探究新課標下高中物理概念教學有效性策略

摘要：物理概念不僅是物理基礎知識的重要組成部分，而且也是構成物理規律、建立物理公式和完善物理理論的基礎和前提。世界著名物理學家李政道博士曾說過：“學習物理的首要問題是要弄清物理學中的基本概念”。所以，物理概念教學的效果如何，直接關系到學生對于物理知識的認知程度，進而影響到學生整體知識網絡的構建與拓展，可以說學好物理概念是學好物理的關鍵。但物理概念的抽象性及高中生認知結構中的一些缺陷，構成了學生學習物理概念的障礙，造成了物理概念既不易“教”也不易“學”的現象。

關鍵詞：概念教學；情境教學；先學后教；自主探究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）05-0113

我國著名物理學家黃昆教授曾說：“客觀的規律我們一般都是通過一定的科學概念去認識的，而這些概念本身就在一定程度上反映著規律的本質?！庇纱丝梢?，物理教學中的概念教學是非常重要的。一直以來，物理教育研究者都非常關注概念教學，他們探索了物理概念的引入、建立、理解、深化、鞏固和運用的基本教學模式。然而，在教學實踐中，物理概念教學還存在一些問題：重視一般的物理概念教學研究，缺少對具體概念的研究；重視對概念教學的模式、方法、概念轉變教學研究、概念學習中的思維障礙以及概念教學設計的研究，缺少理論和實踐的創新；重視教學經驗的總結或教學反思，缺少系統而深入的研究；相互借鑒的多，理論創新的少等等。

鑒于此，我們在教學中不僅要關注這些問題，還要以概念學習理論為指導，找到適合學生的教學方法和策略，力求理論與實際相結合，并結合自己的教學實踐和《物理課程標準》、教學大綱以及高考要求，探索出物理概念教學的有效方法。

一、物理概念教學的重要性

要改善高中物理概念教學的現狀，首先就要了解物理概念教學的重要性。

1. 物理概念是整個物理學知識體系的基礎?？v觀物理學內容，大體可分為物理現象、事實、概念、規律和理論。其中物理概念是物理規律和理論的基礎。因為物理規律揭示了物理概念之間的相互聯系和制約關系。如果學生對力、質量和加速度這幾個概念搞不清，那就無法理解和掌握牛頓第二定律，更談不上正確運用了。

2. 掌握物理概念是物理教學的關鍵。學生普遍感到物理難學，其癥結之一就在于物理概念沒有搞懂。他們只注重背定義、記公式、做習題，卻忽視了對物理概念的理解，其結果必須是豐富的物理含義被形形色色的教學符號所淹沒概念不清就會越學越困難。

3. 概念教學是物理教學中培養學生能力、開發學生智力的重要途徑。學生形成、理解和掌握物理概念是一個十分復雜的認識過程。學生要通過觀察、實驗獲取必要的感性知識，進而通過復雜的思維過程（分析與綜合、比較、抽象與概括）把新事物與自己認識結構中原有的概念聯系起來，從新舊概念之間的聯系中運用概念去解釋現象或解答問題，不斷加深對概念的認識和理解。

二、新課程理念下物理概念教學的策略

1. 創設情景，營造學習氛圍。物理概念一般比較抽象，對于缺乏理性認識的中學生來說，接受起來有一定的難度，但如果教師在教學過程中能通過創設恰當的情境來引導學生，那么就能幫助學生較容易地進入概念學習，還能充分調動學生對物理概念學習的積極性，使學生由好奇轉變為愛好，由愛好轉變為對物理概念知識的渴求。讓學生在輕松、愉快、新奇、積極的心態中，積極主動地參與到教學活動中，能很快地掌握物理概念，取得良好的教學效果。例如，在高一物理教學中，加速度概念的教學是一難點。在教學實踐中，筆者創設了這樣的情境：磁懸浮列車以432km/h高速勻速運行了8s時間，蝸牛在10s內速度從0加速到0.1cm/s，讓學生體驗速度大與速度變化大是兩個不同的概念，接著給出下列案例：普通轎車0→100km/h用時20s；旅客列車0→100km/h用時500s，讓學生建立起速度變化相等時變化有快慢的初步概念。再給出例1：蘭博基尼Murcielago跑車0→100km/h加速時間4.0s。例2：麥克拉倫F1LM跑車0→100km/h加速時間3.2s。讓學生分析例1與例2──速度變化相同，如何比較其變化的快慢？通過這樣的比較，學生在探究中逐漸形成速度變化快慢的基本概念，并掌握了如何比較的方法（控制變量法），一步一步地把學生帶入“加速度”的物理情境，使學生對加速度的概念有了較清晰的認識。

2. 巧設實驗，引發思維沖突。學生在學習物理概念之前已經具有對物理事實的認識，即前概念，前概念往往是不正確的，但這些前概念其實是一種珍貴的資源，它可以成為學生形成科學概念的生長點。那么，該如何讓前概念成為科學概念的生長點呢？關鍵是剖析學生頭腦中存在的前概念，讓學生認識到前概念的不合理性。實驗可以提供精心設計的、經過簡化和純化了的感性材料，使學生對物理事實獲得明確、具體的認識。有了鮮明的感性材料后，當學生將自己原有的觀點與事實進行比較時，必然會產生認知沖突。這是概念有效教學的起點，也是學生建構物理概念的起點。所以，為了讓學生主動進行比較、建構，直到揭示概念的本質屬性，設計一個好的實驗是基礎，例如直覺型實驗。

往往是憑直覺經驗，想當然地進行推理判斷。教師可根據學生的這一特點，讓學生先作出判斷，然后再用實驗驗證，當實驗的現象出乎學生的意料時，直覺的判斷與實驗事實之間的強烈對比，必然引發學生去積極思考。按如圖所示電路連接，讓兩位學生手牽手分別抓住a、b兩端，讓學生們猜想閉合s會怎樣？再猜想當s斷開又會怎樣？接著教師閉合s，過一會又斷開s。這時參與實驗的兩位同學會突然甩手說，有電擊的感覺。

學生猜測之后就急于想知道實驗的結果，此時學生的注意力會高度集中。當s斷開時，反而被電擊，出乎意料的實驗事實迫使學生去思考，接著引導學生建構“自感”概念就是水到渠成的事了。

3. 比較教學，提高學生的概念應用能力。按不同的劃分標準，物理概念可分為矢量和標量、狀態量和過程量、特性量和屬性量等。掌握了概念的種類后，學生對概念就會有更深的理解。概念的種類是概念教學中不可或缺的一步，如果講得不清、不透徹就會影響學生解決相關物理問題的能力。如講授加速度概念時，首先讓學生知道這是一個人們為了研究運動規律的需要，通過對運動現象的觀察、分析、抽象概括出來的概念。再引導學生將（下轉第122頁）（上接第113頁）加速度和速度兩個概念用比較法進行分析。此外，提醒學生要明確加速度與速度、速度增量的聯系與區別：加速度的方向決定于物體所受合力的方向，與速度增量的方向一致，但不一定與速度的方向一致；負加速度不一定就是勻減速運動，反之亦然。

此外，矢量和標量、狀態量和過程量、特性量和屬性量等等，都需要學生明確區分，因此，我們在概念教學中必須講清其種類。如沖量是過程量也是矢量，密度是標量也是特性量等，可以提高學生解決某些特定情境中物理問題的能力。

4. 引入物理學史，讓學生感知物理學的文化內涵。在教學實踐中的難點，往往也是物理學發展史上長期未能克服的困難；歷史上物理大師們與之辯論和斗爭的錯誤觀點，往往也保留在學生的概念之中，認識上的反復和曲折可以反襯出正確理解物理概念的重要。例如，“動量”和“動能”是物理學中兩個極其重要的概念，它們都和質量、速度這兩個概念有關。如果只講述定義，即使詳細羅列兩者的區別，學生仍不能深刻領會這兩個概念的物理本質。在分析具體問題時，經常會混淆不清，究竟是動量還是動能才真正是機械運動的量度呢？這個問題在物理學史上曾經有過長期的爭論，在教學過程中如能恰當地引用一些物理學史資料，讓學生在真實的歷史背景下認識“動量”和“能量”這兩個概念，有時會起到意想不到的效果。

物理概念種類繁多，學生的思維也各有特點，在物理概念教學中，教師要根據實際情況，采取靈活多樣的教學方法，讓學生成為概念學習的主人，讓學生真正參與到概念的建構過程中，才能使學生真正地掌握概念、學好物理。

（作者單位：廣西北海市北海中學 536000）