新課改中的物理概念教學策略

物理概念的教學是物理教學的核心。盡管過去我們也重視概念的教學，但其著眼點和側重點主要是在知識的傳授上，因而強調的是對概念本身的掌握狀態，忽視了概念教學的過程與學生能力的培養。在新課改的教與學中，由于考試壓力的存在，也存在同樣的不足和需要解決的問題。

一、物理概念教學過程中存在的主要問題

由于受到傳統教學與現行教育評價體系的影響，高中物理概念教學出現了一些違反學生認知規律，忽略學生心理、思維發展的教學，譬如對概念教學應達到的目的不明確;忽視概念建立的條件和背景，斷頭去尾，取其表而略其質;不能把概念與學習者的生活、文化背景相聯系，等等。這種教法的結果，導致學生只會死記硬背概念，不能正確理解和靈活運用，學生的知識和技能不能達到新課標的要求。

二、物理概念學習過程中存在的主要問題

學生形成物理概念需要經過“基本概念(包括隱概念、前概念、初概念)—邏輯數學概念—科學物理概念”的發展過程。所以物理概念學習往往不是一帆風順的，存在著以下典型困難。

1.前物理概念的干擾

前概念是指學生在日常生活和生產勞動中獲得的感性認識。建構主義認為，學生從出生就開始了探索環境和順應環境的活動，在活動中建構了特定的認知圖式。前物理概念是生活觀念，是在觀察和思考的基礎上自發形成的，是長期經驗積累的結果，沒有經過嚴密的科學分析與實驗證明。所以有些前概念是正確的，有些是膚淺的、模糊的、片面的，有的甚至是錯誤的。由于學生認識的局限性，他們難以從大量的實例中揭示物理現象的本質特征，認識缺乏嚴密的邏輯推理。所以，前概念對學生的再學習，既有積極作用，又有消極影響。如:在生活中學生都觀察到，要使放在地上的課桌運動起來，必須對它施加力的作用，課桌運動起來后，如果不繼續推它，它將會停下來。于是一些學生就會認為:力是維持物體運動的原因，沒有力的作用，物理將靜止下來。帶著這樣的前概念，學習“力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動狀態的原因”時，這些學生就產生了認知上的困難，對科學的概念無法理解。

2.感性認識的缺乏

建立物理概念是根據研究問題的需要，在觀察實驗的基礎上，在一定的背景知識的指導下，充分分析客觀事物的各種屬性和特征，利用分析、綜合、比較、抽象、概括、推理、類比、等效等物理思維方法，抽象出客觀事物的物理共同屬性和本質特征的過程。如果對所要研究的客觀事物的屬性和基本特征缺乏了解，缺乏對它的感性認識，那么形成概念的邏輯思維過程將成了無源之水，無本之木。如對機械波的理解，如果僅僅是按照書上的波的形成過程進行講解，大多數學生不清楚波究竟是什么，各個質點究竟怎么運動，很多學生會認為波向前傳播，質點也會隨波遷移。學生形成這樣錯誤的認識，除了有前概念的影響外，主要是學生對波沒有一個感性的認識。如果我們用橫波演示儀，在學生眼前演示橫波形成的過程，學生就能很容易理解機械波的特征:波是振動形式的傳播，質點不隨波遷移，各質點的起振方向與波源的起振方向一致，等等。

3.思維能力的局限

中學生的思維能力還處于不成熟的階段，表現為“不善于有目的、有計劃、有條理地進行思維。遇到問題，往往靠直覺經驗進行推理判斷”去建構知識的概念。因此，盡管手頭有感知材料，還是不能很好地進行歸納、總結、抽象，以抓住概念本身的特征和本質進行理解。

三、物理概念教與學的應對策略

針對教與學存在的問題，在教學過程中我們可以從以下幾方面進行考慮。

1.教師備課指導

(1)精備教材。

備教材時，首先從概念的形成與發展過程方面出發。明確這些物理事實提出了哪些問題需進一步研究，即明確概念引入的必要性。它是怎樣在有關物理現象中抽象出來的，要掌握概念的來龍去脈，要有典型的表象作為建立概念的基礎，即弄清物理概念產生的事實依據。對發現和建立物理規律的過程要有較清晰的認識，知道它是通過什么實驗發現和驗證的，要知道導出的條件和主要步驟。

其次從概念本身方面出發。概念的內涵，即它的物理內容和物理意義;對概念的意義逐字推敲，理解概念的定義，明確定義的語言表達形式可以不同，但數學表達式應該相同，并注意從定義式導出被定義的物理量的單位。概念的外延，即它的適用條件和范圍。有關概念的聯系和相近概念的區別，明確在教材中的地位。了解概念的種類(矢量、標量、狀態量、過程量、特性量、屬性量，某種物理量的變化率，等等)，以便在教學中用相應的手段和方法。若這種概念屬首次學習，就必須著重使學生明確抽象概括的方法。

(2)精備學生。

備學生時首先要分析學生的心理特點、知識儲備、前概念，這些是一般教學的常規內容。其次要研究學生對這個概念有沒有需求，如果學生對這個概念有需求，那么這個概念的教學才有意義。因此，學習新概念之前，在學生中開展需求調查是必要和必須的。如果學生對這個新概念不感興趣，那么就要想方設法讓學生產生興趣。認知學習理論認為，在學習過程中，學習者不是在被動地接受刺激后才作出反應，而是積極主動地參與學習活動。所以如果不了解學生對即將學習的物理概念有沒有需求，一味地滿堂灌，填鴨教育，一節課下來，學生接受的物理知識就等于“0”，久而久之，學生還會對物理學習喪失興趣。

(3)精備教法與學法。

不同類型的物理概念，所采用的教學方法也不同。學生認知水平和認知風格不同，教學方法也有所區別。教學方法的選用還與學校教學條件有關。如城區學校可利用現代化工廠、圖書展館的方便;農村學校可發揮自然環境和農業生產的優勢;有現代化教學設備的更應充分利用電教手段上好每一堂課。

2.課堂教學實施過程中的策略

“引入、形成、鞏固”是課堂上建立物理概念的幾個重要環節，教師如果認真把握這幾個基本環節，采取合適的教學策略，將會提高教學質量。

(1)重視引入方法，深化感性認識。

任何一個物理概念的出現都不是可有可無的，都是對客觀事物本質屬性的抽象，而中學生的生理和心理條件決定了其抽象能力的缺失。因此教師要在概念形成前用不同的方法引入概念，使學生獲得十分豐富的、有助于形成這個概念的感性材料。概念的引入要根據學生認知結構中相應知識狀況和新概念的不同特點，采取靈活多樣的方法。如實驗法、類比法、設疑法、激趣法、外延法等。

外延法引入示例:有些物理的定義方式是用揭示概念內涵的方式給出的，而越是抽象的概念，學生越難理解，不易接受。因此，對于這樣的概念，教師在教學時最好從其外延開始引入。如，在磁感應強度概念的引入時，先揭示其外延:把一小段通電導體放入磁場中某處，當導線方向跟該處磁場方向一致時，通電導體受力為零;當導線方向與磁場方向垂直時，所受力最大;當導線方向與磁場方向斜交時，受力介于零與最大值之間。然后，取導線與磁場方向垂直的情況下定義磁感應強度，從而使學生對其有深刻的印象與記憶。

(2)多維展示、挖掘，體驗、形成概念。

維度一:選用合適方法，暴露錯誤前概念，幫助學生錯誤的前物理概念的轉化。

要幫助學生徹底拋棄固有錯誤的觀念，教師必須讓學生暴露出錯誤的觀點。然后引導他們自己發現原先觀點的錯誤，自覺拋棄錯誤觀點。如，在講自由落體運動時，許多學生在生活中已經形成了“重的物體比輕的物體下落得快”的觀點，在講解時，我們最好不要直接對學生說:“日常我們看到重的物體比輕的物體下落得快是因為輕的物體受到的空氣阻力更大的緣故。”而是先做實驗:用兩張一樣的軟紙，讓它們從同一高度釋放，揉成一團的軟紙比攤開的軟紙下落得快，這個實驗現象與學生認為的重的物體下落得快相矛盾，因為它們一樣重。有了矛盾學生就會產生找尋原因的欲望，處于積極思考的狀態，這時老師再積極引導:從受力角度分析出，攤開的軟紙受到的空氣阻力更大，得出下落的快慢與空氣阻力的大小有關的結論。然后演示牛頓管實驗，讓學生親眼看到在真空中，羽毛和鐵片同時下落，同時落在管底。經過暴露錯誤，分析原因，提出假設，實驗驗證等一系列過程之后，學生原先的錯誤認識被正確的概念取代，從而深化認識。

維度二:稀釋還原過程，明確概念的內涵，揭示概念的本質。

學生形成物理概念，經歷從感性到理性、從低級到高級的過程。要使學生能正確理解物理概念，抓住概念的本質，教師必須稀釋還原過程。例如:講授慣性概念時，首先，從外力停止作用后的標槍、小車等物體仍能沿原來的方向繼續運動這些事實出發，逐個分析，然后綜合得出:運動著的物體不受到外力作用，仍能保持直線運動。摒棄“外力是使物體產生和維持運動的原因”的錯誤觀點。然后分析小車沿斜面下滑這一實驗:當小車從斜面上沖下來進入毛巾鋪著的水平面時，通過很短的距離就停下來;而在其它條件不變的情況下進入光滑的水平面時，通過的距離就要長得多。對這一事實比較分析可得出:小車在水平面上運動速度減小是由于接觸面對它的阻礙作用引起的。分析結果突出“物體運動速度的變化是受到其它物體作用”這一本質，而摒棄“物體不受其它物體的作用，速度會自動減小”這一習慣看法。再在小車實驗的基礎上，運用想象和推理的思維方法，設計一個理想實驗:從斜面上沖下來的小車進入一個絕對光滑的平面，由于不受任何阻礙和牽引作用，可以判斷小車將一直做勻速直線運動。突出“物體不受其它物體作用將保持勻速直線運動”這一本質的聯系，而摒棄“物體要受其它物體不變的作用力才能保持勻速直線運動”的錯誤觀點。最后舉例說明:不僅小車是這樣，其它物體也是這樣，提出“一切物體都有慣性”，防止“慣性是某些物體所獨有”的片面認識。把上面個別現象所得到的知識加以綜合，并進行抽象和概括，就能得出“慣性”的概念。

維度三:剖析概念的外延，明了概念條件。

對于一定條件下成立的概念，只有學生在理解其條件后，才可能深入理解。如:學過“彈力”和“摩擦力”這兩個概念后，教師可以設疑: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。

(3)優化問題、練習，鞏固加深概念。

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=F/q容易記住，而對電場強度的真正物理意義、本質并不能很好地掌握。教師可要求學生完成下列練習:①在電場中A點放入一電量為6.0×10-8庫的正電荷時，此電荷受到的電場力為1.2×10-6牛。求A點的場強。②上題中，若在A點放一電量為3.0×10-8庫的正電荷，A點的電場強度多大?若此處放入一電量為-0.6×10-8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?通過上述練習，學生能逐步體會電場強度是用來描述電場中各點電場強弱的物理量。通過E=F/q可以定量地計算某點的電場強度，而與是否有檢驗電荷無關，從而達到鞏固要領的目的。

3.課后物理概念的再建立過程

概念的“應用、反饋、再認”是物理概念繼續學習的重要環節，也是不容忽視的。

物理概念的運用是檢驗物理概念掌握情況的重要標志。教師應重視這種反饋方法的運用。在概念運用過程中，教師能很好地了解學生理解概念的情況，掌握他們哪些方面容易出錯，哪些方面理解不清，等等。這樣我們就可能從學生理解的程度出發，設計我們的教學反饋方式。