于及时地发现错误、剖析错误，并且严格要求学生及时地更正错误，把错误消灭在萌芽状态。否则，将会像滚雪球一样，愈滚愈大，不可收拾。所以，我们就该尽量缩短反馈与纠错的时间差，及时地进行、纠错，避免小错酿成大错，防止错误扎根，以致难以收拾。
实例之三：直流电动机的额定输出功率为1千瓦，内电阻为4欧姆，接在电压为220伏特的电路上。当电动机正常运转时，通过电动机的电流强度是多少？
由于学生对部份电路欧姆定律比较熟悉，全电路欧姆定律是新学内容，还未真正透彻理解，所以，往往用部份电路欧姆定律去解。但是，在运用部份电路欧姆定律解题时，对各个物理量（I、U、R、P）的意义弄不清楚，从作业相上发现有以下几种错误解法：
解1：I=U/R=220V/4Ω=55A
解2：I=P/U=1000W/220V=4.6A
解3：因P=I2R，则I==5.8A
发还作业本后，先进行讲评，分析各种错误及其产生的原因，然后给予指点、启发，并要求学生立即订证，做出正确的求解。
解4：根据电动机的输入功率、输出功率和消耗功率的关第，可得方程：IU=P+I2R
代入数据，则220I=1000+4I2
化简后得I2-55I+250=0解此一元二次方程得：I1=5安；I2=50安
其中I2是启动电流。因为启动时电动机的输出功率为零，输入功率等于消耗功率。所以，正确答案是I=5安。
有些学有余力的学生还加以验证，证明解4的正确性。
证1：电动机的反动势ε=P/I=1000W/5A=200V
电动机的内电压V内=Ir=5×4=20（V）所以符合U=ε+V内
证2：ε=P出/I=200V，则I=（U-ε）/R=（220-200）/4=5A，与解4一致
证3：ε=P出/I=200V
则电动机内阻r=（U-ε）/I=（220-200）/5=4Ω，与题设条件一致。
经过这样一番作业、评改、反馈、分析、改错、验证后，错误已得到更正，对概念和规律的模糊认识也基本澄清，为后继教学扫除了障碍，就可以进入新的教学阶段了。
实例之四：汽车有两种不同的运动方式：在恒力作用下的匀加速匀加速直线运动和以恒定功率做非匀变速直线运动。对这两种运动的规律及特点，许多学生是混淆不清的，在解题时往往乱套公式而造成错误。我们在批改作业时，就要把典型的错误摘录下来，及时地加以分析、改正。如下题：
某汽车从静止开始以恒定功率行驶，经过40s钟前进了400m后，速度达到最大值，以后就做匀速运动。汽车所受的摩擦阻力始终是车重的0.05倍。求汽车运动的最大速度。
解1：S=（1/2）at2 Vm=at
由以上两式解得Vm=20m/s
解2：F=ma F=μmg Vm=at
由上列三式解得Vm=20 m/s
解3：（P/Vm-f）S=（1/2）mVm2
（P/Vm-f）t=mVm
由上列两式解得Vm=20 米/秒
分析以上三种错误解法，找出引起错误的原因，从而寻找为寻求正确解法消除了障碍，正确的解法也就水到渠成了。
解4：汽车以恒定功率P行驶时，牵引力F是一个变力。当汽车的速度达到最大值Vm值，加速度为零，牵引力等于摩擦阻力，则P=FVm F=μmg
由于汽车牵引力是变力，只能用动能定理求解，则：
Pt-μmgS=（1/2）mVm2
将上述三式化简，得：Vm2-2μgtVm+2μgS=0
代入数据，解得Vm=20米/秒。
通过这样的作业评改，充分地发挥了反馈思维的作用，使失误真正成为成功的先导，实现了错误向确的转化，取得了较为满意的教学效果。
前后联系，进行延时反馈
学生在学习物理，产生某些失误或偏差，虽然教师给予改错、讲评、指下，但是，往往难以奏效。在这种情况下，就要让学生自己在偏差的思路上“碰一碰南墙”，在错误的泥潭里拔一拔双脚，切身感受陷入错误的滋味，然后再拉一把，给予点拔和引导，从山穷水尽的困境走向柳暗花明的坦途，享受成功的喜悦。这种先错后纠，延时反馈，也不失为是有效的教学方法之一。
实例之五：如图4所示，三角形物块ABC，固定在地面上，∠A=30o,∠B=45o，C点有一个定滑轮，用细线系着两个质量分别为m1=4kg，m2=2.2kg的物体，物体与斜面之间的摩擦系数为μ=0.1。求这两个物体的加速度。
由于思维惯性的作用一般都能用运隔离法，分别对m1、m2进行受力分析，根据牛顿第二定律求解。
解1：设m1沿斜面向上运动，m2沿斜面向下运动，列方程： 图 4
m2gsin45o-μm2gcos45o-T=m2a
T-m1gsin30o-μm1gcos30o=m1a
代入数据，可以求得a=-1.5m/s2。负数表示加速度的方向与假设的方向相反，即m1沿斜面向下运动。m2沿斜面向上运动。
学生求得结果，自以为正确无疑。我却在作业本上写下批示：请你验证一下答案的正确性，重新求解。于是，就有了第二种解法。
解2：设m1沿斜面向下运动，m2沿斜面向上运动，列方程：
m1gsin30o-μm1gcos30o-T=m1a
T-m2gsin45o-μm2gcos45o=m2a
代入数据，又求得：a=-1.11m/s2。负号表示m1沿斜面向上运动，m2沿斜面向下运动。上述两次求解所得结果相互矛盾，学生的思维已陷入了左右受阻、四面受困的境地。此时学生期望教师启发、指导的心情是非常迫切的，有的学生就急不可待地向老师求教。在这样的情况下，教师给予点拔，效果就非常明显。因此，教师可以启发学生用整体法来解，即将m1、m2及细线这一整体作为研究对象，进行受力分析，并定量计算，学生就很快得出：
m1gsin30o< m2gsin45o+μm2gcos45o+μm1gcos30o
m2gsin45o< m1gsin30o+μm2gcos45o+μm1gcos30o
所以，物体m1、m2都处于静止状态，则a=0，终于得到了正确的结果。不仅面功地解决了问题，而且对整体法解题的优越性好有所体会。吃一堑，长一智。解力学习题惯用隔离法的定势受到抑制，灵活选择解题方法的意识进一步增强，从而逐步实现力学解题的教学目标。
实例之六：高中学生学了力学之后，在解力学习题时，由于牛顿第二定律忆根深蒂固，又受思维定势的影响，往往不加分析与思考，总是习惯于用牛顿第二定律结合运动学公式进行解题，而不会选用动量定理及动量守恒定律、动能定理及机械能守恒定律解题。我们知道，用动量定理及动量守恒定律、动能定理及机械能守恒定律解题却是比较简便的。为了系统完整地掌握力学知识，克服思维定势的消极影响，培养分析问题、解决问题的能力，在力学教学过程中，可以配合延时反馈，纠正偏差，逐步实现力学的教学目标。如下题：
在光滑的水平面上，放着质量为M的木块，质量为m的子弹，以水平速度V0射向木块。设木块对子弹的阻力f恒定，与速度无关。求子弹射入木块中的深度。
这是一道典型的基础题，通过变换迁移，可以演变成许多种物体相互作用的问题。运用各种途径、思路去解这类问题，并且能选择最简捷的方法解题，是学生应该熟练掌握的基本技能。但是，学生看到这个问题，总是习惯牛顿第二定律来解。
解：设子弹对地的位移为S1，木块对地的位移为S2。子弹射入木块的深度为d、子弹射入木块后的共同速度为V，这个过程所经历的时间为t。如图5所示。
子弹射入木块的过程中，加速度、位移、末速度分别为：
a1=-f/m S1=V0t+a1t2/2 V=V0+a1t
木块获得的加速度、位移、末速度分别为：
a2=f/m s2=a2t2/2 V=a2t
由图5可知位移关系为：d=S1-S2
联立上述七个方程，可求得：
d=mMV02/2f（m+M）
这种解法对于熟练牛顿第二定律的运用是有一定意义的。但是，在学完力学以后还是这样解题，就不可取了。我们应该启发、引导学生用动量和功与能的知识来解。
子弹和木块这一系统，只有内力（阻力）作用，合外力为零，所以系统的动量守恒，则：
mV0=（M+m）V
子弹和木块这一系统，因克服阻力做功，损失了一部分动能，根据功与能的关系可得：
fd=mV02/2-（m+M）V2/2
由以上两式可以得： d=mMV02/2f（m+M）
通过这样鲜明的繁与简的强烈对比，学生对解力学问题的三条途径，即牛顿第二定律、动量定理及及动量守恒定律、动能定理及机械能守恒定律，它们的条件与适用范围有了更深刻的理解。有的学生还能回过头去，用动能定理及机械能守恒定律推导、论证竖直上抛运动公式等。这样前后呼应的教学艺术，正是延时反馈功能的生动表现。
前置反馈，即时反馈和延时反馈，各有独特的功能和效果。在物理教学中，充分运用各种方式的反馈思维，使其相互配合，相得益彰，这是一种教学艺术，值得我们在教学实践中不断积累，在教学研究中继续探索。
教学案例 法拉第电磁感应定律
宁波四中 张宏
课程背景:
“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础。从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。
鉴于此部分知识较抽象，而我的学生的抽象思维能力较弱。所以在这节课的教学中，我注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简，力求通过诱导、启发，使同学们艰利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新概念，力求通过明显的实验现象诱发同学们真正的主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认识。
课程详述：
教学目标：
知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。
通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力。
通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步定量揭示电与磁的关系，培养学生类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。
使学生明确电磁感应现象中的电路结构，通过对公式E=nΔφ/Δt的理解，引导学生推导出E=BLv，并学会初步的应用，提高推理能力和综合分析能力。
通过介绍法拉第的生平事迹，使学生了解法拉第探索科学的方法和执著的科学研究精神，教育学生加强学习的毅力和恒心。
教学重点：
法拉第电磁感应定律的建立。
教学难点：
磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。
理解E=nΔφ/Δt是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相对于Δt时间内的平均值，而E=BLv是特殊情况下的计算公式，计算结果是感应电动势相对于速度v的瞬时值。
教具：
演示用的电流表，螺线管，条形磁铁（磁性强弱各一条），直流电源，滑动变阻器，导线若干。
多媒体大屏幕投影仪，自制的幻灯片。
课前准备：
要求学生复习上节课的三个演示实验，预习本节课的内容，通过复印资料阅读《教案》中的参考资料《法拉第的划时代发现》一文。
教学设计：
本节课的教学过程在于要求学生掌握法拉第电磁感应定律中的各个物理量内涵，要求学生理解并能运用E=nΔφ/Δt和E=BLv这两个公式。由于我的学生的分析能力与抽象思维能力较弱，因此我运用实验教学的方法来进行教学。通过比较实验装置的差异，引导学生得出相同的原因，帮助学生理解感应电动势的概念（如实验一）；通过比较实验中个别因素的差异而引起的变化，引导学生定性得出E与Δφ、Δt、Δφ/Δt的关系，从而为进一步学习法拉第电磁感应定律打下基础（如实验二、三、四）。在教学过程运用观察、比较与设计的手段，充分调动学生这个主体，使他们有强烈的兴趣去思考、去推理、去学习课程内容。
1．感应电动势：
将图<1>，图<2>用投影仪展示，并设问：图中电键S均闭合，电路中是否都有电流？为什么？
演示实验一：对照图<1>安培表指针偏转；对照图<2>电流计指针不动，但当条形磁铁位置变动时，电流计指针偏转，表明回路中有电流。
启发学生回答：图<1>中产生的电流是由电源提供的，图<2>中产生的是感应电流。
教师引导：由恒定电流的知识可知，闭合电路中有电流，电路中必有电源。对比图<1>，图<2>提问，图<2>中的电源在哪里？用投影仪展示图<3>，启发学生回答：图<2>中的线圈就相当于是电源，在磁铁插入线圈的过程中产生了电动势。
教师总结：（用图<1>，图<2>装置进行演示说明）我们把电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2．影响感应电动势大小的因素：
演示实验二：按图<2>所示装置将相同的磁铁以不同的速度从同一位置插入线圈中，观察并比较电流计指针的偏转情况。
诱导学生观察与思考：两次插入过程穿过线圈的磁通量变化是否相同？电流计指针偏角是否相同？偏角大说明什么？原因是什么？
引导学生归纳：电流计的指针偏角大，说明产生的电流大，而电流大的原因是电路中产生的感应电动势大。由于两次穿过磁通量变化相同，穿过越快，时间越短，产生的感应电动势越大，说明感应电动势大小与发生磁通量变化所用的时间有关，且在磁通量变化相同的情况下，所需时间越短，产生的感应电动势越大。
演示实验三：按图<2>所示装置用两个磁性强弱不同的条形磁铁分别从同一位置以相同的速度插入线圈中，观察并比较电流计指针的偏转情况。
诱导思维：两次插入过程中磁通量变化是否相同？所用时间是否相同？电流计指针偏角是否相同？偏转角大说明什么？原因是什么？
引导学生归纳：两种情况所用时间相同，但穿过线圈扔磁通量变化不同，电流表的偏转角不同，而产生的感应电动势大小不同。说明感应电动势的大小还与磁通量的变化有关，即在相同的变化时间情况下，磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。
演示实验四：按图<4>所示装置连接电路，将滑动变阻器的滑动头以大小不同的速度从一侧滑至另一侧，观察电流计指针的偏转情况。（教师介绍实验装置）
诱导学生思维：两次滑动过程中穿过线圈的磁通量的变化量是否相同？所用时间是否相同？电流表的指转角是否相同？偏转角大说明什么？其原因是什么？
引导学生分析与归纳：（1）快滑比慢滑在相同的时间里流过线圈L1的电流变化大，引起穿过线圈L2的磁通量变化大，即ΔΦ大；（2）快滑比慢滑所用的时间短，即Δt小；（3）快滑与慢滑相比，磁通量变化大而所用时间短，即单位时间磁通量变化多；（4）快滑与慢滑相比，电流计指针的偏角不同，即产生的感应电动势不同，即在单位时间内磁通量变化越多，产生的感应电动势越大。
以上现象的分析与归纳都应在教师的引导下，由学生主动的观察实验结果，分析实验现象，归纳出有关的结论，切忌由教师讲解。教师概括、归纳、总结学生的结论，使学生清晰思路。
通过以上三组实验可知：当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大，即单位时间内磁通量的变化越多，或者说磁通量的变化率越大时，线圈中产生的感应电动势就越大。
法拉第电磁感应定律
内容：电路中产生的感应动势大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
要求学生写出表达式：E=kΔΦ/Δt
启发学生运用学过的知识来处理比例系数k，使k=1 （1v=1wb/s）这样上式可写成：
E=ΔΦ/Δt
问题情景一：如图<5>示。线圈L由导线绕制成n匝，当穿过L的磁通量变化率为ΔΦ/Δt时，则线圈L中产生的感应电动势为多少？
启发学生得出计算感应电动势的普遍意义的公式E=nΔΦ/Δt。
问题情景二：如图<6>示，把矩形单匝线圈abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面和磁感线垂直。设线圈可动部ab的长度为L，以速度v向右匀速平动，则线框中产生的感应电动势为多少？
问题研究：（启发学生推导）导体ab向右运动时，ab棒切割磁感线，同时穿过abcd面的磁通量增加，线框中必然要产生感应电动势。设经过极短的时间Δt，导体ab运动的距离为vΔt，穿过线框abcd的磁通量的变化量为BLvΔt，线圈匝数n=1，代入公式：E=nΔΦ/Δt中，得到E=BLv。
问题讨论：（a）图<6>的电路中，哪部分导体相当于电源？ab导体的运动v与磁感线方向B有何关系？
（b）若导体运动方向与导体本身垂直，但与磁感方向不垂直，设v与B夹角为θ，又如何计算感应电动势的大小呢？
引导分析：（启发同学们得出计算结论）将速度v沿垂直于磁感线方向的速度分量v1=vsinθ---在切割磁感线，产生感应电动势，而平行于磁感线方向的分量v2=vcosθ---不切割磁感线，不产生感应电动势。
此时，导体产生的感应电动势E=BLv1=BLvsinθ
以上结论都应当是教师启发学生进行推导与演算，可请基础好的、思维能力强的学生在黑板上演示推导过程与结论，切不可教师包办。
课后补课的作业，旨在要求学生能在课后认真复习，挖掘课程内容的更深刻的意义，同时又可培养学习的兴趣。
探究题：试讨论法拉第电磁感应定律的计算公式E=nΔΦ/Δt和推导公式E=BLv各有什么特点？
复习题：请在探究题的基础上，写一篇关于本节课所学知识的小结。
课后反思：
1、本课题内容应安排二课时，课后应视同学们的作业情况再安排一课时的整理与习题，力求使学生真正理解与掌握知识的内涵。
2、课程教学过程中，应做到通过学生自己的实验观察、探究知识的结构和内容，教师应起到引导、纠正学生的思路，同时创造实验环境、大胆鼓励学生进行思考、分析，从而理解教学内容。
3、实验过程中，教学要求应清楚明确，应做到：
提示学生仔细观察实验现象，完整地分析实验的现象。
提醒学生在实验过程思考哪些因素保持不变，哪些因素发生变化，对实验现象与结果有什么影响。
鼓励学生大胆与分析和总结。
教师实验以前要考虑到实验过程中的一些负面因素，尽可能减少负面影响。如实四中滑动变阻器滑动头滑动时可能现象不明显等。所以课前准备要充分。
4．教学过程中没有强调与E=BLvcosθ这两个关系式
的适用范围，而是布置了课后作业。我想这不但不会影响教学的完整性，反而能提高课后继续探究的兴趣。而且凭学生的数学能力和物理知识，完全能够得出正确结论，从而能提高大多数学生的学习兴趣。
5、本课程内容多，对学生实验与分析能力和综合素质要求高，可能有一部分同学不能很好地跟住教学进度。这在课后作业中也会有所反映。我应在课后要更好的关心这部份同学，同时应尽可能简化教学过程但又不降低教学要求。
物理概念教学模式研究
宁波四中 林碧霞
摘 要：物理概念的教学在物理教学中具有非常重要的地位。笔者经过近几年的教学研究，在物理概念教学中认为可采用以下几种模式：“演示实验----探究”模式、“理想实验----探究”模式、“设计问题---推理”模式、“物理学史---归纳”模式。
关键词：物理概念 教学模式 研究
物理概念的建立是人们认识物理规律的起点，是探索物理世界的科学方法的基础，是解决物理问题的钥匙。物理概念的教学在物理教学中具有非常重要的地位。目前，在概念的教学中存在的主要问题是：对概念教学应达到的目的不明确；忽视概念建立的条件和背景，断头去尾，取其表而略其质；忽视概念间的相互联系，把概念孤立起来。这种教法的结果，使学生对概念只会死记硬背，不能正确理解和灵活运用。如果我们的教学中能根据物理概念的特点，以及学生的认知能力，运用认知心理学理论设计概念教学过程，必将有利于学生对概念的理解。笔者经过近几年的教学研究，在物理概念教学中认为可采用以下几种模式：
一．“演示实验-----探究”模式
方法论根据：实验方法描述概念的特征，刺激学生的知觉选择。心理学的研究表明：语言、文字、图像及不同的呈现信号，对学生的选择性知觉大脑中存储的时间的长短及提取的速度都不同。一个新颖的、明显的信号比常规的信号将更宜于记忆和提取。
教学过程
提出问题→ 设计实验→ 操作实验→ 分析实验→ 定义概念→ 概念运用
教学实例
讲“导体的电阻”时 ，学生没有直接的生活体验，就可以从演示实验入手，丰富学生的感性认识。比如让学生观察：通过导体的电流随导体两端电压的变化而变化，且当导体不变时，电流强度与电压成正比，即U/I是一个恒量；换另一个导体做同样的实验，学生又会发现U/I仍是一个恒量；但是不同于前者的另一个恒量。由实验知：对任一导体，电压和电流强度的比值为一恒量，用R表示。这个恒量就表征了导体的一种物理性质。比较两次实验结果发现，导体两端加同样电压时，通过导体的电流强度不同，也就是说电流通过两导体的难易程度不同，即导体对电流的阻碍作用不同。U/I的值越大，电流越难通过。于是得到结论：R是表征导体对电流阻碍作用的物理量，它的大小可以用R=U/I量度。但要注意：对同一个导体U、I可以改变，U与I的比值不变，既导体的电阻不决定于电压和电流强度，而是由导体本身性质决定的。
二．“理想实验----探究”模式
方法论依据：在研究物理现象的过程中，在实际实验的基础上，排除实际实验中影响物理过程的诸多次要因素后实现“理想实验”，通过理想实验分析物理现象，归纳出事物的更本质的东西，以此获得新的物理概念。理想实验对于培养学生的物理直觉、逻辑思维、分析归纳能力有很好的作用。
教学过程
提出问题→ 理想实验→ 分析实验→ 归纳特征 → 定义概念→ 概念应用
教学实例
讲“电场强度”时，从“任何力的作用都离不开物质”，引入“电场”概念。那么，电场对放入其中的电荷的力的性质如何？如何确定电场对电荷作用的性质？向学生提出问题后，引导学生以真空中点电荷的电场为例，设想用“检验电荷”进行试探，进行理想实验。发现不管条件怎么变，在电场中同一点，检验电荷受到的电场力F与检验电荷电量q之比总是相同，并且与检验电荷的性质无关，而只与电场的性质有关。物理学中就可以用F/q来反映电场对电荷作用的性质，命名为“电场强度”。
三．“设计问题---推理”模式
方法论依据：根据奥苏贝尔的同化理论，认为任何一个新知识均可以通过上位概念、下位概念和先行组织者，寻找它与旧知识的联系作为新概念的增长点，促进新知识的学习。因此学生头脑中原有知识的实质内容及其组织形式，是影响新知识学习的重要因素。在教学过程中，在分析学生已有知识的基础上，寻找新概念的悬挂点，使新概念在新知识与旧知识的比较和联系中逐步习得。
教学过程
提出问题→ 分析问题→温习旧知识→推理归纳→ 定义概念→ 概念运用
教学实例
讲“感应电动势”时，教师可以通过提问方式来复习闭合电路中电动势的概念，知道闭合回路中有电流的条件是闭合回路中有电动势。闭合电路中提供电动势的装置是电源。法拉第通过多年的实验发现当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中也会产生电流。我们把此时的电流叫感应电流。虽然回路中没有电源，但根据有电流的条件可知肯定有电动势，把在电磁感应现象中产生的电动势就定义叫感应电动势。并进一步的得出感应电动势的公式。
四．“物理学史---归纳”模式
方法论依据：因为历史上物理学家对某一物理现象、概念或规律的发现，其思维过程与今天学生认识这一问题的思路往往有类似之处，所以概念教学有时可借助于物理学史料来启发学生思维。教学实践表明，学习物理学史，可以激发学生的学习兴趣，加深对物理概念的理解。对于物理概念，只有了解了它们在历史上如何产生、形成和发展的过程，才能更深刻地理解它们的本质。
教学过程
提出问题→回顾历史→ 实验重演→ 概念发展→定义概念→ 概念运用
教学实例
讲“力是改变物体运动状态的原因”时，可以从古希腊哲学家亚里士多德的观点“力是维持物体运动的原因”说起，让学生知道这种观点认为“有力作用在物体上，物体就运动，没力作用在物体上，物体就停止运动”，而且统治了2000多年，17世纪的意大利物理学家伽利略认为物体停止运动是因为受到摩擦阻力的作用，若接触面光滑，物体将会一直运动。并介绍伽利略的理想实验的过程，再简单介绍法国科学家笛卡儿的观点，最后再介绍牛顿的第一运动定律。用变化的、发展的观点，结合物理概念发展史讲解物理概念，既符合人类认识规律，又有着故事趣味性，自然会加深学生对物理概念的理解，同时还有助于消除学生对物理概念来源的、“神秘感”。没有任何一个物理概念、定律可以被视为终极真理，人们在有限时空范围内获得的物理知识只能是近似的、相对的真理、物理学大厦只能完善，却永远不会封顶.
总之，在物理概念的教学中，教师主要通过选取适当的方法，激活学生头脑中的原有知识，同化新概念并选择信息的呈现方式，促进学生选择性知觉，使抽象的概念具体化，复杂的概念简单化，密切新概念与原有知识的联系，从而降低学生在对概念的知觉与认同上的难度。至于在物理概念教学过程中，采取怎样的教学模式、选取哪些具体事例、选择是否用现代化的教学手段……，则应根据具体情况自行确定。
