淺談高中新課程背景下的物理概念教學

陳曉樂

摘要:物理概念是整個物理學的基石,同時也是學生學好物理這門功課的基礎。物理概念教學是物理教學內容中的重要部分,它貫穿于整個物理學,學生能不能正確又全方位地理解物理概念,會直接影響整個物理學或某部分物理知識的理解和學習。隨著高中新課改的不斷深入,就如何在物理概念教學當中滲透新課程的理念和思想已經成為眾多教師關注的問題。本文從高中新課程的理念和物理概念自身的特點出發,就物理概念教學提供自己的總結和一點思考。

關鍵詞: 高中新課程 物理概念 教學

引言

高中物理新課程重視學生的全面發展,重視培養和提高全體學生的科學素養,要求從“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三個維度目標來全面培養學生的素質,但是基礎的東西往往很重要, 1979年,李政道博士在北京大學講學時,特別強調:“最重要的東西往往是最簡單的”,“學習中一定要把基本的概念搞清、記牢”。這說明,我們教師怎樣教好高中物理概念是非常之重要的。

1. 物理概念的定義及其特點

1.1 什么是物理概念

概念是對客觀事物本質屬性的抽象和概括。一切概念都要通過詞語來表現。定義是對概念內涵(物理意義)的揭示,條件是對概念外延(適用范圍)的限制。任何學科,如果沒有一些概念作為分析、判斷、綜合、推理等邏輯思維的出發點,就不可能揭示這門學科的全部內容,也就失去這門學科存在的價值。

物理概念是物理現象、物理過程的概括化和抽象化的思維形式,又是物理學習或物理思維的基本單位。它反映的不再是個別的物理現象和具體的物理過程,而是物理世界中具有相同本質屬性的一類物理現象、物理過程。

1.2 物理概念的特點

1.2.1 物理概念源于科學實踐。例如,人們觀察天體的運行、人的行走等等,形成了“機械運動”的概念,再如,“功”的概念是從大量機械的工作總結概括出來的。

1.2.2 物理概念的形成須經過科學抽象。例如,力的概念的形成,就曾經歷從現象到本質這樣一個認識過程。亞里士多德從“用力推車,車子才前進,停止用力,車子就要停下來”這些現象中得出結論:“力是維持物體運動的原因”。一直到17世紀,伽利略通過一系列科學實驗,并對實驗現象進行科學分析,才指出了亞里士多德觀點的錯誤,抽象出“力是改變物體運動狀態的原因”這一正確的概念。

1.2.3 物理概念經?？捎脭祵W形式來表達。自從伽利略開創了把物理實驗同數學方法相結合的研究途徑以后,物理學就迅速發展為一門“精密的定量科學”。反映在物理概念上即為大多數物理概念都是定量的,可以用數學形式來表達,例如電流、速度、加速度等等。

在進行概念教學特別是一些十分抽象或比較深奧的概念教學時,一些老師對概念的文字詮釋非常精辟,講得津津有味、面面俱到。但學生只是漠然而視,他們認為物理概念的學習,只要死記硬背就可以了,不需要去理解,茫

然而聽。真是講者欣欣然、聽者昏昏然。

2. 影響學生物理概念學習的主要因素

2.1 先入為主的日常生活經驗 。學生在日常生活中,已經從大量的物理現象中獲得了不少物理方面的感性知識,積累了許多生活經驗,但這些憑直觀感覺學習到的東西不一定都是正確的.例如,平面鏡成像的規律在初中物理就已經學過,可還是有很多同學認為“人照鏡子,鏡子里的人像會近大,遠小。

2. 2 頑固的思維定勢。例如,許多同學往往根據經過的某一特殊情況,順勢得出普遍的結論.由“合外力為零”順勢得出了“合外力作功之和也就為零”的情況還普遍存在.

2.3 不正確的課外渠道。學生在物理教學以外,通過廣播、電視、報刊、雜志等渠道,可以獲取大量的物理知識,但其中不少是錯誤的.例如,重量、重力、質量不分;路程和距離混淆;電容器概念與描述電容器容納電荷本領的電容概念不分,等等.

3. 新課程物理概念教學的策略

3.1 以學生錯誤的前科學概念引入概念

由于每個學生原有經驗和思維方式不同,所以在物理學習中,學生對物理概念的理解會有不同,甚至會出現一些理解錯誤,教師在教學中應創設問題情景,制造認知沖突,通過交流討論,讓學生有機會表述自己的思想和見解,以便發現錯誤糾正錯誤,撥亂反正進行物理概念教學。恰如打蛇要引蛇出洞,清除記憶深處的錯誤也要先誘導學生暴露錯誤,值得注意的是,教師應在所有學生的觀點都充分展示后,再揭示矛盾,以免錯誤暴露不全面,解決不徹底。

3.2 用實驗現象引入概念

一個物理實驗就是一個完整的物理情境,讓學生親自看一些物理現象(演示實驗),做一些物理實驗(學生實驗)來與理論學習相互對照、驗證,加深理解,以便形成正確的物理概念。中學生抽象思維的能力較差,卻有動手動腦的積極性,這是該年齡段學生的思維與心理特征。具有這種特征的學生對一味地講授會產生疲倦情緒而影響教學效果。因此,結合學生的心理特征,采用適合他們特點的方法組織教

學是一個關鍵的環節。如高中力學中講共點力的合成,學生很難理解,不妨讓兩個學生拉一條中間掛有重物的繩子,當二人用盡全力繩子也拉不直時,學生們才明白二力合成的道理。

3.3 通過物理故事和物理學史引入概念

綜觀物理學發展的歷史,從某種意義上來說,它實際就是一部人類不斷設疑、解疑的歷史。這里面包括了人類感知物理現象,揭示物理本質,糾正錯誤概念,形成正確認識的過程。在引入某個物理概念時,若能向學生介紹該概念形成的歷史,不僅使學生懂得了為什么要學習這個概念、有什么重要意義,而且這些科學家的事跡會在學生心中激發起探究的愿望,調動起學生主動掌握概念的積極性。

3.4 以現代前沿物理知識或熱門話題引入概念

為了激起學生的興趣和求知欲,增強學物理的時代感,可在每一章節學習之前,插入一些現代前沿的物理知識或熱門話題為切入點,并說明這一章節的概念、規律可用于解決其中的一些問題,然后再組織教學.

3.5 由邏輯推理引人概念

如“電場”和“磁場”這兩個概念是由邏輯推理的方法引入的。由力的概念可知:力是物體對物體的相互作用,通常物體問發生作用時都是直接接觸的,而電荷對電荷的作用、磁極間的相互作用,沒有直接接觸。那么電荷問、磁體間是怎樣發生相互作用的呢?由邏輯推理可知,電荷周圍和磁體周圍的空間存在著一種特殊的物質—— 電場和磁場。這樣引入電場和磁場的概念,便于學生理解。

3.6 用類比法引入概念

類比是根據兩個(或兩類)不同對象的一些相同或相似屬性,而推出這兩個(或兩類)對象的其他屬性也可能相同或相似的一種推理方法,學生學習物理常把物理公式數學化,在物理量的比值法定義式的理解中學生常有這些錯誤觀念,這是教學中的難點,若為該類新知識的理解尋找相同或相近的可以類比的依托的“熟點”,?？梢詫崿F錯誤觀念的轉化.如對電容器的電容的理解中,把兩個不同的電容器與兩個圓柱形的量筒類比。兩個量筒的水位同時升高1 cm,橫截面積大的需水多,因為其容納水的本領大;若使甲、乙兩個電容器的電壓同時升高1 V,甲需電荷多,則甲電容器容納電荷的本領大.

3.7 利用古典詩詞引入概念

例如,講授分子動理論的概念時,引用王安石的《梅花》:“墻角數枝梅,凌寒獨自開.遙知不是雪,為有暗香來.”學生問為什么會有“暗香來”,稍作討論后可順水推舟引入分子動理論,可謂水到渠成,通過古詩詞引入物理概念進行講解,能收到事半功倍的效果.

4. 物理概念的鞏固

所謂物理概念的鞏固是指學生對所學概念的持久保持。我們知道,學生對所學的新概念首先進行感覺登記,然后進入短時記憶,而短時記憶只能將信息保持非常短的時間,要使學生長久地保持新學習的物理概念,學生必須對其信息通過編碼進行組織,以便從短時記憶向長時記憶進行轉化。盡管這一過程是由學生自己來完成的,但教師可采取一定的方法,來幫助學生完成這種轉換。一方面,教師可采用提問、舉例等方式對概念補充細節,使學生明確該物理概念的內涵和外延,明確其單位,明確其是標量還是矢量等等,特別是概念中的關鍵地方尤其是一些容易混淆忽略的要點要加以反復強調。

4.1對易混淆的概念進行辨析,進一步理解它們之間的區別與聯系。

有比較才有鑒別,將易混淆的概念加以對比、辨析,明確它們之間的區別與聯系,是幫助學生糾正錯誤概念,理解、鞏固、深化概念最有力的措施。如:靜電場與重力場,電場線與磁場線,庫侖定律與萬有引力定律、質量與重量、動量與動能,電場強度與電場力,電壓與電動勢等等,這些概念都有很多相似的地方,但是他們有時候在實質上卻是完全不一樣的。只有當學生弄清了這些易混概念的區別與聯系,才能正確理解概念,防止錯用概念,提高運用概念的能力。

4.2 通過練習形成運用概念的技能。

學生在形成概念的初期,對概念的掌握往往是不鞏固、不完全、不深刻的。并且常和已學過的舊概念發生混淆。這就需要在練習過程中通過有關的練習,利用概念解決問題來鞏固和加深概念。

例如:學過電場強度的概念后,學生對電場強度的定義式E: 容易記住,而對電場強度的真正物理意義、本質并不能很好的掌握。為了鞏固“電場強度”這一概念,教學中要求學生完成下列練習:

① 電場中A點放入一電量為6.0 X 10-5庫的正電荷時,此電荷受到的電場力為1.2 X 10 牛。求A點的場強。

② 上題中若在A點放一電量為3.0 X 10-5 庫的正電荷,A點的電場強度多大?若此處放入電量為-0.6X 10-5庫的負電荷,該處的電場強度是多少?若電場A點不放電荷,該處電場強度為零嗎?此時電場強度多大呢?

再有,學過“彈力”和“摩擦力”這兩個概念后,可以設疑:物體相互接觸一定有彈力嗎?兩物體間存在摩擦力時一定有彈力嗎?摩擦力一定阻礙物體的運動嗎?然后結合生活中的具體實例進行分析,使學生深刻體會到彈力產生的條件是“兩物體相互接觸發生擠壓而產生彈性形變時產生彈力”。而摩擦力必須是兩物體間產生彈力后有相對運動或有相對運動趨勢時才會產生。并且摩擦力也可以是使物體運動的動力,如傳送帶傳送貨物。

后記

其實,覺得“物理難學”、“物理學起來沒味道”的學生,其主要原因就在于概念沒有掌握好,從而影響到對整個物理知識不能融會貫通,碰到問題就無法用物理知識去分析、解決,越學越難學。相反,如果學生對物理概念搞清楚了,對概念與概念之間的異同點理解清楚后,學習物理就有了厚實的基礎,所學的物理知識就能融會貫通,解決實際問題就會得心應手,學習興趣就會越來越濃,也就不覺得物理難學。所以,想學好物理,必須先突破物理概念關。