物理概念教學(xué)問題及策略研究

王勝華++侯恕??

1物理概念教學(xué)中存在的問題

1.1學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙

（1）缺乏感性認(rèn)識(shí)

由于物理概念的抽象性，在生活中學(xué)生可能接觸不到與之相關(guān)的事物和情景，缺少相應(yīng)的感性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生很難理解物理概念的本質(zhì)，例如電場(chǎng)線和磁感線.

（2）前概念的影響

前概念是指學(xué)生在正式學(xué)習(xí)有關(guān)的物理知識(shí)之前，頭腦中已存在著一定的原有認(rèn)識(shí)和該認(rèn)識(shí)賴以形成的思維方式.學(xué)生頭腦中的前概念可能來源于生活經(jīng)驗(yàn)或者之前的學(xué)習(xí)或者其他學(xué)科的錯(cuò)誤橫向遷移.在中學(xué)教學(xué)中，由于考慮到初學(xué)者的接受程度，課本上對(duì)于物理概念的表述往往是不嚴(yán)格的，但是學(xué)生可能把這些概念絕對(duì)化.比如，誤以為摩擦力總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的.學(xué)生容易受到高中數(shù)學(xué)中“正整數(shù)之和一定大于任一一個(gè)正整數(shù)”的影響，錯(cuò)誤的認(rèn)為合力一定大于分力.然而錯(cuò)誤的前概念將會(huì)影響學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)，這是影響學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)的重要的一個(gè)因素.

（3）物理概念的混淆

物理概念之間有著相互的聯(lián)系和區(qū)別，很容易干擾學(xué)生對(duì)物理概念的理解.例如，在學(xué)習(xí)加速度概念時(shí)，學(xué)生總是不能分析清楚，速度、速度的變化量和速度的變化率之間的關(guān)系.

（4）不能正確認(rèn)識(shí)物理概念的內(nèi)涵和外延

概念的內(nèi)涵和外延是概念的基本邏輯特征，是概念在質(zhì)和量?jī)蓚€(gè)方面表現(xiàn)出來的邏輯特性.任何一個(gè)物理概念也都有它明確的內(nèi)涵和外延.

物理概念的內(nèi)涵指的是該概念所反映的物理事物的本質(zhì)屬性.例如，機(jī)械運(yùn)動(dòng)概念的內(nèi)涵是“一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置隨時(shí)間在改變”.力概念的內(nèi)涵是“物體間的相互作用”.概念的內(nèi)涵體現(xiàn)著認(rèn)識(shí)對(duì)象的質(zhì)的規(guī)定性，是概念的質(zhì)的方面，說明“是什么”.物理概念的外延指的是該概念所涉及的一切事物的范圍和條件即適用范圍.例如，機(jī)械運(yùn)動(dòng)概念的外延反映的是具有“物體間相對(duì)位置發(fā)生變化”這一本質(zhì)屬性的各種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，如勻速直線運(yùn)動(dòng)、變速直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)等.力概念的外延反映的是具有“物體間發(fā)生相互作用”這一本質(zhì)屬性的各種類型的力，如重力、彈力、靜電力等.外延的大小表示概念所反映的對(duì)象的多少，體現(xiàn)認(rèn)識(shí)對(duì)象的量的方面，說明“有哪些”.概念的內(nèi)涵和外延是互相制約的，如果不能正確認(rèn)識(shí)物理概念的內(nèi)涵和外延，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí).例如認(rèn)為“當(dāng)兩個(gè)物體無限接近時(shí)，它們之間的萬有引力無限大”這樣錯(cuò)誤的觀點(diǎn).

1.2教師教學(xué)中存在的問題

（1）對(duì)概念的引入過程重視不夠

有的教師在引入物理概念時(shí)，直接搬出概念，導(dǎo)致學(xué)生不能完全理解概念的本質(zhì)，只是機(jī)械的記住了那些概念的內(nèi)涵和外延.例如必修1中的加速度這一節(jié)，學(xué)生剛剛接觸了速度的變化量這一內(nèi)容，沒有獲得感性認(rèn)識(shí)，教師就直接給出了加速度的概念，導(dǎo)致學(xué)生沒有完全理解加速度的物理含義，不知道引入加速度的必要性.

（2）忽略概念形成過程的科學(xué)思維教育

一個(gè)物理概念的形成過程中，必將伴隨著科學(xué)方法的運(yùn)用.科學(xué)思維方法是物理學(xué)的手段，如果教師只向?qū)W生提供形成概念的感性資料，不同時(shí)讓學(xué)生參與思維加工活動(dòng)，對(duì)于學(xué)生來說，表面聯(lián)系和內(nèi)在聯(lián)系，生活經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)概念仍處于分離的狀態(tài).因此在概念教學(xué)中，應(yīng)該注重科學(xué)思維方法的教育，從而幫助學(xué)生理解概念的本質(zhì).不要只在學(xué)生遇到問題時(shí)再補(bǔ)充說明，起不到教學(xué)作用.

（3）缺乏問題意識(shí)

習(xí)題是檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)的掌握程度的一種手段.在概念教學(xué)中，教師花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行習(xí)題的訓(xùn)練，花很少的時(shí)間去講解概念的內(nèi)涵，以達(dá)到掌握知識(shí)的目的.長(zhǎng)此以往，學(xué)生只會(huì)機(jī)械的模仿習(xí)題中的思路，沒有達(dá)到靈活運(yùn)用的目的.

2物理概念教學(xué)的策略

1.1豐富感性認(rèn)識(shí)的策略

當(dāng)學(xué)生對(duì)于所接觸的概念沒有足夠的感性認(rèn)識(shí)時(shí)，很難接受這些知識(shí).教師應(yīng)該通過實(shí)物展示、多媒體展示、創(chuàng)建恰當(dāng)?shù)奈锢砬榫盎蛘邔?shí)驗(yàn)，來豐富學(xué)生的認(rèn)知，再通過科學(xué)思維方法，使學(xué)生掌握科學(xué)概念.在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是最好的豐富學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的手段，能將抽象的內(nèi)容具體化、形象化，更利于學(xué)生對(duì)于知識(shí)的接受.例如教師在講授“磁感線”內(nèi)容時(shí)，可以首先利用布條指示風(fēng)向的實(shí)驗(yàn)，引入磁感線，簡(jiǎn)單的講解后讓學(xué)生自己探索磁鐵周圍磁感線的分布.

2.2認(rèn)知沖突策略

認(rèn)知沖突策略，指的是建立在認(rèn)知沖突和解決沖突基礎(chǔ)上的教學(xué)策略.它要求教師首先要了解學(xué)生的前概念，想辦法暴露學(xué)生的原有認(rèn)知，使其發(fā)生矛盾，形成認(rèn)知沖突，然后再解決問題，使學(xué)生的概念發(fā)生轉(zhuǎn)變.例如在談?wù)摗盎瑒?dòng)摩擦力做正功還是負(fù)功”時(shí)，首先教師讓學(xué)生通過討論發(fā)表自己的意見，然后教師運(yùn)用舉反例的方式，得出結(jié)論“滑動(dòng)摩擦力可能做正功，可能做負(fù)功也可能不做功”.2.3發(fā)展原有認(rèn)知策略

如果學(xué)生的前概念與科學(xué)概念之間是一致的，只是不夠全面、系統(tǒng)，那么此時(shí)教師應(yīng)該在學(xué)生原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，提出一些有過渡性的問題，使得學(xué)生的思維向著科學(xué)概念過渡，這就是發(fā)展原有認(rèn)知策略.例如在探究功的表達(dá)式時(shí)，教師首先提問學(xué)生“當(dāng)力和位移同方向時(shí)，功的表達(dá)式是什么”，然后讓學(xué)生思考“當(dāng)力和位移有夾角時(shí)，功的表達(dá)式是什么”，引導(dǎo)學(xué)生將力沿著位移方向和垂直于位移的方向進(jìn)行分解，計(jì)算分力做功，然后求總功，并總結(jié)得出功的表達(dá)式.

2.4圖示策略

圖示策略就是用圖像表示出頭腦中的思維狀態(tài)和思維過程，主要有概念圖和思維導(dǎo)圖.

（1）概念圖

概念圖就是將各個(gè)概念聯(lián)系在一起的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖.例如恒定電路中，電流、電壓、電阻、電功和電功率之間關(guān)系，還有力和物體運(yùn)動(dòng)的的關(guān)系用圖1所示概念圖表示出來，使得這些概念之間的聯(lián)系更清晰，使得學(xué)生更加容易理解各個(gè)概念之間的聯(lián)系，也有利于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的整體把握.

（2）思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖就是從一個(gè)主要的概念開始，隨著思維的進(jìn)程形成一個(gè)樹枝形的網(wǎng)狀圖.思維導(dǎo)圖可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維.例如圖2所示高中物理必修一摩擦力一節(jié)的思維導(dǎo)圖.通過這個(gè)思維導(dǎo)圖很清楚的看出摩擦力的分類及內(nèi)容，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的總結(jié).

2.5對(duì)比策略

對(duì)于一些不易區(qū)分出來意義的概念，如速度與加速度、電壓與電動(dòng)勢(shì)、功和能等，教師可以采取對(duì)比的策略，使得學(xué)生清晰的知道它們之間的區(qū)別和聯(lián)系.例如表1所示相互作用力和一對(duì)平衡力的對(duì)比圖.通過對(duì)比，進(jìn)一步增加了學(xué)生對(duì)概念的理解，有利于對(duì)物理知識(shí)的分析.

表1

比較內(nèi)容

一對(duì)相互作用力

一對(duì)平衡力

作用對(duì)象

兩個(gè)物體

一個(gè)物體

作用時(shí)間

同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失

不一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失

力的性質(zhì)

一定是同性質(zhì)的力

不一定是同性質(zhì)的力

力的大小

大小相等

大小相等

力的方向

方向相反且共線

方向相反且共線

在一線教學(xué)中，教師應(yīng)該改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”和“以教師為中心”的教學(xué)模式，注重選擇更好的教學(xué)策略，注重學(xué)生讓參與課堂，自己探究獲得知識(shí)，運(yùn)用更好的教學(xué)手段豐富課堂內(nèi)容，取得最好的教學(xué)效果.