中学物理新课程教学概论（第3版）课件 第六章 物理概念教学

第六章物理概念教学本章内容第一节物理概念的特点第二节物理概念教学的一般过程第三节物理概念教学的主要策略第四节物理概念教学案例与评析第六章物理概念教学物理概念是物理学的基石，是学生形成物理观念的基础，也是物理学科核心素养的重要组成部分。如何使学生在原有认识的基础上形成正确的物理概念，是中学物理教学的核心问题之一。本章探讨物理概念教学的基本问题。主要内容包括：物理概念的特点；物理概念教学的一般过程；物理概念教学的主要策略及物理概念教学的案例分析。第一节物理概念的特点第一节物理概念的特点概念是反映客观事物本质属性的一种抽象。物理概念不同于人们在生活经验基础上形成的日常概念，甚至有许多物理概念与日常经验完全相反，这是物理难教、难学的原因之一。因此，要进行物理概念教学，首先要认识物理概念的特点。一、物理概念是观察、实验与科学思维的产物物理概念是物理对象的本质属性在人的头脑中的反映，是在观察、实验的基础上，运用科学的思维方法，排除片面的、偶然的、非本质的因素，抓住一类物理现象共同的本质属性，加以抽象和概括而形成的。在物理概念的形成过程中，感觉、知觉、表象等是基础，科学思维是关键。二、物理概念具有确定的内涵与外延物理概念和日常用语不同，它的内涵有明确的定义，外延也有确定的范围。例如，在日常生活中，“热”是一个具有多种含义的字。人们常说“今天天气很热”“摩擦可以生热”“暖气向外散热”。在这3句话中，热的含义是不同的，在物理学中用不同的概念来描述。第一句话里的“热”字表示冷热程度，物理学中用温度来描述。第二句话里的“热”字表示内能，摩擦生热是机械能转化为内能的过程。第三句话里的“热”字表示热量，是内能转移的量度。三、物理概念一般具有量的含义，可以与测量和数学联系起来物理学是严密的定量科学，许多物理概念是定量反映客观事物本质属性的。如速度、加速度、电场强度、电流……这类物理概念称为物理量。然而，也有许多物理概念，表面看来是定性地反映客观事物本质属性的，实际上，它们也有量的含义。例如，“机械运动”概念，它表示物体在空间的位置随时间的变动，这里就涉及位置与时间的函数关系，它具有定量的含义。正是由于物理概念具有定量的特点，所以，学习物理学，就必然离不开数学和实验测量。四、物理概念是不断发展变化的物理概念是随着人们对自然界认识的不断深入而不断变化和发展的。例如，质量概念就经历了以下发展过程：第一，物体所含物质的多少叫作物体的质量，这种提法通俗易懂，容易为初中生所接受；第二，质量是物体惯性大小的量度，这是由牛顿第一定律提出的，反映了物体运动的一种属性———惯性质量；第三，质量是物体产生引力和受引力场作用能力大小的量度，这是由万有引力定律提出的，表明物体的这种能力大小是用引力质量表征的；四、物理概念是不断发展变化的

第二节物理概念教学的一般过程第二节物理概念教学的一般过程物理概念的教学，应当根据课程标准的要求、物理概念的特点、学生形成概念的认识过程来确定。一般需要经历以下教学过程。一、创设情境，引导学生发现问题，激发学生学习的内在动机学习动机是推动学生学习的心理动因，激发动机就是通过教师创设的情境，激发学生的求知欲，让学生的意向心理处于活跃状态。搞好物理概念教学，首先要解决的问题是为什么要引入某一概念。利用学生的生活经验和原有认识创设情境，往往能激发学生学习的兴趣和热情，启发学生思维，产生建立概念的需要，有利于学生对概念的意义建构。二、选择适当的实验和事例，使学生获得必要的感性认识物理教师应当创造条件，使学生在有关物理事物、现象中“漫游”。列举大量的事实，唤起学生已有的感性知识，或进行探究性实验，或组织有关实践活动，使学生从实验观察中获得一些感性知识。其目的是使学生对待研究的事物有一个明晰的印象。在这一过程中，教师要着重引导学生观察，达到了解现象、取得资料、发掘问题和激发思考的目的。三、引导学生经历概念建构过程，发展学生的科学思维能力1.建立物理概念的基本思维方法建立物理概念是一种创造性的劳动，是人脑对物理现象和物理过程等感性材料进行整理加工的过程。不同的物理概念，它们的引入和建立的思维方法不尽相同。其中最基本的有如下几种。(1)抽象概括、建构模型。(2)演绎推理。(3)类比推理。(4)等效。三、引导学生经历概念建构过程，发展学生的科学思维能力2.让学生参与科学思维过程，引导他们逐步建立起正确的物理概念学生获得相关感性材料后，教师应让学生参与科学思维过程，通过比较、分析、综合、归纳，排除次要因素，抓住主要因素，找出所观察到的一系列现象的共性、本质属性，形成概念。尽量用自己的、简洁的物理语言或数学语言给出表述或定义，并指出所定义概念的适用条件和范围。学生的理解从感性到理性的过程是质变的过程，这是学生认识过程中最困难最复杂的阶段。四、认真选择物理问题，使学生学会运用概念通过运用新概念解决贴近生活、贴近自然的物理问题，一方面可以暴露学生对概念理解的缺陷甚至错误，以便于进一步有针对性地加以纠正、完善和深化学生对概念的理解；另一方面有利于激发和保持学生学习和探究的兴趣，培养学生的创新精神与实践能力。运用环节一般分为两个阶段：初步运用阶段，主要是培养学生运用概念的方法和准确性；熟练运用阶段，主要是达到巩固、深化、活化概念的作用，培养学生运用概念解决问题的能力，使学生能够“学以致用”。第三节物理概念教学的主要策略第三节物理概念教学的主要策略由于客观事物的复杂性和学生认识上容易产生的主观片面性，物理概念的教学过程是一个十分复杂的认识过程。在概念的建立和巩固过程中，对于学生出现的各种思维障碍，教师需要分析清楚原因，采取针对性策略，才能收到良好的教学效果。一、建立物理概念的主要策略通常，学生在接受某个具体的物理概念之前，其头脑中已经形成了与此物理概念相关的认识和理解，我们将其称为前概念。前概念包含正确的和错误的两种成分，对学生形成科学的物理概念影响极大。因此，在建立物理概念时，教师首先必须承认学生头脑中存在前概念，并设法了解学生头脑中具体的前概念，才能有针对性地选择教学策略，转变学生的观念。一、建立物理概念的主要策略1.认知冲突策略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：学生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；学生对同一物理事实的两种不同认知结构之间的矛盾与冲突。一般来说，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通过质疑、论证等活动进行认知调整，建立与科学概念相一致的新的概念。一、建立物理概念的主要策略2.发展学生原有认识的策略这类教学策略建立在学生现有观念基础之上，促使学生的现有观念向科学观念发展和拓宽。在这个教学过程中，不仅要充分利用新、旧知识的联系，更要注意新、旧知识的不同之处，在旧知识上“生长”出新知识，使原有概念得到发展与拓宽。一、建立物理概念的主要策略3.概念形成策略值得注意的是，学生在接受有些概念之前，由于缺乏建构概念所必需的事实经验，其头脑中尚没有形成与此概念相关的认识和理解，概念的建立会很困难。概念建立的过程是由感性认识到理性认识的过程，只有充分感知了，才能深刻地理解它。为了有利于学生形成概念，教师必须加强物理实验，并充分利用图形、图片、电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生、发展的过程，用图文并茂的方式为学生提供丰富的感性材料，促进学生的思维活动，降低学生形成物理概念的难度。二、巩固物理概念的主要策略自然界的客观物理事物是千变万化的，各种不同的事物之间存在着形形色色的联系。其中有的是本质的、必然的联系，有的是非本质的、偶然的联系。本质联系往往是单一的，非本质联系常常是丰富多彩的，因此本质的东西常常被纷繁复杂的非本质的东西所掩盖，这不仅给建立物理概念造成困难，也给巩固和运用物理概念造成困难。如何巩固和运用物理概念，应引起教师和学生的足够重视。二、巩固物理概念的主要策略巩固和运用物理概念的策略大致有以下几种二、巩固物理概念的主要策略1.活化概念对于概念的文字表述，教师不应要求学生机械地记忆，必须及时给他们提供运用物理概念的机会，让他们将抽象的概念“返回”到具体的物理现实中去，运用概念去分析、判断简单的物理现象和解决一些贴近生活实际的物理问题，并在具体与抽象反复结合的过程中，引导他们巩固、深化和活化概念，不断提高分析问题和解决问题的能力。二、巩固物理概念的主要策略2.在不同情境中应用新概念当学生初步形成概念后，教师必须及时给他们提供运用概念的各种情境，使他们在运用概念解决问题的过程中，看到自己在学习中的收获，提高分析和解决实际问题的能力。二、巩固物理概念的主要策略3.对相似概念进行比较在物理学中，对于概念的定义，特别是物理量的定义常用一些物理量相除或相乘的方法来表达，我们称它们为相似概念。在教学中，一方面，通过比较相似概念使学生加深对概念本质的理解；另一方面，让学生清楚用两个物理量相乘或相除来表示另一个物理量的方法是物理学中的一种常用方法，从而了解和学会建构概念的某些方法。二、巩固物理概念的主要策略4.对易混淆概念要进行对比对于容易混淆的概念，可以采用对比的方法，明确区别和联系，以促进概念的巩固。如速度与加速度、电