提升物理概念教學有效性的思考

物理概念是整個物理知識體系的基石和支撐點，是物理思維的基本單位，是理論框架中的基本元素，是把實驗與物理內涵及數學表述聯系在一起的鏈條，而規律也是通過概念間的聯接表達出來的。建構主義學習觀，學生學習的過程是對知識意義自主的建構過程，對物理概念掌握得正確與否直接影響對物理理論的掌握和學習。在物理教學中，要從學生的實際出發，不斷改進教學方法，提高物理概念教學的有效性，幫助學生形成概念體系，以提高學生的科學素質。

一、關注前概念，打破影響物理概念建立的壁壘

學生往往對一些未經專門學習的概念已有一套自己的想法和思維，這種在學生系統地學習科學知識之前所具有的想法被人們稱之為“前概念”。前概念有些是正確的，與科學概念有相通之處，雖然理解上大多還是相當膚淺的，不能深入到概念的本質，但對科學概念的建構還能起到促進作用。而錯誤的前概念會導致對物理現象的錯誤理解，得出錯誤的結論，干擾科學物理概念的建構和學習。面對學生錯誤的前概念，教師由于擔心會對概念教學造成干擾，采取“視而不見”和回避的態度，這是不對的，其結果學生頭腦里錯誤的前概念既沒有摒棄也沒有真正建構起科學的概念，而是科學概念與前概念相互混淆和影響。為此在物理教學過程中要做到以下幾點。

一是尊重學生錯誤的前概念。如果我們無視學生的前概念，就不知道科學概念學習的起點及其建構的基礎，也就無法真正實現科學概念的建構。二是全面了解。前概念是建構科學概念的起點和基礎，為了順利完成科學概念的建構，教師必須充分了解學生的前概念。我們平時所說的“備課要備學生”，一個重要方面就是要了解學生的前概念。由于前概念的復雜性，在教學中教師應當創設良好的課堂情境，讓學生有充分表達的機會，以暴露其頭腦中潛在的前概念。只有充分了解學生錯誤的前概念，才能使教學更具有針對性，才能“對癥下藥”，用推理或列舉客觀事實等方法予以糾正。三是正面應對。學生錯誤的前概念是在他們先前的學習和生活中積淀而形成的，具有頑固性的特點。如果不把學生錯誤的前概念推翻，科學概念就難以牢固地建立起來。因此，教師在教學時對學生頭腦中可能存在的錯誤前概念，不能采取回避的態度，而應積極地正面應對。四是深入研究。錯誤的前概念在學生看來是合理的，因為錯誤前概念的產生總以其習得的經驗知識為基礎，總是有其原因的。在教學中，當學生出現某個錯誤的前概念時，教師應盡量讓學生說出理由，以暴露其前概念產生的根基。如果學生不能清晰地說明產生錯誤前概念的原因，教師應當深入分析，揭示其成因，進而從根本上糾正學生的錯誤觀念。五是積極利用。學生的前概念是建構科學概念的基礎，也是教學的生長點。概念建構的本質是概念的轉化，因而教師的任務就是引導學生將前概念轉化為科學概念。在教學中，當學生面對問題暴露出錯誤的前概念時，教師應善于加以利用，通過師生共同探究建立科學概念。

二、分析學生心智因素，掃除阻礙概念形成的障礙

在物理概念教學活動中，直接起作用的是學生的智力和心理因素，它主要包括觀察力、想象力、思維力、記憶力、注意力等幾個要素。學生對概念的學習，通常是從生動的物理事實出發，認識這些物理事實所反映的物理本質而形成概念的。這一心理活動是復雜的，要進行一系列的心智活動：感知—表象—抽象—思維—概念，由感性認識向理性認識過渡，一般經歷以下心理過程：①從物理感覺到物理知覺：由于物理概念具有豐富的內涵和外延，每個概念都包含著大量的具體的物理事實，對概念的形成必須有一個感性認識。②從物理感知到物理表象：通過感知大量的物理事實，在學生已有感性知識基礎上對物理事實的某些屬性和特點有了初步認識，有可能建立起物理現象之間的聯系，但這種聯系仍然是非本質的，是感性認識。③從概括性表象到抽象思維：概括性表象是以物理感覺和知覺為基礎，是物理事物非本質屬性與外界的聯系，屬于最簡單的概括。但多數物理概念，由于內涵和外延因素的隱蔽性僅概括性表象是不能形成物理概念的。同時在學習物理概念過程中要分析和掌握學生的觀察、抽象和概括、記憶等心理特點。

在教學過程中要達到正確理解、牢固掌握、靈活運用物理概念目的，必須克服以下幾個方面的思維障礙：①先入為主對思維的障礙作用。②物理概念本身的抽象性形成學習時的思維障礙。③由于非本質特征的刺激，影響物理概念的形成。④用數學公式表述物理概念的物理公式的思維障礙。⑤思維定勢的消極影響在一定程度上有礙于概念的正確理解。所以物理概念的教學關鍵是把握好如下環節：

一是創設學習物理概念的情境，激發學習動機。通常方法有：運用實驗、利用學生積累的生活經驗、抓新舊知識的邏輯展開等。二是進行思維加工。要使學生形成正確的概念，就必須在他們獲得足夠的感性材料的基礎上，按照物理學中建立概念的方法，引導學生運用比較、分析、綜合等思維方法，對感性材料進行加工形成本質屬性，從而使他們形成概念。三是深化概念，發展運用概念的技能。引導他們在運用已有的概念去面對新物理現象時，勇于提出問題，勤于思考，擴大認識范圍，逐步提高他們分析和解決物理問題的實際能力。

三、認識物理概念的復雜性，采用多樣的概念教學方法

高中物理概念具有客觀性、概括性、抽象性等特性，任何物理概念都有其內涵和外延，要掌握好一個概念必須從概念的內涵和外延入手。內涵是反映在物理概念中的物理現象的本質屬性，是該事物區別于其他事物的本質特征；物理概念的外延是指反映的物理現象本質屬性的對象，即平時常講的概念公式等運用條件和范圍；掌握物理概念的外延就是理解物理概念的適用條件，定義式的應用范圍和公式中各個物理符號的具體物理意義。

從認識論角度物理概念可分為：具體概念、抽象概念、特殊概念。從質與量辯證關系的角度，物理概念可分為：定性概念、定量概念（定量概念也稱為物理量既反映出物理現象的質的特征，又從量的角度反映物理現象的性質）等等。高中物理概念的復雜性和多樣性增加了物理概念教學的難度，是影響概念教學有效性的重要因素，人們對任何事物的認識包括物理概念在內，都有一個認識過程，都是有階段性的，是一種螺旋式上升的過程。因此物理概念教學也要注意它的階段性，應做到既使每個階段具有十分明確的適度的要求，又使各階段相互聯系，逐步加深擴展，切不能使之僵化。因此，教師往往對不同的概念采用不同的教學方法，對定性概念往往詳細地解釋說明，鞏固運用時往往借用說理題、簡答題、判斷題等題型來實現，而定量概念主要在計算中掌握，所以還必須掌握一套完整的數學體系。

四、重視教學活動載體，提高概念教學的效能

教學活動載體使用的效率直接影響物理概念課教學的有效性。高中概念課采用的教學媒體主要有：教科書、板書、多媒體、教輔資料等。應注意以下兩個方面：

（1）學習課程標準，深入鉆研教材。課程標準明確指出要重視引導學生學習基本概念和基本規律的廣泛應用，對于物理概念，一般都應使學生理解它的含義，了解概念之間的區別和聯系。針對性分析教材中出現概念的目的性和科學性，具體地說應認真鉆研以下幾個方面：第一，弄清與物理概念有關的物理事實（包括實驗事實），即弄清物理概念的依據。第二，要明確這些物理事實提出了哪些問題需要進一步研究，即明確引入概念的必要性。第三，研究中采用什么手段和方法。第四，對概念的意義要逐字逐句地推敲，從而全面準確地弄清它的物理意義，特別要明確概念的適用條件。對其中物理量的定義式、單位等也要有所掌握。第五，弄清關系密切的概念之間的區別和聯系，明確概念在教材中是否為重點、難點或關鍵。為此要在教學中做到：

一是通過鉆研教材要明確某個物理概念在整個教材中的地位，做到主次分明、突出重點，抓住關鍵、處理好重點。對此我們應該采取不同的措施，突破教學中的難點，由淺入深、由易到難、由簡到繁。為讓學生深刻地領會物理概念和物理規律的內在物理意義，教學中不能脫離教材，大搞“題海戰術”，舍本逐末。二是重點概念就是概念中最重要最基礎的部分，它既是聯系物理基礎知識的紐帶，又是進一步學習的基礎。例如力、加速度、速度、能、場等，這類概念的要求比較高，要多花力氣多給課時，多安排實驗，多做練習，使學生能達到深刻理解、牢固掌握、靈活運用的程度。三是教學中應顧及教材的系統性和學生認識的規律性，切忌跳躍前進、趕進度，要步步為營，打好基礎，否則“欲速則不達”。在講清基本物理概念時，注意技能訓練提倡“精講多練”、“講練結合”，使學生更好地掌握和運用知識。

（2）應用物理實驗、多媒體等來讓學生清晰地理解物理概念。在物理概念教學中應特別注意直觀性原則的運用，應用物理實驗、多媒體等來讓學生清晰地理解物理概念。利用多媒體輔助課堂教學有助于突出教學重難點，通過多媒體技術把抽象的、難以直接用語言表達的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現出來，或把課堂演示實驗中有毒的、有危險性的實驗通過播放錄像的形式演示出來，或把物質的微觀結構或微觀粒子的運動狀態通過動畫的形式展現出來，留給學生更深的印象。利用多媒體技術與物理實驗結合發揮演示實驗的作用，優化物理實驗教學。由于受到實驗儀器本身的限制，如可視性差的實驗，抽象物理現象，實驗效果不如人意，而通過多媒體技術的處理，可以很好地解決可視性差的問題；至于一些抽象的物理現象，一些重要的現實環境下難以完成的物理實驗，則可以通過多媒體技術的模擬，提高物理實驗的演示效果。此外，注意充分利用實驗和社會實踐來培養學生實際運用物理概念的能力。

五、提高教師素養，凸顯物理概念教學的效果

一是教師必須具備認知心理學方面的知識。物理概念形成的過程是一個由低級到高級的進化過程，是解決物理問題的思維過程。心理學家對概念的形成提出不同的理論，從一般心理學上思維過程的角度來討論物理概念的形成過程是：提出問題——明確問題——提出假設——檢驗假設。

二是教師必須具備教育學方面的知識。物理教學中需要培養學生的綜合能力、分析能力，同時也需要培養學生的跳躍性思維和直覺能力。因此，要提高物理概念教學的有效性需要教師具備有關物理概念教學方面的知識。①復雜的實例，教師不能“信手拈來”。物理概念是具體物理現象的概括、抽象，概念教學必須通過實際材料或實例來進行，現實中現象通常比較復雜，影響的因素比較多，若情景過于復雜，不能凸顯其本質屬性，就會干擾學生的認知，教學中教師選擇的現象或呈現的情景應盡可能減小次要因素的干擾作用。②內容的選擇，教師不能“隨心所欲”。學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，而是由學生自己建構知識的過程，教學就不能無視學習者的已有知識經驗，簡單強行地從外部對學習者實施知識的“填灌”，而應當把學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原來的知識經驗中，生長新的知識經驗。③要獲得概念，首先要明確概念的內涵和外延。講解概念的一般過程是：提供感性材料→啟發思維認識本質→綜合概括準確定義→練習鞏固運用概念→對概念進行分化和泛化。講解的技能是指教師通過語言、直觀教具等為學生提供感性材料，引導學生分析、綜合、概括，形成概念、認識規律和掌握原理的教學行為方式。

在物理學概念教學中既要考慮學生認知規律，也要考慮概念教學內容和教學情境，讓學生從各種情境中感知概念，并突出重點、抓住概念的本質特征。不同的概念教學，選擇不同的教學方法和教學手段，使概念教學的效果得以提升。

（鄒建平，江蘇省鎮江第一中學，212003）