摘 要:物理概念是反映物理現象和過程本質屬性的思維方式,是物理事實的抽象。它是物理學的基本單元,是物理規律和物理理論的基礎。因此,物理概念教學是初中物理教學中的重點和難點。探討如何幫助學生正確領會物理概念形成的教學策略,是物理概念課教學的關鍵。
關鍵詞:物理教學;概念形成;教學策略;
物理概念是初中物理基礎知識最重要的內容,只有建立正確的物理概念,才能進行物理規律和物理理論的研究。因此,在初中物理教學中,針對學生物理概念形成的教學策略研究,具有十分重要的意義。那么,在初中物理課堂教學中,應如何幫助學生領會并形成正確的物理概念呢?
一、物理概念引入的教學策略
(一)物理概念引入的必要性
概念的引入是物理概念教學的必經途徑。在物理概念教學中,必須讓學生明確:“為什么要引入這一物理概念?”、“這一概念用來解決什么問題的?”以及“將如何建立這一概念?”,從而使學生明確這個概念引入的目的性。只有這樣,才能調動學生學習的積極性。
(二)物理概念引入的切入點
1.以觀察實驗為切入點
觀察和實驗是物理學的基礎,讓學生親自通過物理現象的觀察、進行實驗探究來與理論學習相互對照、驗證,加深理解,實現形成正確的物理概念。
如“浮力”教學中,教師通過演示,讓學生觀察水中下沉的小鐵塊和大木塊浮在水面的情境。問:“是不是下沉的鐵塊不受浮力呢?”教師引導學生通過手托物塊,觀察彈簧測力計示數變化以及將物塊浸入水中時示數變化進行比較,分析得出浮力的概念。
2.以生活經驗為切入點
學生對日常生活中的物理現象最為熟悉,一般有自己的親身體驗和感知,能喚起學習興趣,激活學習的內在動機。
如力的概念教學,可以從人推車、人提箱子、汽車拉拖車、壓土機壓路面等現象引入。幫助學生提取儲存在頭腦中的感性認識,然后在對這些感性知識加工的基礎上形成概念。
所以,借助生活經驗,從生活實際中引入概念,可以培養學生運用概念分析實際問題的能力。
3.以錯誤觀念為切入點
以學生易產生錯誤的前概念為切入點,設置沖突情境,使學生體驗驚訝——懷疑——心理沖突——對新觀點的抵觸心理——新觀點帶來的成功——接受。這既糾正了學生頭腦中的錯誤觀念,又提高了學生的學習熱情,培養了學生的探索精神。
如關于運動和力的關系,學生對生活經驗缺乏科學分析,認為“物體的運動需要力來維持”這一錯誤前概念。伽利略設想的“理想實驗”,建立了一個沒有摩擦的光滑軌道的物理模型,從而非常巧妙地否定了錯誤概念并推導出正確的結論:力是改變物體運動狀態的原因。
4.以問題設置為切入點
如在“速度”概念教學時,我創設這樣問題情境:通常情況下,烏龜和兔子誰跑得快?在“龜兔賽跑”的故事中,我們能說兔子跑得快嗎?接著引出常用的兩種比較物體運動快慢的方法和物理學中用單位時間內通過的路程來比較運動快慢的規定,最后用比值定義的方法建立速度的概念。這種通過設置問題引發學生爭論,課堂氣氛活躍,取得良好效果。
5.以科技進步為切入點
以科技進步為切入點,對學生進行愛國主義思想教育,激發學生學習興趣,樹立遠大理想,培養創新精神。
如在“運動的描述”教學中,視頻播放“神舟九號”與“天宮一號”對接的情境,提出問題,引導學生正確理解“參照物”、“運動和靜止的相對性”等概念,同時也激發學生的愛國熱情。
總之,引入新概念的方法多種多樣,如用類比法、物理故事、復習舊知、邏輯推理引入等,教學中要根據具體情況,采用最恰當引入方法,才能產生較好的效果。
二、物理概念形成的教學策略
物理概念形成是對物理世界認識的過程,即以感覺、知覺、表象為基礎,通過比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、歸納、演繹等思維活動,從個別到一般,從具體到抽象,從知識到應用,逐步引導學生揭示概念本質,進而全面地掌握物理概念。
(一)抓住概念的本質特征來理解概念
物理概念的正確建立,首先是要揭示概念的本質特征。所以,在教學中要充分采用直觀的手段展示物理現象,利用生活實例,緊密聯系生活實際幫助學生建立物理圖像,抓住本質,建立物理模型。
例如,對“電阻”概念的理解。由公式R=■可知,對某一確定的導體而言,這個比值是一個定值,表示電阻是導體本身的一種性質。由實驗可知:電壓一定時,電阻增大,通過導體中電流將減小,說明電阻是表示導體對電流作用大小的物理量。同時實驗也證明導體的電阻與電壓、電流無關,是由其本身的性質決定的。在溫度不變的情況下,對同一段導體而言,不管電壓和電流的數值如何變化,電阻的大小總是不變,這就抓住了電阻概念本質。
(二)正確辨析物理概念間的聯系與區別
為了使學生對概念的本質的理解更深刻,物理教學應注重概念之間的區別與聯系。對那些易混淆,易引起歧義的物理概念,要放在一起比較、辨析,加強理解,透徹把握物理概念。
例如,熱量是指在熱傳遞過程中,物體吸收或者放出熱的多少(內能變化的量度)。教學時應注意熱量與溫度、內能的聯系和區別。區別的關鍵是熱量是過程量,只有當物體在吸熱或放熱的過程中,才有熱量的傳遞;而溫度和內能是狀態量,物體在一定狀態下具有一定的溫度和內能,而不具有熱量。要使學生一下子理解熱量的概念是困難的,要注意有計劃地在有關教學中逐步明確、鞏固和加深。
(三)掌握建立物理概念的科學方法
物理概念是對物理現象、過程等感性材料進行科學抽象的產物。教師要創設問題情境,幫助學生分析物理現象,指導學生認識物理現象的共同屬性和本質特征以及相互聯系,進而形成物理概念。因此,掌握方法是物理概念形成的一個重要手段,物理概念的形成也離不開“物理方法”的掌握。
例如,在“密度”概念教學中,要涉及到觀察的方法、猜想的方法、實驗的方法、分析歸納的方法、類比的方法、比值定義的方法等等,我們在教學中要足夠重視這些方法的應用,同時也體現出科學方法對物理概念的形成有至關重要的作用。
另外,為了讓學生學會科學思維,排除消極思維定勢。教師要有目的地引導學生運用分析、綜合、比較、抽象、概括、類比等思維方法,突出概念的關鍵特征。如講合力與分力概念這一概念時,要抓住“作用效果相同”這一關鍵特征;在講摩擦力概念時,要抓住“相對運動”這一關鍵特征,這些都有助于學生形成清晰的物理概念。
三、物理概念鞏固應用的教學策略
物理概念形成需要多次反復思維,只有通過鞏固應用,加深理解,才能真正在自己頭腦深處牢固建立概念。鞏固深化是物理概念形成的必要措施,它可以發展概念的外延和理解概念的內涵,能夠應用物理知識解決實際問題,實現各種能力的轉化,以落實物理概念的形成。
(一)借助學生動手實驗,實現再探究
通過學生自己動手做實驗,通過“自主、合作、探究”,充分理解建立物理概念的方法,才能達到鞏固概念的目的。
如聲音的特性是重點和難點的結合體,對于音調、響度、音色概念的建立和理解,讓學生自己動手探究,遠比教師空洞的灌輸,效果好得多。
(二)通過概念圖形成,進行概念的反饋
概念圖的形成是學生經歷頭腦風暴,再度創造,再現知識結構的思維過程。學生獨特的構思、內心思維、對概念的理解、理解中的誤區和不足,都展現在概念圖上,它是一種可視化的交流。通過師生、生生互動進行反饋、交流、探討,從而更好地掌握物理概念,形成知識網絡體系。這樣可以讓學生的思維開闊,視野拓展,認識得到升華。
(三)通過變式訓練,掌握運用概念的技能
解題訓練是知識再創造的過程,解題方法蘊涵著科學方法。教學中要針對物理概念的特點,精選習題,設置問題。通過討論、示范、作業等形式,讓學生在運用概念解決物理問題中,鞏固其所學知識,完善對概念的理解和把握,體會科學方法的運用,提高分析與解決實際問題的能力,從而達到自覺地運用物理概念解決實際問題,實現認識的第二次飛躍。
總之,新課程理念下物理概念鞏固應用環節,是物理概念形成的重要一環。它通過對物理概念的反復運用,拓展運用概念解決問題的方法及思路,提高學生的抽象、概括能力,從整體上形成對概念的完整性認識,強化、深化學生對概念內容的理解。把新形成的物理概念納入到整個知識體系中去,建構結構性的知識網絡。
綜上所述,物理概念的教學既要充分重視物理概念形成的過程,更要倡導學生對教學過程的主動參與,樂于科學探究。要幫助學生把握物理概念,培養學生創新的思維品質,發展學生的主體性,促進物理知識體系的建構。
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