物理论文--蔡勇1(2).doc

浅谈中学物理概念教学的障碍和教学策略 平凉市第十中学 蔡 勇 摘 要随科技的不断发展，我们需要培养具有创新性创造性的科技人才，所以自然科学的教育对我们尤为重要，然而大部分中学生对物理的兴趣不高，认为物理难学，尤其是物理概念比较抽象难以理解，而物理概念是重要的基础，一切的物理实验和探究都必须建立在这个基础之上。物理概念虽然比较抽象，有些概念是较难理解，然而物理又是一门以实验为基础的科学并且和我们的实际生活有精密相连，所以我们要组织行之有效的课堂教学，采用灵活多变的教学方法，吸引学生的兴趣，搞好物理教学，搞好物理概念的教学。本人就如何消除物理概念中的一些消极的思维定势，怎样克服物理概念形成的障碍和概念教学一些教学策略谈一谈自己的看法。关键词： 物理概念，思维定势，教学策略，教学方法 随着课改的进一步深入，新课标对老师要求更高，新课程更注重科学探究能力的培养。作为中学的物理教师必需要有比较系统完整的物理专业知识而且要不断的学习，开拓创新与时俱进。新课标要求：让学生学习终身发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题好解决问题是尝试运用科学知识和科学研究 方法；经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识；保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、勇于质疑、尊重事实、敢于创新、关心科技的发展，具有环境保护和可持续发展的意识，树立正确的世界观，有振兴中华，将科学服务于人类的使命感和责任感。这就要求我们物理教师要抛开以往的传统和思维定势;立足于课堂采取行之有效的教学手段，运用灵活多变的教学方法，从基础教学抓起，从物理的基础物理概念的教学抓起为祖国的建设培养合格的人才。物理概念是中学物理的基础知识中最重要，最基础的内容。中学物理教学中，概念教学的地位十分突出，因为物理概念不仅是物理基础的重要组成部分，也是整个物理知识体系的支撑点，更是构成物理规律，建立物理公式和完善物理理论的基础和前提，就是在不断地建立物理概念的过程。如果概念不清，就不可能真正掌握物理基础知识。下面本人就物理概念形成的障碍和教学策略浅谈一下，以求抛砖引玉。 物理概念形成的障碍 一、知识基础不足物理概念是物理事物，物理现象的本质属性在人脑中的反映。它是在大量直观的基础上，运用逻辑思维的方法，把物理事实的本质特征集中加以概括而形成的。缺乏与建立相关物理概念的必要的知识准备和感性经验是形成正确的物理概念障碍之一。这里知识准备包括数学知识、物理知识、经验知识。例如，没有乘车的体验，就不能更好的理解和掌握“惯性”的概念，没有下水游过泳的对浮力和液体内部压强的特点的理解就没有游过泳的学生好。再如学生在学习“合力与分力”以及“力的平行四边形法则”时感到困难就是因为：一方面，学生的几何知识和三角函数知识的基础不牢固，另一方面是学生对合力与分力之间的等效关系以及力的实际作用效果缺乏感性认识。二、科学思维缺乏物理概念的形成离不开思维。中学生逻辑思维差的特点导致了在形成物理概念时会产生的一系列的思维障碍。由于中学生的思维缺乏条理性、深刻性、灵活性和逻辑性，遇到问题是，往往仅靠直觉经验进行判断，而不善于将各种物理现象进行比较分析；习惯于从直接的生活经验出发去构建知识的意义，而不能抓住事物的本质和物理问题的特征；满足于机械套用公式，而不去理解概念和公式的物理意义。例如，学生通常认为：“加速度就是增加的速度”，“力变大物体的速度就变大”，“根据I=U/R的变形R=U/I,电阻与电压成正比与电流成反比”等。学生通过教师的讲解、实验演示以及自身的生活经验等途径获得感性材料后，才能形成正确的物理概念。例如加速度、电场强度、电势等概念，在建立过程中，用到了比较、分析、综合、归纳等多种思维方法。这些思维对象、思维方法好思维过程比较抽象、复杂，若在某种环节上思维受阻，就可能导致对整个概念的不理解或理解错误。三、前概念和相关概念的干扰学生在形成物理概念前，已经通过日常生活和生产积累有关的感性材料。并形成了一系列的观念，但这些观念往往是片面的，甚至是错误的，这就是前概念。学生的前概念往往与新概念的形成相抵触。例如，“力是维持物体运动的原因”这一前概念，就多次干扰学生形成正确的概念，使学生认为“在运动的方向上，物体必需受到力的作用”。再如“摩擦力就是阻碍物体运动的力”、“摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反”等也都是前概念的干扰所致。物理概念之间既相互联系，又相互区别。物理概念的多重抽象性和精细性导致物理学中存在一些容易混淆的相关概念，从而增加了概念形成的难度。例如，学生在初学“速度与加速度”、“内能与热量”、“电势能与电势差”等内涵和外延比较接近的物理概念时，就常常不能从众多的相关因素中区分本质与非本质的因素，而将这些概念混淆。四、消极思维定势、负迁移的影响思维定势是人们在思维过程中普遍存在的一种心理现象，是人们按照某种固定的思路和模式思考问题。如果学生受消极的思维定势的影响，不善于变换思考问题的角度，把习惯化了的思维方式不恰当地进行迁移，去解决新的问题，这也不利于学生形成正确的物理概念。例如，在初中物理电学部分中，只介绍部分电路的欧姆定律，把电源电压或电路两端的电压看做不变。在高中概念有了发展，可有些学生对新概念片面理解，认为“电源电压总是不变的”，这给高中讲解“电源的电动势和电路电压”课题带来极大障碍，并产生负迁移现象，进行电路分析和电路计算时，就分布清恒量和变量，以致思维混乱，判断不明。 帮助学生形成物理概念的教学策略 一、重视物理概念的引入，让学生明确概念的物理意义，增强学生学习兴趣和主动性一节物理概念课能否成功，引入是关键环节之一，若概念的引入新颖，吸引学生兴趣，则能充分调动学生积极性，为达到预期教学目的打下坚实的基础。物理概念教学是教好物理基础知识的关键，如果学生对物理概念学得不清楚，就失去学习的基础和台阶，就会越学越感到困难 。概念的引入是物理概念教学中非常重要是环节。概念的引入工作做的好，一开始便能激发学生学习物理概念的兴趣，将他们思维纳入正轨，这对物理概念的正确形成有着直接的影响。本人结合自己的教学实践，谈谈引入物理概念教学的几种方法，以供参考。 （一）实验法 大多数物理概念的教学方法是通过实验演示，让学生透过现象，剖析揭示其本质而引入新概念的，学生易于进入教学情境，形成鲜明的印象，从而强化了学生对概念的理解和记忆。 例如，在引入弹力的概念时，先演示小车受拉伸或压缩弹簧的作用而运动，说明弹簧在恢复形变时要对使之形变的物体产生力的作用;再演示弯曲的弹性钢片能将粉笔头推出去，总结得出物体恢复形变时要对使之形变的物体产生力的作用，进而得出弹力概念。又如，在讲述超重与失重时，让学生在弹簧秤下挂上钩码，静止时在指针下卡一块小纸片并记下示数，当提着弹簧秤加速上升时指针会把小纸片推到下方，此时发现弹簧秤示数增大了，从而给出超重的概念;同样，在观察弹簧秤加速下降时其读数减小的现象后，建立失重概念。通过实验演示的直观教学，有助于学生在头脑中形成新概念的情境，而留下深刻的印象。 （二）类比法 类比是从事科学研究最普遍的方法之一，对科学的发展具有重要的作用。在物理学中，有不少的概念是用类比推理方法得出的。因此，针对这类物理概念的教学，其最佳方法就是用类比法进行引入教学。只有这样，可以使学生借类比事物为桥，从形象思维顺利过渡到抽象思维，从而深刻理解和牢固掌握新概念。 例如，与重力势能类比，引入电势能的概念;与电场强度概念的建立方法类比，引入建立磁感应强度的概念;将电流类比于水流，建立电流概念;将电压类比于水压，建立电压概念;把交流电相与相差的概念同简谐振动做适当的类比，建立交流电的相与相差的概念;把电磁振荡类比于弹簧振子或单摆，把电谐振类比于机械振动中的共振现象，建立电磁振荡概念等等。 （三）设疑法 设疑如同悬念能引起学生积极的思维活动，经过学生积极思维之后得到的概念能经久不忘。在概念教学中设置疑难能更好地为概念引入创设思维情境，这是引入物理概念的一种好方法。 例如，引入全反射概念时，将一束光线从光密媒质(水或玻璃)中斜射到光疏媒质(空气)，然后慢慢地增大入射角，当入射角增大到一定程度时，为什么折射光线不存在了呢?反射光的强度为什么加强了呢?学生都希望自己能找到一句准确的语言来表达这一现象。在学生分析疑问的基础上，引号学生抓住本质给出全反射的定义，能使学生牢固地掌握了全反射的概念。 （四）联结法 物理概念大多数是在已有认知结构的基础上建立起来的，而新概念的建立主要依赖于认知结构中原有的相关概念。通过新旧概念之间的关系发生联结，有意义的研究才能实现。因此，在进行概念教学中，要充分发挥已有旧知识的作用而引入新概念，这是物理教学中通常采用的方法。 例如，在引入能量的概念时，先沿用初中时所学过的一些粗浅定义:一个物体能够对外界做功，我们就说这个物体具有了能量。在此基础上，讨论怎样定量确定能量的变化问题，从而得出用做功的多少来确定能量变化的多少这样的一个基本认识，再通过列举事例分析而引入能量的概念。又如，在引入电势的概念之前，先复习场强的引入过程，说明在电场中某点，随着检验电荷电量的增大，所受电场力成正比地增大，但电场力与电量的比值是确定的，这就是该点的场强。有抓住这样新旧知识间的本质联系，自然而然地导入电势概念，才有助于学生接受新概念的内涵。 （五）激趣法 心理学家认为:一旦学生对学习产生了浓厚的兴趣，那便会自觉地集中注意力，全神贯注地去探索新知识。物理学是一门以实验为基础的科学，其研究对象是丰富多彩的自然界中物体运动与变化现象。因此，在物理教学中引入概念时应注意结合有趣的物理现象进行讲述去吸引学生，有助于学生对概念的了解，并激发出浓厚的学习兴趣，这是值得注意采纳的方法。 例如，在引入光的干涉概念时，首先介绍托马斯.扬在历史上第一次解决相干光源的问题，成功地做出光的干涉实验的史料，它能激发学生对新概念学习而产生浓厚的求知兴趣。又如，在引入电磁感应概念教学时，简要介绍法拉第其人及其在物理学上的杰出贡献等事迹，以激发学生学习该概念的兴趣。除了利用物理史料激趣外，在概念引入前，如设计一些趣味实验，提出一些相关的奇妙的自然现象，设置悬念等，也容易激起学生的学习兴趣，有利于新概念的引入，有利于学生接受并掌握概念。 （六）外延法 物理学中，有些物理概念是在抽象的基础上建立起来的，概念的定义方式是用来揭示概念内涵的方式给出的，而越是抽象的概念，学生越难理解，不易接受。因此，对于这样的概念在教学时最好要从其外延开始引入。只有这样，才可把抽象的概念具体化，学生才能容易理解与掌握，同时还可逐步训练和提高学生的归纲概括和抽象思维能力。 例如，对于力的概念的引入，首先从人对物体到物体对物体的推、拉、提、压等作用的这些外延开始，去总结归纳建立力的概念，学生易于接受这一抽象的概念。又如，在磁感应强度概念的引入时，先揭示其外延:把一小段通电导体放入磁场中某处，当导线方向跟该处磁场方向一致时，通电导体受力为零;当导线方向与磁场方向垂直时，所受力最大;当导线方向与磁场方向斜交时，受力介于零与最大值之间，然后，取导线与磁场方向垂直的情况下定义了磁感应强度，从而使学生对其有了深刻的印象与记忆。 (七)实例法 在物理学中，有许多的物理概念是通过剖析实际生产与生活中常见的事例、分析现象、抓住其本质而归纳得出的，因此，在对这类概念引入教学时，我们不妨也模仿这概念的建立过程模式对其进行重复式的讲解，再结合学生已有的认知基础，帮助学生形成、理解并掌握该概念涵义。 例如，在引入冲量与动量概念教学时，以开动的汽车为例，说明汽车获得一定速度不仅同它受到的牵引力有关，而且还同力的作用时间有关，然后由牛顿运动定律和运动学知识，揭示出速度的变化跟力作用时间的本质联系:Ft=mv，由此而引入了冲量与动量的概念。这样的引入，除了其物理意义比较明显、学生易于接受外，还可以帮助学生认识两个概念间的密切联系，从而进一步明确冲量的效果是使物体获得动量。又如，在进行机械振动概念的引入教学时，从日常生活实例出发，选取弹簧振子、单摆、水中的浮沉子，不倒翁等为振动物体，启发学生抓住这些物体的振动的共同特点，建立振动的概念，不但能使学生把握住振动这种运动形式的特点，为引入产生机械振动的两个条件奠定基础，而且还可培养学生科学的观察能力和分析能力。 （八)直接法 物理教学中，有些物理概念是直接引入被采用的，用揭示概念外延的方法给出的这样的概念比较具体直观，学生易于理解和掌握。如:重力、机械运动、平抛运动、动能和势能、温度、热量、磁通量、电磁振荡的周期和频率等等，都是直接引入的概念。为此，对于这类概念的教学，我们不必做太多的分析与讲解而直接引入，其教学效果才是立竿见影的。（九）从复习旧知识引入概念有时新概念与旧学习过的概念之间存在着有机的联系，教师在教学中可以引导学生从已有的知识出发。通过逻辑展开，把新概念自然的引入。这样可以使学生认识到引入新概念的客观性和必要性，使知识系统连贯，便于学生理解和掌握。例如引入“功率”的概念时可以从复习“攻”的概念入手同时向学生提出怎样比较做功的快慢而自然引入新概念。（十）利用物理学史引入概念在有些物理概念的引入教学中，运用物理学史料中的典型事例或故事引入物理概念，也是一种重要的引入方法。例如，用牛顿苹果落地的故事引入“重力”的概念，这样的引入对学生尤其是初中学生更有吸引力，更可以激发他们学习的兴趣和积极主动性。当然，除了上述十种概念教学引入方法，还有亲身体验法、实物模型分析法、理想实验模型法等等，在此不再繁述。总之，无论采用何种引入方法，都必须符合学生认知发展规律和教学内容的特点，尽可能做到形象直观，以提高课堂教学的效果。二、细致分析，让学生掌握建立物理概念的方法 物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物。在物理概念的教学中，若只向学生提供形成概念的感性材料，而不让学生参与思维加工活动，掌握建立物理概念的思维方法，则学生对物理概念的认识仍是肤浅的、片面的。因此，教师要依据物理研究方法和思维方法，精心设计问题，细心讲解，引导学生分析物理现象，并指导学生认识物理现象的共同属性和本质特征及其相互联系，进而形成物理概念。例如，在“电场强度”概念教学时，教师可以通过设问：“对试探电荷q而言，它在电场中某点受到的电场力F跟电量q有什么特点？同一试探电荷在电场中不同一点的F/q值是否相同？同一试探电荷在电场中不同一点的F/q值是否相同？这表明了什么？”这样，在教师设问的引导下，由浅入深地分析物理现象，并通过思考、交流、讨论等方式，学生逐步认识到F/q值的共同属性和本质特征，进而形成电场强度的概念。掌握方法是物理概念形成的重要手段，物理概念的形成涉及到“物理方法”的掌握。例如，在“简振运动”概念教学中，涉及到实验的方法、观察的方法、分析归纳的方法、近似处理的方法、理想化模型的方法等。心理学研究表明，概念的关键属性越明显，学习就越容易，无关特征越多，学习就越困难。教师要有目的地引导学生运用分析、综合、比较、抽象、概括、类比等思维方法，突出概念的关键特征。如在讲摩擦力概念时，要抓住“相对运动”这一关键特征；讲合力与分力概念这一概念时，抓住“作用效果相同”这一关键特征，有肋于形成清晰的概念。三、运用变式，巩固深化物理概念巩固深化是物理概念形成的必要措施。它是指学生把所建立的物理概念牢牢地保持在记忆里，并不断丰富概念的内容，