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物理概念是客观事物的物理本质属性在人们头脑中的反映,是人们进行物理思维的基础.物理概念更是整个物理学知识体系的基础,如果把物理这门学科比作高楼大厦,那么概念就是构成这座大厦的基石.李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾强调:学好物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念.能否学好物理概念,关系到学生整体知识网络的构建和拓展,对掌握和应用物理定律也极为重要.物理概念既不好教,也不好学,为此,本文对中学物理概念教学模式进行了现状分析并对中学物理概念教学模式提出一些建议.
1 影响物理概念教学的因素
物理概念学习如此重要,所以我们首先要了解在在物理概念教学活动中,影响教学效果的因素是什么,然后对症下药,笔者认为主要是以下几方面.
1.1 概念的复杂性
高中物理概念可分为:具体概念(如力、位移、速度、加速度等)、抽象概念(如能、场、质点、光的波粒二象性等)、特殊概念(如时间、空间等).从质与量辩证关系的角度,物理概念可分为:定性概念(如机械运动、机械振动、光的干涉、衍射、电磁波等)、定量概念(如位移、速度、加速度、电场强度、电势、磁感应强度等).定量概念也叫物理量.物理量既反映出物理现象的质的特征,也从量的角度反映物理现象的性质.
正是物理概念的复杂性增加了物理概念教学的难度,是影响物理概念教学效果的重要因素.为此,物理教师针对不同类型的物理概念采用了不同的教学方法.定性概念往往通过选择题、简答题来巩固,而定量概念主要通过计算题来掌握.
1.2 物理前概念
学生学习物理概念之前,已经在生活中对客观世界有了一定的认识和了解,形成一系列物理观念,但这些观念往往是片面的、肤浅的、模糊的,有些甚至是错误的,这就是前概念,又称为日常概念.例如:物体受到力的作用才会运动、重的物体比轻的物体下落快、合力就是几个力之和、摩擦力是阻力……
物理前概念来源于生活、生产经验,但它们又是经过抽象、概况而来的,与不能反映物理现象和过程本质属性的原始实践经验不可同日而语.因此教师要正确认识前概念的影响,既要知道如何科学应用正确前概念来引导学生学习物理概念,又要了解错误前概念对学生学习物理概念的干扰与抵触作用,只有这样才能更好的进行物理概念教学.
1.3 传统概念教学的“二八”错位
传统的概念教学是在物理概念的建立和理解上所花的时间只是占整个课堂的20%,而将80%的时间花在习题训练上.这种短、平、快的战术缩短了学生的认知过程,虽然加快了教学进度但与培养学生思维能力的要求背道而驰.
传统的概念教学对80%的基础内容,只花20%的时间,而对20%的高要求的内容,却花80%的时间.新课程标准的高中课程内容是应精选学生终生学习必备的基础知识与技能,显然这种对全体学生都提出高要求是不合适的.
传统的概念教学还往往在课堂教学时只面对20%的学生,而让80%的学生在课堂上迷失方向,失去了学习物理的兴趣.这样的错位只能是精英教育而不是国民素质教育,新课程标准在课程目标上注重的是提高全体学生的科学素质.
1.4 心理因素
思维定势是指人们在思维中按一种固定的思路去思考问题.学生在解题过程中,往往被一些过去形成的方法所束缚,不能根据变化了的情况或条件及时发现新的办法,以求得问题的解决.例如摩擦力f=μN,其中N表示两物体间的正压力,但学生往往认为两物体间的正压力等于其中处于上方的那个物体的重力,从而导致出错.
还有部分学生是由于缺乏加工能力而导致物理概念的学习困难.例如机械功这个概念是比较抽象的,它反映了在力的作用下移动距离造成能量的传递或转变的物理过程.在教材上,功的定义是作用在物体上的所有力使其合外力不为零,并且使物体在力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了机械功(简称功).学生在学习机械功这个概念时,往往由于加工能力的缺乏,抓不住概念的本质方面,而对概念的外延作了些不合理的扩大或缩小,造成概念错误.
2 高中物理概念教学的对策
2.1 重视概念学习的形成过程
传统的物理概念教学将获得知识结论作为教学的主要目标,忽视了知识形成的过程,使得学生的学习行为更多的是机械记忆,而不是理性分析,从而导致学生对概念的定义背得滚瓜烂熟,却不知道概念是怎么来的,干什么用;当提到一个概念时,学生只想到定义本身,却无法与物理现象联系起来.因此,物理概念的教学必须重视物理概念学习的形成过程,对学生的学习要求从原来的重知识转变为重过程.
2.1.1 重视概念的引入过程
任何一个物理概念都是对客观事物本质属性的抽象,而中学生的生理和心理条件决定了其抽象能力的缺失,因此教师要在形成概念前使学生获得非常丰富的、有助于形成这个概念的感性材料,使学生认识引入此概念的必要性,从感性认识上升到理性认识,在认识上产生飞跃.例如对质点概念的引入,可要求学生描述自行车比赛时运动员的动作情况,学生觉得心有余而力不足,然后教师与学生一起分析困难所在是因为运动员有一定的大小与形状,造成各部分的运动情况不同.再引导学生想办法忽略运动员的大小与形状,从而顺其自然地引入质点这个概念.
2.1.2 还原、稀释概念的形成过程
如果我们在进行物理概念教学的同时,能把浓缩在其中的思维历程充分还原稀释,让学生沿着前人思维活动的足迹去重演知识的产生与发展过程,从中发现、 体验、掌握形成概念的方法和学习科学思维的方法,那就等于交给学生一把打开思维宝库的钥匙,从而把物理概念的教学作为帮助学生认识事物本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段.
例如在进行加速度这个概念的教学时,可以问学生:一架飞机以200 m/s的速度匀速飞行;一辆汽车从静止开始经过20 s后,其速度变为20 m/s;一位运动员冲刺后的速度由10 m/s经过5 s后变为零.谁的速度变化最大?谁的速度变化最小?谁的速度变化要快?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,并掌握了如何比较的方法.
1 影响物理概念教学的因素
物理概念学习如此重要,所以我们首先要了解在在物理概念教学活动中,影响教学效果的因素是什么,然后对症下药,笔者认为主要是以下几方面.
1.1 概念的复杂性
高中物理概念可分为:具体概念(如力、位移、速度、加速度等)、抽象概念(如能、场、质点、光的波粒二象性等)、特殊概念(如时间、空间等).从质与量辩证关系的角度,物理概念可分为:定性概念(如机械运动、机械振动、光的干涉、衍射、电磁波等)、定量概念(如位移、速度、加速度、电场强度、电势、磁感应强度等).定量概念也叫物理量.物理量既反映出物理现象的质的特征,也从量的角度反映物理现象的性质.
正是物理概念的复杂性增加了物理概念教学的难度,是影响物理概念教学效果的重要因素.为此,物理教师针对不同类型的物理概念采用了不同的教学方法.定性概念往往通过选择题、简答题来巩固,而定量概念主要通过计算题来掌握.
1.2 物理前概念
学生学习物理概念之前,已经在生活中对客观世界有了一定的认识和了解,形成一系列物理观念,但这些观念往往是片面的、肤浅的、模糊的,有些甚至是错误的,这就是前概念,又称为日常概念.例如:物体受到力的作用才会运动、重的物体比轻的物体下落快、合力就是几个力之和、摩擦力是阻力……
物理前概念来源于生活、生产经验,但它们又是经过抽象、概况而来的,与不能反映物理现象和过程本质属性的原始实践经验不可同日而语.因此教师要正确认识前概念的影响,既要知道如何科学应用正确前概念来引导学生学习物理概念,又要了解错误前概念对学生学习物理概念的干扰与抵触作用,只有这样才能更好的进行物理概念教学.
1.3 传统概念教学的“二八”错位
传统的概念教学是在物理概念的建立和理解上所花的时间只是占整个课堂的20%,而将80%的时间花在习题训练上.这种短、平、快的战术缩短了学生的认知过程,虽然加快了教学进度但与培养学生思维能力的要求背道而驰.
传统的概念教学对80%的基础内容,只花20%的时间,而对20%的高要求的内容,却花80%的时间.新课程标准的高中课程内容是应精选学生终生学习必备的基础知识与技能,显然这种对全体学生都提出高要求是不合适的.
传统的概念教学还往往在课堂教学时只面对20%的学生,而让80%的学生在课堂上迷失方向,失去了学习物理的兴趣.这样的错位只能是精英教育而不是国民素质教育,新课程标准在课程目标上注重的是提高全体学生的科学素质.
1.4 心理因素
思维定势是指人们在思维中按一种固定的思路去思考问题.学生在解题过程中,往往被一些过去形成的方法所束缚,不能根据变化了的情况或条件及时发现新的办法,以求得问题的解决.例如摩擦力f=μN,其中N表示两物体间的正压力,但学生往往认为两物体间的正压力等于其中处于上方的那个物体的重力,从而导致出错.
还有部分学生是由于缺乏加工能力而导致物理概念的学习困难.例如机械功这个概念是比较抽象的,它反映了在力的作用下移动距离造成能量的传递或转变的物理过程.在教材上,功的定义是作用在物体上的所有力使其合外力不为零,并且使物体在力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了机械功(简称功).学生在学习机械功这个概念时,往往由于加工能力的缺乏,抓不住概念的本质方面,而对概念的外延作了些不合理的扩大或缩小,造成概念错误.
2 高中物理概念教学的对策
2.1 重视概念学习的形成过程
传统的物理概念教学将获得知识结论作为教学的主要目标,忽视了知识形成的过程,使得学生的学习行为更多的是机械记忆,而不是理性分析,从而导致学生对概念的定义背得滚瓜烂熟,却不知道概念是怎么来的,干什么用;当提到一个概念时,学生只想到定义本身,却无法与物理现象联系起来.因此,物理概念的教学必须重视物理概念学习的形成过程,对学生的学习要求从原来的重知识转变为重过程.
2.1.1 重视概念的引入过程
任何一个物理概念都是对客观事物本质属性的抽象,而中学生的生理和心理条件决定了其抽象能力的缺失,因此教师要在形成概念前使学生获得非常丰富的、有助于形成这个概念的感性材料,使学生认识引入此概念的必要性,从感性认识上升到理性认识,在认识上产生飞跃.例如对质点概念的引入,可要求学生描述自行车比赛时运动员的动作情况,学生觉得心有余而力不足,然后教师与学生一起分析困难所在是因为运动员有一定的大小与形状,造成各部分的运动情况不同.再引导学生想办法忽略运动员的大小与形状,从而顺其自然地引入质点这个概念.
2.1.2 还原、稀释概念的形成过程
如果我们在进行物理概念教学的同时,能把浓缩在其中的思维历程充分还原稀释,让学生沿着前人思维活动的足迹去重演知识的产生与发展过程,从中发现、 体验、掌握形成概念的方法和学习科学思维的方法,那就等于交给学生一把打开思维宝库的钥匙,从而把物理概念的教学作为帮助学生认识事物本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段.
例如在进行加速度这个概念的教学时,可以问学生:一架飞机以200 m/s的速度匀速飞行;一辆汽车从静止开始经过20 s后,其速度变为20 m/s;一位运动员冲刺后的速度由10 m/s经过5 s后变为零.谁的速度变化最大?谁的速度变化最小?谁的速度变化要快?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,并掌握了如何比较的方法.