劉貞前
摘 要:通過“引入物理概念、建立物理概念、討論物理概念、運用物理概念”四步曲開展物理概念有效教學的實踐和思考。
關鍵詞:引入;建立;討論;運用
物理概念是人們根據大量的觀察、實驗,獲得感性認識,通過分析、歸納、區別,把這些物理現象的共同特征加以概括而成的,是構建物理學理論體系的基本材料。一個物理概念的學習又會與另外的物理概念相聯系,物理概念之間的這種關聯的邏輯關系,是構成物理規律和公式的理論基礎。物理概念是物理基礎知識的一個重要組成部分,也是學生通過邏輯推理,構建知識體系的基本方法,學生學習物理的過程,就是不斷地建立物理概念、弄清物理規律的過程。因此,在中學物理教學中概念教學是一個重點和難點。鑒于此,為提高物理概念教學的有效性,本人根據物理教學的一般程序和原則,針對我校學生基礎較差的特點,通過以下四個環節進行了教學,取得了較好的效果。
一、引入物理概念
概念引入是概念教學中的第一個重要環節。核心是創設物理環境,提供感性認識。引入工作做好了,一開始就能激發學生學習的積極性。為了能讓學生主動進行比較、建構,直到揭示概念的本質屬性,教師設計一個學生感興趣的或與日常觀念矛盾突出的典型事例,會很大地提高學生的學習積極性,從而更有效地開展有效教學。
例如,在學習“力的概念”時,雖然大家都知道“力是物體之間的相互作用。”可在具體事例中卻難以找對施力物體和受力物體到底是哪個,我以“拳擊運動員一拳擊在空中”分析受力物體為例,學生單憑直觀印象認為受力物體是空氣,那怎樣讓學生明白這是人體肌肉之間的相互作用?在武俠小說里有這樣的描述“當某一高手一掌打在空中,只覺得喉頭一甜,吐出一口血來”,這種現象的受力物體是什么?
又如,在學習“自由落體運動”之前,很多學生認為“輕的物體下落得要慢一些”,為了證明“物體下落的快慢和重量沒有關系”,我設計了這樣一個實驗:取兩張大小不同的紙片,把小的一張揉成團,另一張不變,使它們從同一高度下落,其實不用實驗,學生都知道紙團先落地。現象表明“輕的物體反而下落得快”,也就說明了“物體下落的快慢和重量沒有關系”這一結論。這時教師再以伽利略的邏輯推導來進行理論分析,從矛盾中引導學生積極思考,使之印象深刻。
面對新的問題時,學生往往習慣用已知的知識進行分析。為了完善學生認知,我們在設計事例時必須設法突出不同的地方,用明顯的矛盾現象來引發認知的沖突。總之,在概念教學中,要針對概念的不同特點,可以從直觀的實驗、熟悉的生活事例或新舊知識的銜接上,以趣味例子,以矛盾例子,生動靈活地引入物理概念。
二、建立物理概念
在學生獲得感性認識的基礎上,教師提出問題,引導學生進行分析、概括,抓住主要因素,找出現象的共性、本質,使學生形成正確的概念。
1.讓學生明白物理概念的形成必須經過科學的抽象和邏輯的推理
當人們在科學研究的過程中獲得了大量對某一物理問題的感性認識,這些感性認識就是形成物理概念的基礎,但正確的物理概念的形成,必須通過科學抽象和邏輯推理才能揭示出物理的本質。例如,力的概念的形成就經歷了從現象到本質的認識過程。古希臘哲學家亞里士多德從“用力推車,車子才前進,停止用力,車子就要停下來。”這些現象中得出結論:力是維持物體運動的原因。但是后來伽利略通過一系列科學實驗,指出了亞里士多德觀點的錯誤,提出“力是改變物體運動狀態的原因”的正確概念。
2.讓學生了解概念的內涵和外延
為了找出概念的內涵和外延,可以從分析概念的定義入手,對定義中的關鍵字、關鍵詞要咬文嚼字。例如,楞次定律的內容是:感生電流的方向,總是要使感生電流的磁場,阻礙引起感生電流的磁通量的變化。定義的第一句話指出了定律的用途是用來判斷“感生電流方向”;而第二句話中的“總是”,是指肯定是這樣子的;第三句話中的“阻礙”,就比較難理解了,它既不是“阻止”,也不是“產生相反方向的磁通量”,而是引起感生電流的磁通量減少時,感生電流的磁場方向與原磁場方向相同,阻礙它減少。引起感生電流的磁通量增加時,感生電流的磁場方向與原磁場方向相反,阻礙它增加。對定義的內容進行逐字逐句的講解,關鍵的“字”“詞”認真推敲,使學生對概念有個明確的認識,才能牢固掌握。
3.讓學生知道物理概念可以寫成公式,并且會推導物理公式
在中學物理中常見的物理公式可分為四種基本形式:(1)定義式,由定義直接得出,如,速度公式、壓強公式;(2)實驗式,根據實驗數據的規律性得到的結論,如,電阻定律、歐姆定律;(3)理論推導式,運用物理概念和實驗數據,由數學的和邏輯的推理得到的公式,如,機械能守恒定律、動能定理;(4)假想式,它是在實驗條件不完善的情況下通過推理想象的產物,如,原子物理學中的一些公式。對于不同的物理公式,要求學生掌握的內容也不一樣,有所側重:定義式重在意義;實驗式重在實驗過程;理論推導式重在依據和推導過程;假想式重在前提條件和依據等。
三、討論物理概念
學生只有理解了物理概念,才能有效地掌握物理概念。因此,在物理概念建立以后,本人還引導學生對概念進行必要的討論,以深化其認識。主要是物理意義,適用范圍和條件,以及有關概念和規律間的關系。在討論過程中,還要特別注意針對學生在理解和運用中容易出現的錯誤,有的放矢,使學生獲得正確的理解。為了讓學生能夠更深刻地理解概念,對一些類似的概念異中求同,同中求異,反復深化。
例如,速度和加速度是高中力學中的兩個非常重要概念,要求學生必須深刻的理解,本人在教學中對這兩個概念進行全面比較,找出區別和聯系。讓學生理解:(1)在物理意義上,速度是描述物體運動快慢的物理量。速度越大,說明物體運動的越快。加速度是描述速度變化快慢的物理量,加速度越大,說明速度變化的越快。(2)在公式上,速度等于位移和時間的比值,而加速度等于速度的變化和時間的比值。(3)在規律上,速度的大小決定于位移和所用的時間,位移大的速度不一定大。而加速度決定于速度的變化和發生變化所用的時間,而不決定于速度的大小和速度變化的大小。速度和加速度都是矢量。在直線運動中,速度的方向就是位移的方向,而加速度的方向可能跟速度方向相同,也可能跟速度的方向相反。速度增大時,加速度方向跟速度方向相同;速度減小時,加速度的方向跟速度方向相反。通過如此比較,使學生對速度和加速度這兩個概念有了深刻的理解。
四、運用物理概念
學生剛學習物理概念,對概念的掌握往往不夠完整、不夠深刻,而且會和學過的舊概念發生混淆。這就需要通過有關的練習,來鞏固和加深概念的理解。在這一環節中,一方面用典型的例題,通過師生共同討論和教師的講解,深化學生對概念的理解,掌握分析、解決物理問題的一般思路和方法;另一方面,在引導學生運用知識和組織學生練習的基礎上,總結出在解決問題時的一些帶有規律性的思路和方法。
例如,學習“彈力”和“摩擦力”這兩個物理概念后,可以給學生設疑:物體間相互接觸時一定有彈力嗎?摩擦力就一定阻礙物體的運動嗎?兩物體間如果存在摩擦力時一定有彈力嗎?結合生活中的實例進行分析,就能使學生深刻體會到彈力產生的條件是“兩物體相互接觸且發生擠壓而產生彈性形變時會產生彈力”。而摩擦力必須是兩個物體間產生彈力后有相對運動或相對運動趨勢時,才會產生。摩擦力也可以是使物體運動的動力,如,傳送帶傳送貨物時。通過反復的練習,學生在實際應用中就會對概念有較全面的、深刻的理解,從而達到鞏固物理概念的目的。
總之,在有效教學理念下物理概念教學過程中,把握不同物理概念的特點,通過引入、建立、討論、運用四個環節進行教學,引導學生主動學習,在探索過程中形成概念、掌握概念,發展學生的多種邏輯思維能力,就一定能有效地提高物理概念的教與學。
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編輯 魯翠紅