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摘要:世界著名物理学家李政道博士曾说:“学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。”物理概念教学的效果如何,直接关系到学生对物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识网络的构建与拓展,可以说学好物理概念是学好物理的关键。但物理概念的抽象性及高中生认知结构中的一些缺陷,构成了学生学习物理概念的障碍,造成了物理概念既不易“教”也不易“学”的现象。
关键词:概念教学;情境教学;先学后教;自主探究
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)09-0094
物理概念是整个物理学知识体系的基础,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。在物理教学中讲清物理概念,是物理教学特有的规律,也是区别于其他教学形式的。所以,概念教学在物理教学过程中是非常重要的。
一、物理概念教学的重要性
1. 物理概念是整个物理学知识体系的基础。纵观物理学内容,大体可分为物理现象、事实、概念、规律和理论。其中物理概念是物理规律和理论的基础。因为物理规律揭示了物理概念之间的相互联系和制约关系。如果学生对力、质量和加速度这几个概念搞不清,那就无法理解和掌握牛顿第二定律,更谈不上正确运用了。
2. 掌握物理概念是物理教学的关键。学生普遍感到物理难学,其症结之一就在于物理概念没有搞懂。他们只注重背定义、记公式、做习题,却忽视了对物理概念的理解,其结果必然是丰富的物理含义被形形色色的教学符号所湮没,概念不清就会越学越困难。
3. 概念教学是物理教学中培养学生能力、开发学生智力的重要途径。学生形成、理解和掌握物理概念,是一个十分复杂的认识过程。学生要通过观察、实验获取必要的感性知识,进而通过复杂的思维过程(分析与综合、比较、抽象与概括)把新事物与自己认识结构中原有的概念联系起来,从新旧概念之间的联系中运用概念去解释现象或解答问题,不断加深对概念的认识和理解。
尽管概念教学在物理教学过程中是非常基础和重要的,但还是有很多教师对此不够重视,概念教学的现状也不容乐观。
二、当前物理概念教学的现状
当前的高中物理教育在一定程度上还受应试教育的影响,存在着“三重三轻”的现象,即重教轻学、重知识轻能力、重结果轻过程。在物理概念的教学过程中,教师常有意无意地过于强调物理概念的知识本位,大大压缩概念形成过程的教学。传统的概念教学注重的是:1. 讲清物理概念的内涵,即它们的物理内容和物理意义;2. 强调物理概念的外延,即它们的适用条件和范围;3. 理清与有关概念的联系和相近概念的区别。此外,很多教师在引入概念时并没有让学生获得足够的感性认识而是直接给出物理概念,致使一部分学生只是死记物理概念的内涵和外延而没有真正理解物理概念的实质,物理概念在他们的头脑中成为空中楼阁。题海战术成为他们学习物理的“捷径”,这种“熟记型”学习往往是比较机械的,学生对物理概念没有在感悟中“升华”,这样做往往会使学生失去学习物理的兴趣。
针对这些存在的问题,作为一线高中物理教师,我们应该采取哪些措施来改善物理概念教学的现状呢?
三、新课程理念下物理概念教学的策略
1. 创设情景,营造概念氛围。情境教学法是我们教师在授课时最常用也是最重要的教学方法之一,在高中物理的概念教学中也不例外。物理概念一般比较抽象,对于缺乏理性认识的中学生来说,接受起来有一定的难度,但如果教师在概念教学过程中能通过创设恰当的“境”来激发学生的“情”,这就不仅能帮助学生比较容易地进入概念教学,而且还能充分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。让学生在轻松、愉快、新奇、积极的心态中,积极主动地参与到教学活动中来,很快就能灵活掌握物理概念,达到良好的教学效果。例如在高一物理教学中,加速度概念的教学是一难点。在教学实践中,笔者创设了这样的情境:磁悬浮列车以432km/h的速度高速匀速运行了8s,蜗牛在10s内速度从0加速到0.1cm/s,让学生体验速度大与速度变化大是两个不同的概念,接着给出下列案例:普通轿车0→100km/h用时20s;旅客列车0→100km/h用时500s,让学生建立起速度变化相等时变化有快慢的初步概念。再给出例1:兰博基尼Murcielago跑车0→100km/h加速时间4.0s;例2:麦克拉伦F1LM跑车0→100km/h加速时间3.2s。让学生分析例1与例2——速度变化相同,如何比较其变化的快慢?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,并掌握了如何比较的方法(控制变量法),一步一步地把学生带入“加速度”的物理情境,使学生对加速度的概念有了较清晰的认识。
2. “先学后教”。教师们总是认为物理概念难教、学生难以理解,于是多采取一个人讲到底的方法。其实,在概念教学过程中,完全可以采用“先学后教”,让学生参与的教学方式。教师预设思考问题和物理情景,学生通过看书、查资料展示他们对物理概念的理解,利用学生强烈的参与意识,引导他们通过与教师进行充分的讨论和交流,发现其概念学习中的困难,帮助学生从理性上认识物理概念,以增强高中物理概念教学的有效性。
3. 自主参与,自主探究。教师在备课时,往往会把自己怎样讲得明白、讲得清楚放在首位。但是,教是为了促进学生的学,这就要求我们必须把学生探索、思考等活动放在首位。在备课时,我们要思考:哪些内容是教师必须要将的,哪一些又是可以让学生自主探究的,可以由学生尝试完成的,就应该放手让学生去做。然而,我们在教学中发现,学生的探究往往受阻,其原因也是各种各样的。为了解决这些问题,笔者在组织学生实施科学探究之前,事先进行探究,体会学生探究时的感觉。这样既便于指导,也有利于发现新问题。组织学生进行探究活动时,由于有一定的经验,指导具有针对性,学生的科学探究就可以有效展开了。
4. 设计实验,寻找突破口。从生活中得到的感性材料通常有复杂的背景,本质、非本质的因素常交融在一起,利用这样的材料来使学生建立概念有时会遇到很大的困难。而实验则可以提供精心设计的、经过简化和纯化的感性材料,它能使学生对物理事实获得明确、具体的认识。有了鲜明的感性材料后,当学生将自己原有的观点与事实进行比较时,必然会产生认知冲突。这是概念有效教学的起点,也是学生建构物理概念的起点。所以,为了让学生主动进行比较、建构,直到揭示概念的本质属性,设计一个好的实验是必要的,也是非常基础的。高中学生在遇到问题时,往往是凭直觉经验,想当然地进行推理判断的。根据学生的这一特点,教师可让学生先作出判断,然后再用实验验证其判断,当实验的现象出乎学生的意料时,直觉的判断与实验事实之间的强烈对比,必然能引发学生去积极思考。
5. 巧设问题,灵活运用概念。学习概念的目的在于运用,所以,教师要从多角度提供概念的变式,让学生判断或创设问题情境,设计阶梯式问题,让学生思考,引导学生由浅入深、逐步理解、深化提高,同时培养学生分析问题和解决问题的能力。针对“加速度”的概念,笔者设计下列问题进行运用:神舟七号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置,速度减至10m/s,并以这个速度在大气层中降落。在距地面1.2km时,返回舱的4台缓冲发动机开始向下喷火,舱体再次减速。假设最后减速过程中返回舱做匀减速运动,并且达到地面时速度恰好为0,求最后减速阶段的加速度。学生通过解决实际问题,巩固提高了对概念的理解,在解决问题的过程中对物理概念也就能运用自如了。
物理概念种类繁多,学生的思维也各有特点,在物理概念教学中,教师要根据实际情况,采取灵活多样的讲授方法,让学生成为概念学习的主人,让学生真正参与到概念的建构过程中来,这样才能使学生真正地掌握概念、学好物理。
(作者单位:广西灵山县灵山中学 535400)
关键词:概念教学;情境教学;先学后教;自主探究
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)09-0094
物理概念是整个物理学知识体系的基础,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。在物理教学中讲清物理概念,是物理教学特有的规律,也是区别于其他教学形式的。所以,概念教学在物理教学过程中是非常重要的。
一、物理概念教学的重要性
1. 物理概念是整个物理学知识体系的基础。纵观物理学内容,大体可分为物理现象、事实、概念、规律和理论。其中物理概念是物理规律和理论的基础。因为物理规律揭示了物理概念之间的相互联系和制约关系。如果学生对力、质量和加速度这几个概念搞不清,那就无法理解和掌握牛顿第二定律,更谈不上正确运用了。
2. 掌握物理概念是物理教学的关键。学生普遍感到物理难学,其症结之一就在于物理概念没有搞懂。他们只注重背定义、记公式、做习题,却忽视了对物理概念的理解,其结果必然是丰富的物理含义被形形色色的教学符号所湮没,概念不清就会越学越困难。
3. 概念教学是物理教学中培养学生能力、开发学生智力的重要途径。学生形成、理解和掌握物理概念,是一个十分复杂的认识过程。学生要通过观察、实验获取必要的感性知识,进而通过复杂的思维过程(分析与综合、比较、抽象与概括)把新事物与自己认识结构中原有的概念联系起来,从新旧概念之间的联系中运用概念去解释现象或解答问题,不断加深对概念的认识和理解。
尽管概念教学在物理教学过程中是非常基础和重要的,但还是有很多教师对此不够重视,概念教学的现状也不容乐观。
二、当前物理概念教学的现状
当前的高中物理教育在一定程度上还受应试教育的影响,存在着“三重三轻”的现象,即重教轻学、重知识轻能力、重结果轻过程。在物理概念的教学过程中,教师常有意无意地过于强调物理概念的知识本位,大大压缩概念形成过程的教学。传统的概念教学注重的是:1. 讲清物理概念的内涵,即它们的物理内容和物理意义;2. 强调物理概念的外延,即它们的适用条件和范围;3. 理清与有关概念的联系和相近概念的区别。此外,很多教师在引入概念时并没有让学生获得足够的感性认识而是直接给出物理概念,致使一部分学生只是死记物理概念的内涵和外延而没有真正理解物理概念的实质,物理概念在他们的头脑中成为空中楼阁。题海战术成为他们学习物理的“捷径”,这种“熟记型”学习往往是比较机械的,学生对物理概念没有在感悟中“升华”,这样做往往会使学生失去学习物理的兴趣。
针对这些存在的问题,作为一线高中物理教师,我们应该采取哪些措施来改善物理概念教学的现状呢?
三、新课程理念下物理概念教学的策略
1. 创设情景,营造概念氛围。情境教学法是我们教师在授课时最常用也是最重要的教学方法之一,在高中物理的概念教学中也不例外。物理概念一般比较抽象,对于缺乏理性认识的中学生来说,接受起来有一定的难度,但如果教师在概念教学过程中能通过创设恰当的“境”来激发学生的“情”,这就不仅能帮助学生比较容易地进入概念教学,而且还能充分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。让学生在轻松、愉快、新奇、积极的心态中,积极主动地参与到教学活动中来,很快就能灵活掌握物理概念,达到良好的教学效果。例如在高一物理教学中,加速度概念的教学是一难点。在教学实践中,笔者创设了这样的情境:磁悬浮列车以432km/h的速度高速匀速运行了8s,蜗牛在10s内速度从0加速到0.1cm/s,让学生体验速度大与速度变化大是两个不同的概念,接着给出下列案例:普通轿车0→100km/h用时20s;旅客列车0→100km/h用时500s,让学生建立起速度变化相等时变化有快慢的初步概念。再给出例1:兰博基尼Murcielago跑车0→100km/h加速时间4.0s;例2:麦克拉伦F1LM跑车0→100km/h加速时间3.2s。让学生分析例1与例2——速度变化相同,如何比较其变化的快慢?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,并掌握了如何比较的方法(控制变量法),一步一步地把学生带入“加速度”的物理情境,使学生对加速度的概念有了较清晰的认识。
2. “先学后教”。教师们总是认为物理概念难教、学生难以理解,于是多采取一个人讲到底的方法。其实,在概念教学过程中,完全可以采用“先学后教”,让学生参与的教学方式。教师预设思考问题和物理情景,学生通过看书、查资料展示他们对物理概念的理解,利用学生强烈的参与意识,引导他们通过与教师进行充分的讨论和交流,发现其概念学习中的困难,帮助学生从理性上认识物理概念,以增强高中物理概念教学的有效性。
3. 自主参与,自主探究。教师在备课时,往往会把自己怎样讲得明白、讲得清楚放在首位。但是,教是为了促进学生的学,这就要求我们必须把学生探索、思考等活动放在首位。在备课时,我们要思考:哪些内容是教师必须要将的,哪一些又是可以让学生自主探究的,可以由学生尝试完成的,就应该放手让学生去做。然而,我们在教学中发现,学生的探究往往受阻,其原因也是各种各样的。为了解决这些问题,笔者在组织学生实施科学探究之前,事先进行探究,体会学生探究时的感觉。这样既便于指导,也有利于发现新问题。组织学生进行探究活动时,由于有一定的经验,指导具有针对性,学生的科学探究就可以有效展开了。
4. 设计实验,寻找突破口。从生活中得到的感性材料通常有复杂的背景,本质、非本质的因素常交融在一起,利用这样的材料来使学生建立概念有时会遇到很大的困难。而实验则可以提供精心设计的、经过简化和纯化的感性材料,它能使学生对物理事实获得明确、具体的认识。有了鲜明的感性材料后,当学生将自己原有的观点与事实进行比较时,必然会产生认知冲突。这是概念有效教学的起点,也是学生建构物理概念的起点。所以,为了让学生主动进行比较、建构,直到揭示概念的本质属性,设计一个好的实验是必要的,也是非常基础的。高中学生在遇到问题时,往往是凭直觉经验,想当然地进行推理判断的。根据学生的这一特点,教师可让学生先作出判断,然后再用实验验证其判断,当实验的现象出乎学生的意料时,直觉的判断与实验事实之间的强烈对比,必然能引发学生去积极思考。
5. 巧设问题,灵活运用概念。学习概念的目的在于运用,所以,教师要从多角度提供概念的变式,让学生判断或创设问题情境,设计阶梯式问题,让学生思考,引导学生由浅入深、逐步理解、深化提高,同时培养学生分析问题和解决问题的能力。针对“加速度”的概念,笔者设计下列问题进行运用:神舟七号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置,速度减至10m/s,并以这个速度在大气层中降落。在距地面1.2km时,返回舱的4台缓冲发动机开始向下喷火,舱体再次减速。假设最后减速过程中返回舱做匀减速运动,并且达到地面时速度恰好为0,求最后减速阶段的加速度。学生通过解决实际问题,巩固提高了对概念的理解,在解决问题的过程中对物理概念也就能运用自如了。
物理概念种类繁多,学生的思维也各有特点,在物理概念教学中,教师要根据实际情况,采取灵活多样的讲授方法,让学生成为概念学习的主人,让学生真正参与到概念的建构过程中来,这样才能使学生真正地掌握概念、学好物理。
(作者单位:广西灵山县灵山中学 535400)