科學探究理念下的物理概念教學

摘 要：物理學是由一些基本實驗、基本概念、基本定律等組成的體系嚴謹、精密定量的科學。物理概念是中學物理教學中的重點和難點，要學好、教好物理，首先必須認真學好、教好物理概念。理解物理概念是學好中學物理的前提和重要保障。新課改給我們帶來了全新的理念，而其中“探究”一詞給物理教師們帶來很大的視覺沖擊。如何將“探究”理念運用到物理概念教學中，似乎成為物理教學成敗的關鍵。

關鍵詞：探究 物理概念 教學

一、科學探究的目標和要求

《科學課程標準》指出：“科學學習要以探究為中心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。”進行科學探究的方式是多種多樣的。一般來說，其基本過程具有六個要素：提出科學問題；進行猜想和假設；制定計劃，設計實驗；觀察與實驗，獲取事實與證據；檢驗與評價；表達與交流。某些探究過程只包含其中的幾個要素，而且也不一定按上面呈現的順序進行。科學探究的主要目標是使學生領悟科學探究的思想，培養學生進行科學探究所需要的能力，增進對科學探究方法與過程的理解。科學探究能力是通過完成部分探究活動和完整的探究活動而形成和發展的。科學探究在讓學生經歷科學探

究過程，培養科學素養的同時，讓學生探究知識，即通過探究掌握科學概念、規律。

二、物理概念的特點

物理概念是在大量觀察、實驗的基礎上，運用邏輯思維的方法，把一些事物本質的、共同的特征集中起來加以概括而形成的。物理概念是反映物理現象和過程的本質屬性的思維形式，它是判斷和推理的基礎。概念都有內涵和外延，即其涵義和適用范圍。物理概念是在實踐中逐步形成和發展起來的。它既是觀察、實驗的產物，也是抽象思維的結果。概念教學不能只教概念，還要讓學生經歷教學過程，建立起新概念與學生原有相關知識的聯系，并“幫助學生實現必要的內化和順應”，使學生自己重新建構知識，形成知識的體系。

三、傳統的物理概念教學

在概念教學中，很多教師不注意概念的形成，只重視概念的結果，引入新概念的過程過于簡單，對定義的表述一掠而過便匆忙轉入練習。出現這種情況是師生雙方的功利性造成的，目的是應付考試，當然，這是目前的學校教育制度、社會評價制度所決定的。這樣做的缺點是：(1)由于新概念的引入不能以學生原有認知結構為基礎，又沒能通過大量實例揭露概念的關鍵特征，所以，新概念不能較好地納入學生原有知識結構，記憶也難以長期保持。(2)學生對概念缺乏理解，只注意掌握一些題型與具體技能、技巧，難以掌握學習物理的方法和形成物理能力。(3)學生對學習物理失去興趣。概念學習具有過程性和準確性的特點。如果對于概念的學習，學生只是接受式地習得，機械性地記憶，那么他所學到的就只是一些“文字”，而沒有對“文字”形成一種正確的表征。正如程逵教授指出：“概念不等于定義，概念教學不是簡單的要學生看書、背定義！一個概念要在學生的頭腦中真正樹立起來是非常不容易的！”

四、科學探究對概念學習的意義

1.有助于激起學生學習的興趣。

物理學是一門以實驗為基礎的科學，做好實驗不僅能調動學生通過直覺思維獲得感性知識，而且對學生的觀察能力、抽象思維、邏輯思維的培養大有益處。對學生進行正規講述物理概念時，要注意借助于新奇、有趣的物理實驗。初中學生心理上不成熟，好動，注意力不集中。教師枯燥的講授遠不如直觀的實驗對學生的吸引力大。講十遍，不如看一遍。由實驗的現象，分析、歸納、推理得出的概念，學生理解得深刻，記得扎實。例如，在“大氣壓強”一節的學習時，由于學生對大氣壓強缺乏認識，雖然每時每刻都處于大氣壓強之下，但沒有感到它的存在，所以教師可先演示或讓學生親自動手做幾個實驗，如瓶吞雞蛋、注射器提重物等。事先問學生會發生什么現象，實驗中觀察到什么結果，如何來解釋。這時學生的興趣高漲，且又有親身體驗，教師此時自然而然地切入大氣壓強概念的教學，事半功倍。例如，講長度測量時，讓學生用自己的刻度尺先測量下課桌的長度、寬度，然后問：“誰能用這種尺子測出一張紙的厚度嗎？”馬上就引起學生的興趣。又如，在講授密度概念時，先讓學生在感性認識的基礎上，運用日常生活中的常識性知識，啟發學生由物質的顏色、氣味、軟硬來鑒別物質，然后問學生是否還有別的方法來鑒別物質。教師拿出兩塊大小相同、外表涂成相同的顏色的物品，問學生誰能分辨出哪個是銅，哪個是鐵。例如教師問：“什么是摩擦力?你能用什么事例證明給大家看摩擦力是存在的?”大部分學生積極性很高，討論后，有的學生將黑板擦在黑板上滑動證明摩擦力的存在，有的將課本在桌面上移動證明摩擦力的存在，有的學生干脆用手貼在桌面上滑動，甚至有的學生推動了桌子……“什么是勻速直線運動，物體在什么情況下做勻速直線運動，請提出實驗證明。”我們讓學生采用小組討論、共同探究的方法，學生在討論和實驗探究過程中學習到的不僅僅是知識，還培養了他們嚴肅認真科學的態度，實事求是的科學精神，同時提高了他們分析問題、解決問題和表達交際的能力。實驗導入的主要任務是在學習者和新的學習課題之間創設理想的誘發情境，激發學生的學習興趣和愿望，使具有課題意識，明確學習目的，動員必要的已有經驗和認識，運用學會的學習方法。實驗導入是物理導入的最主要的方法。一個好的課堂引入，將會使教學達到事半功倍的效果。學生的學習愿望都是在一定的情景中產生的，激趣引入、巧妙設疑、留下懸念不僅使學生產生學習知識的心理需要，極大程度地提高了學生的求知欲，而且激發了學生的學習興趣和探究的熱情。生活中很多現象都包含著豐富的物理知識，學生對此往往有著濃厚的興趣，想了解大自然蘊藏的一切秘密。所以在物理教學過程中，教師要注意發掘和利用生活中的物理素材，在課堂引入中創設情景，使學生情不自禁地投入到教學過程中。

2.有助于學生加深對所學概念的理解，抓住概念的本質。

在物理教學中，有效教學的方法是：教師創設情境，問題最好由學生提出，并通過引導、優化和集中學生的問題，使得后續的探究有明確的目標和內容。在物理課的學習中，學生不正確的、幼稚的語言和思維不能像語言課那樣通過背誦得到糾正，只能在感官、思維和情感同時并用的基礎上，通過與同伴互動發展來完成。用成人的語言與孩子交流有時不及孩子們間的互動更有效。學生通過科學探究獲得的知識是兒童主動構建的，是真正屬于兒童自己的。在《蒸發》一節的教學中，首先采取競賽的形式，讓每位學生在一塊玻璃板上用滴管滴一滴水，在不許擦掉水的前提下，看誰的水滴干得快。學生們紛紛想辦法，有的用口吹，有的用書本扇，有的用火柴加熱，有的用尺子將水滴攤開，還有的多種方法并用。在競賽中，學生的注意力高度集中，自主地思考和動手實驗，對“蒸發”這個概念的理解也更深。又如“覆杯實驗”，將一只玻璃杯灌滿水，用一張塑料卡片蓋在杯口上，再按住卡片把水杯倒置過來。問當把手移開后，會產生什么現象？對實驗中觀察到什么結果，如何來解釋。例如，講到壓強的概念時，為了讓學生掌握壓強與受力面積有關，要學生用手指頂住圓珠筆的兩端，頂住筆芯的手指會感覺到痛，證明此端手指受到的壓強更大。教師應提醒學生一定要明確概念的物理意義，把物理概念擺在學習中最基礎的地位，理解概念是關鍵。物理教學實踐表明，學生只有理解了概念，才能牢固地掌握概念。而要使學生理解概念，就必須使學生掌握概念的本質。直觀材料是形成概念的基礎，但概念不能從直觀材料中直接得出，必須通過學生的思維才能把感性認識升華到理性認識，這是認識的飛躍，是使學生形成概念的關鍵一步。為實現這一飛躍，必須啟動學生的思維。在概念教學中，常用的思維方法有比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、歸納等多種，只有引導學生正確思維，才能揭示概念的本質，使學生全面地掌握概念。學習的目的是為了解決實際問題，而解決實際問題勢必加深對基本概念的理解。

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