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荔湾区教育发展研究中心 张晓红 高中概念课 爱因斯坦： 科学的概念最初总是日常生活中的普通概 念，但它们经过发展就完全不同了，它们 已经变换过了，并失去了普通语言中所带 有的含糊性质，从而获得了严格的定义， 这样它们就可应用于科学的思维。 了解概念的物理意义 概念：概念是反映事物本质属性的思维形 态。物理概念是一类物理现象和物理过程 的共同性质和本质特征在人们头脑中的反 映，是对物理现象和物理过程的抽象化和 概括化的思维形式。 对概念教学的理解 现象 要素过程 共同特征进行抽象概括 概念反映了什么？ 物理概念教学 物理概 念教学 从三方 面来进 行 对物理现象、过程进行分析、归纳总 结出物理概念 概念的本质属性：概念的内涵、外延 应用概念：建立概念的目的是解释更多 的现象和过程，应用是反应本质属性。 主要内容 一、按素材教学策略分类 二、按学生思维教学策略分类 三、按师生角色谁为主导分类 四、按教学流程分类 五、案例分析 一、按素材教学策略分类 （一）生活经验 （二）实验 （三）多媒体 （四）适当习题 （一）生活经验 日常生活中，观察和接触过许许多多物 理现象和应用物理知识的事例。善于恰当 地利用学生已有的生活经验，也能创设良 好的物理环境。例如，在进行压强、摩擦 、惯性等概念的教学时，都可以利用许多 典型、生动且为学生熟知的事例来创设物 理环境。 生活实例法 在学生生活获得生活经验的基础上，通过分析、 对比、归纳、综合、抽象等思维活动，得出某一 类事物或现象的共性，找出本质属性，形成物理 概念。例举生活中熟悉的事例。得出压力的作用 效果与压力、受力面积等有关。从而引入表征压 力的作用效果的压强。 参考系在运动的车厢里，小学生认为自己是 静止的，是选车厢或其他乘客为参考系；若选路 边的树为参照物，车是运动的。矛盾的原因是参 照物不同，参考系可任意选择，选的不同得到的 结果可能不同。 （二）实验 课堂演示实验、验证实验 实验 学生分组实验 课外实验 运用实验来创设学习概念的环境，既要 有利于激发学生的兴趣和求知欲望，更要 引导学生把注意力集中到被研究的对象和 现象上来，注意观察它的变化及其产生条 件，以便从中发现它的本质属性。 实验 初中物理教材对比热容的概念引入就是通过演示 实验。 高中物理交流电中的有效值也是通过实验得出的 牛顿第三定律：实验：让学生做分组实验两 位同学合作，用两个弹簧秤，在水平方向拉： 静止 匀速运动 加速运动，看作用力和反作 用力之间存在什么样的关系。由学生来总结实验 的结果，从而得出牛顿第三定律。 （三）多媒体 多媒体 动画 视频 课件 图片 动画、视频、图片通常是展示 一个现象或过程 应用不同媒体教学，调动学生不同 的感观，能更充分地接受和理解新信息 多媒体教学法 多媒体具有丰富的表现力，可以将自然逼真 地表现得多姿多彩，可以将静态的画面动态地展 现，将传统手段难以完成的物理过程清晰、完整 地展现在学生面前。深化学生的感性认识 例：链式反应：让裂变就过程自己持续进行 下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反 应叫做链式反应。让一个中子去轰击一个铀核， 铀核发生裂变成两个中等核，同时放出3个中子， 3个中子又去轰击3个铀核发生裂变，如此循环下 去，反应就持续下去，这个形象化的课件让学生 们明白了什么是核裂变中的链式反应。 （四）适当习题 适当的习题是帮助学生理 解概念，深化和巩固概念 不同素材适用时期有所不同 生活经验多用于引入 实验揭示概念的内涵 多媒体概念引入、应用 习题概念的巩固 二、学生思维教学策略分类 （一）认知冲突策略 （二）类比法 （三）比较法 （四）归纳法 （一）认知冲突 认知冲突策略指的是建立在认知冲突和解决冲 突基础上的教学策略。 解决冲突首先要揭示学生的前概念，并让学生 明确自己以及别人的想法；然后尝试解释矛盾事件 ，引起概念冲突；最后教师鼓励和引导学生进行认 知调整，建立与科学概念相一致的新的概念。 如“位移”与“距离”之间的冲突，“恒力做功”与“变 力做功”之间的冲突；“作用力与反作用力做功一定 是绝对值相等的正负功”与“作用力与反作用力做功 不一定是绝对值相等的正负功”之间的冲突，等等 。 利用测试和访谈等方法了解学生的前概念 前概念普遍存在于学习者的头脑中，并且对教学 和学习产生重要的影响。教师在教学之前应当在 参阅相关研究成果的基础上，通过前测和访谈等 方式了解学生的前概念。 测试应该在教学前约三到五天时间内进行，这时 学生已经具备了相应的知识基础，而且教师有比 较充分的时间，根据测试结果对教学设计进行调 整。题目不宜过多，应保证学生在十五分钟内可 以完成。 测试目的是要探查学生头脑中的前概念，所以题 目应尽量以定性分析形式出现，且应贴近生活实 际。 （二）类比法 类比法是根据两个对象的某些属性相同， 推出它们的其它属性也可能相同的间接推 理。 例：由重力场中的一些性质推出电场中的 一些性质 电路与水路，电流与水流，电压与水压 1cm1cm (A)(B) 类类比法1 电容：是表示电容器容纳电荷本领的物理量. 类比：如图所示，不同的容器，使其水位升高 1cm，所需的水量一样吗？什么一样？ 答：不一样。举例分析得出：同一个容器，水的质量与 水的深度之比是一常数，不同容器这个比值是不同的，所 以这个比值可以用来反映水容器容纳水的“本领”大小。 电容器容纳电荷量Q相当水的质量，电压U相当于水的深 度，所以也有同一电容器，电荷量Q与电压U的比值为一常 量，这个比值就可以描述电容器容纳电荷量的“本领”大 小。用物理量电容（C）来表示这个比值。 类类比法2： 磁场：磁铁周围存在的一种物质。 类比：使带电体之间发生相互作用的物质叫电场， 同理使磁铁与磁铁之间发生相互作用的物质叫磁场。 这种物质也是看不见，摸不着的，但却是客观存在的。 （三）比较法 通过比较两个相近的物理概念，让学生知道 它们的相同点和不同点，抓住概念的本质特征， 对概念更全面，更深刻地理解和把握，运用起来 不会混淆，能很好地解决物理问题。 例：热量和内能、蒸发与沸腾 电场线与磁场线 比较法用于比较不同概念的内含，多用于巩 固概念和应用概念。建立概念时用比较法，多用 于比值定义概念 类比是利用共性来建立新的知识，从认知 上看是就近知识点建立新的知识增长点 比较是利用个性区别事物，是加深对不同 事物的区别 类比和比较总属于分析法 （四）归纳法 归纳法对事物现象进行归纳、找出共 同特征，是分析法中的一种 演绎法从已知概念入手，通过逻辑推 理方法，逐步推出新的概念 演绎法是教材编写中的重要方法之一，如 洛伦兹力是从安培力推出的。 三、按师生角色谁为主导分类 （一）讲授法 （二）互动问答法启发式教学 （三）探究法 （四）教材阅读法 （五）小组合作法 （六）独立实验法 （三）探究法 探究:对未知事物的探索与研究 探究 实验探究 理论探究 物理教学中的探究都是准探究 （四）教材阅读法 读概念 读定律，读表，读图 如何读书 读概念 讲解物理概念要做到逐字逐句的分析、思考 ，才能达到融会贯通。 光源 亮 源头，开始 光源开始亮的地方。即发光体为光源 质点 质量 几何点 质点：有质量的几何点 点电荷，电容器，验电器，密度，压强 比热容 比热容 比较 热量 容纳 比热容：单位质量的物体，温 度升高或降低一度所吸收或放 出的热量。 内能概念 内能 内部 能量 内部组成和结构 物质多少 质量 物态和温度 分子距离 分子动能 的标志 分子势能 内能：物体内所有分子 动能和势能的总和 压强 压强 压力 强度 力的作 用效果 形变和 改变物 体的运 动状态 压强：压力作用效果， 压力使物体形变的反应 读规律 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或 静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止 （）平衡态 （）平衡的条件 （）运动不需要力来维持 （）惯性：物质的属性，惯性不是力 （）惯性大小只与质量有关 （）力是改变物体运动状态的原因 四、按教学流程分类 （一）引入概念 （二）建立概念 （三）巩固和深化概念 （四）应用概念 引入概念的方法与策略 一、语言引入 二、演示实验引入 三、体验式引入 四、多媒体引入 1、语言引入 所谓语言引入，是指主要通过教师的语言叙述和 讲解，启发学生进行思考和想象从而引入新的概 念学习。语言引入的特点是主要由教师完成，直 接针对主题，教学过程易于控制。语言引入都是 概念引入的重要方式。语言引入要求教师对学生 头脑中的前概念及其产生和作用有明确、深刻的 认识，要求教师能清楚把握将要学习的科学概念 的建立过程。因为语言引入具有上述特点，所以 语言引入的教学效果更多地取决于教师个人。 例 ：讲我国发射卫星的新闻引入宇宙速度，讲法 拉第故事引入电磁感应定律，讲买车时关注启动 性能参数的经验引入加速度等等。 、运用实验引入 1运用实验 运用实验来展示有关的物理现象和过程，不但较之学生在 生活中所感受的要深刻和典型，而且创设的情境愈新颖生 动，就愈能引起学生的兴趣和积极主动地思考。例如要学 习“大气压”的概念看到鸡蛋慢慢被瓶子“吞入” “自感”教学时，利用通电自感和断电自感现象演示器做实 验，在教师的引导下，学生通过观察，就会对这个问题产 生强烈的兴趣，并且很自然地提出问题：(1)在通电的瞬问 ，为什么两个灯泡中一个先亮，另一个后亮?这两个支路 有什么不同之处?(2)断电的瞬间，为什么与线圈并联着的 灯泡突然一闪(比原来还亮)?由此可见，演示的装置和现象 以及由此引起的疑问，为进一步进行思维加工提供了很好 的基础。 实验引入又分体验性实验引入和观察性实验引入 3、学生体验引入 体验式引入，是指在概念教学之前，通过 让学生参与一些小型的体验性活动从而引 入相关主题的概念引入方式。其特点是， 让学生直接与体验对象接触从而达成体验 目的。直接体验与间接体验。 例初中浮力概念、 高中的电磁波的产生与接收 4、多媒体引入 运用多种媒体手段，展示现象，模拟过 程，从而启发学生思考，引入主题的概念引入 方式。多媒体在教学中的运用时教学手段改革 的重要突破。多媒体引入的特点是，引入的过 程在教师的控制下完成，媒体材料是在上课前 准备好的，没有突发性，过程是可预期的。多 媒体引入能有有效弥补其他教学方式的局限和 不足。多媒体模拟可以完成实际操作所无法达 到的效果。 （二）建立概念 、联系生活经验 、认知冲突 、类比架桥 、正例与反例 、指导学生阅读教科书 、认知冲突 认知冲突策略指的是建立在认知冲突和解 决冲突基础上的教学策略。学生的认知冲 突可分为两种，一种是学习者对某一物理 现象的认知结构与真实的物理现象之间的 矛盾与冲突；另一种是不同学习者对同一 物理事实的两种不同认知结构之间的矛盾 与冲突。认知冲突策略运用的前提和关键 在于了解和掌握学生的前概念，在此基础 上有针对性的设置冲突情境和问题，进而 解决冲突，完成概念转变。 3、类比架桥 这是布朗和克莱门特提出并验证的一套类比教学 策略，其目的是增加有益的直觉的应用范围，并 减少有害的直觉的应用范围。这种策略假定，在 学生掌握定量规律之前，给学生提供机会建立对 现象的定性直觉的理解，这样可以促进概念的转 变。 类比架桥策略的关键在于发展学生前概念中与科 学概念相一致的内容，从而发展原有概念达到建 立科学概念的目的。 例：电路如水路。电流如水流。 、正例与反例 认知冲突可分为两种，一种是学习