应用“问题探究与建构”模型进行高中物理概念教学

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  只有掌握了物理概念,才能更好地进一步学习物理知识,所以高中概念的教学具有举足轻重的作用,本人认为可以应用问题、探究与建构模型进行高中物理概念的有效教学.
  
  “问题、探究与建构”的过程就是创建一个学生熟悉的问题情境,引导学生通过观察、实践思考、交流等活动逐步建立解决这一问题的物理模型.通过这一过程,有助于学生主动建构自己的物理知识结构,掌握高中物理的知识与技能,获得物理活动的经验,感悟物理思想方法,形成良好的物理思维习惯和应用物理知识解决问题的能力,感受物理思考的乐趣,增进学好物理的信心,获得对高中物理较为全面的体验与理解.
  
  “问题、探究与建构”过程,有利于学生从生活经验和客观事实出发,在解决具体问题的过程中学习、理解和应用物理.这一学习过程有利于改变教师讲、学生听的注入式的教学模式,将学生推到主体地位,使学生在观察、操作、实验中积极参与物理活动,在思考、探索的基础上培养学生的创新能力.同时,这一模式既有利于学生掌握物理知识的内涵,有利于提高学生解决问题的物理思维能力,体会物理的应用价值,培养物理的应用意识,增强物理学习兴趣,发展学生良好的情感体验.
  
  1创设有效解决问题的情景
  
  应从学生已有的知识经验和生活经验出发,利用多种形式积极创设生动有趣、目标明确、富有思维挑战性的有效问题情境,在探索问题的过程中,感受新知识产生的背景,理解新知识引入的必要及作用,激发学生主动参与物理活动的积极性,使学生的物理学习更为现实有效.
  
  2在解决问题的过程中帮助学生建立物理模型
  
  物理教学的过程的实质是在解决问题这个主线的引导下,让学生经历问题解决的探究过程,在此过程中建立自己的认知结构、感悟解决问题的策略,从而有效地构建问题解决的物理模型,再运用获得的知识、方法分析解决物理问题,同时,培养学生的抽象、概括及创新能力.因此,在学生探索解决问题的过程中,教师要有建模化的思想,使学生感受、理解、掌握物理知识的本质,形成物理模型以解决现实问题.
  
  3在解决问题的过程中让学生感受到解决问题的策略多样性
  
  应倡导、鼓励学生采用有创见的方法分析解决问题.拓展学生思维,让学生从多角度思考解决问题,在解决问题的过程中形成解决问题的策略,使学生感受到解决到问题优化的策略和方法.
  
  4问题呈现应体现应用化,发展学生的物理应用意识与能力
  
  应重视提出的物理问题的层次性、针对性、开放性、挑战性和应用性,使学生在物理模型的建构中,理解物理模型的价值与应用,从而对模型能够进行解释和应用,发展学生的创新能力,培养学生用物理的思维来观察世界和解决问题.
  
  物理概念一般比较抽象,对于理性思维不够强的高中生来说,接受起来有一定的难度,而如果教师在概念教学过程中去创设恰当的“情境”,不仅能帮助学生的认识比较容易地进入概念,而且能充分地调动学生对物理概念学习的积极性,使学生由好奇转变为兴趣爱好,由兴趣爱好转变为对物理概念知识的渴求.如在高一物理加速度概念教学实践中,我首先创设这样的情景:
  
  汽车性能指标:百公里加速时间(表示汽车从静止开始起加速到100公里/小时,所需要的时间)
  
  表1
  奥迪A84.9 s速度增加得最快
  奥迪A69.7 s
  奇瑞15.9 s
  货车120 s
  火车500 s速度增加得最慢
  
  从这里能够得出:可以用增加相同速度所用时间的长短表示速度增加的快慢.
  
  接着给出下列案例:
  
  表2
  飞机起飞0~300 km/h30 s
  推铅球0~17 m/s0.2 s
  炮射击时0~250 m/s0.005 s
  
  然后提出问题:如何比较这三者速度增加的快慢,以及这三者与上例速度增加快慢的比较?
  
  显然要能够比较,必须要有一个统一的标准.那这一个统一的标准是什么?类比速度的概念,我们可以用单位时间内速度增加了多少来比较速度增加的快慢,也就是速度的增加量与时间的比值来比较速度增加的快慢.
  
  根据这一思想,计算出上述8个实例每秒钟速度增加了多少m/s如下.
  
  表3
  速度增加时间每秒增加的速度
  奥迪A80~100km/h4.9 s5.7
  奥迪A60~100 km/h9.7 s2.7
  奇瑞0~100 km/h15.9 s1.7
  货车0~100 km/h120 s0.23
  火车0~100 km/h500 s0.056速度增加最慢
  飞机起飞0~300 km/h30 s2.8
  推铅球0~17 m/s0.2 s85
  炮射击时0~250 m/s0.005 s50000速度增加最快
  
  由此可得,可以用单位时间内速度增加了多少来表示速度变化的快慢.通过这样的比较,学生在探究中逐渐形成速度变化快慢的基本概念,并建构用比值法定义加速度概念的方法.我通过与学生共同分析物理过程、重现问题涉及到的情境而把学生一步一步地“带入加速度”物理情境,引导深化学生的思维,再经过进一步的反复、强化后,使学生对加速度的概念有了较清晰的认识.
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