矩阵相似概念(如何使学生区分物理的相似概念)

在物理概念中，相当多的概念在形式上相似，在意义上与其他概念更相似。如果对的这些相似概念无法区分，就会导致理解上的混乱。如物体的相互作用力和物体的平衡力、动力和机械效率、惯性和惯性定律、汽化和升华、电动机和发电机等等。

接下来，我将谈谈如何让学生在学习中有效区分这些概念。

首先，在概念形成过程中进行比较

物理概念是从物理现象和物理过程中抽象出来的事物的本质特征。概念形成过程的比较涉及建立概念的目的、相关的典型物理事物或物理现象、思维过程等。一般来说，这些方面有很大程度的区别，这可以很容易地起到识别概念的作用。例如，压力和重力。压力的形成是由于相互接触的物体的相互挤压；垂直作用在物体表面的力属于弹性力；重力是地球表面附近的物体被地球吸引的力，其本质属于重力。在某些情况下，压力是由物体的重力引起的，例如对水平地面上物体的压力。此时，压力只等于物体的重力。然而，在许多情况下，压力不是由重力引起的，例如用手握住物体时对物体的压力；将图钉用力压在墙上，克服墙壁的压力推动图钉，等等。从压力和重力的产生过程来看，它们是两种性质完全不同的力。

当然，如果你在概念形成的过程中给一个场景，它会更生动。例如，当举起一桶水并把它装在饮水机上时，老师故意说：饮水机里没有水，哪个同学可以把“水”放在上面？学生们装完水桶后，老师问：刚才这位同学在装水的过程中做了“工作”吗？学生们回答说：是的。老师说：“但是他没有按照我的要求做。”。听完之后，学生们感到困惑。老师解释说：“我让他挑水，但他不仅挑水，还提水桶。”。学生们都笑着回答：水本来是瓶装的。老师说：是的，刚才这位同学做的一些工作是对水做的，另一些是对水桶做的。从做工作的目的来看，他在对水上做的工作是“有用的”，被称为有用的工作；对巴奇所做的工作是为了实现目标而必须做的工作。我们称之为“额外工作。”“有用工作”和“额外工作”的总和是这个同学完成的“总工作”。这样，学生可以很容易地比较这三个物理量的差异。

第二，概念应用的比较

功等于作用在物体上的力和物体沿力的方向通过的距离的乘积，功率是物体在单位时间内完成的功。功表示完成了多少功，而功率表示完成得多快。做更多工作的物体不一定工作得快，工作越大，力量也不一定越大。只是在同一时间，功率越高，物体做的功就越多。效率是有用功(或能量)与总功(总能量)的比率，它表示有用功在总攻击中的比例。具有相同功率的机器的效率不一定高。通过应用，学生将真正感受到这三个物理概念的联系和区别，不仅公式不同，更重要的是，它们代表了不同的评价方法。这将帮助学生认识到区别概念不应该只看表面，还应该看内涵。将易混淆性的概念应用到一些特定的情况下，通常会产生生动直观的感觉。比如热量和温度。学生们经常认为热是一种物质，温度是热的强度，热与温度成正比，温度是在热传递中传递的。只有用科学的物理概念才能解释这些现象。

第三，概念结构的比较

将易混淆的概念放置在不同或相同的知识网络结构中，比较它们的不同位置、功能以及与其他知识的关系，从而可以清楚地区分易混淆的概念。例如，惯性和惯性定律。一个木块直立在手推车上。当手推车突然被拉时，如何解释木块向后倒的现象？这是因为惯性块保持原来的静止状态并向后倒。当人们乘公共汽车时，汽车突然停下来，人们向前倾斜，这是同样的惯性现象。当悬挂的电灯不受外力影响时，它将始终保持静止。从这些可以看出，“惯性”是所有物体在任何状态下都具有的物理属性；“惯性定律”是物体不受外力作用时的运动定律。

物理概念是物理学最重要的基础，准确掌握物理概念是物理教学的关键。帮助学生理解物理概念的内涵、物理概念的外延以及相关概念之间的联系和区别，是实现物理教学目的、提高物理教学质量的前提。