高中物理概念教學的有效策略和方法

安徽省六安市霍邱縣第一中學 李 俊

新課程導致新教科書中的介紹性章節和實驗性章節更長。高中物理教學的目的是確保學生學習和掌握物理學的基本概念和規律。物理學的概念和規律是高中物理學基礎知識中最重要的部分。然而，物理概念的抽象性和學生認知結構中的各種弱點給物理概念的學習帶來了障礙，這意味著物理概念既不容易“教”，也不容易“學”。因此本文針對高中物理概念教學的有效策略和方法進行探討。

一、影響高中物理概念學習的主要因素

1.教材因素。

如果我們把初中物理課本和高中物理課本進行比較，就會發現，所需的知識和思維能力都有了很大的明顯提高。高中物理教科書中描述的技能不僅需要觀察和實驗，還需要更抽象的思維，如分析歸納和綜合，以及適當應用數學知識解決物理問題的能力。在有多個調查對象、多個狀態和多個過程的復雜問題中，學生很難接受一套方程式，引導他們從物理現象到構建物理模型，再從物理模型到數學描述。此外，初中和高中的物理課本在知識的表述上也有很大的區別。初中物理課本相對簡單，學生容易閱讀和理解，而高中物理課本則以嚴格和簡明的方式介紹物理學的概念和規律。物理問題的分析、推理和表述是科學嚴謹的，對學生的閱讀和理解具有挑戰性。此外，教科書和所需數學知識之間缺乏協調，也使學生難以學習物理。例如，中學生很難理解瞬時速度，因為他們還沒有學會極限的概念。沒有三角函數知識的學生在綜合和分解力方面不夠靈活。如果沒有函數的象形表示法的知識，他們就很難使用象形技術來研究各種問題。此外，打破學科之間的橫向聯系，使得初中物理教學難以進行，影響了高中學生的成績。

2.學生因素。

在中學物理課上，有些概念是直接從直觀的實驗中得出的，而有些概念則是學生通過觀察、分析、歸納和演繹，根據現有的物理概念或理想模型制定的。雖然中學生有一定的認知能力和推理能力，但他們無法將不熟悉的、復雜的和困難的問題轉化為熟悉的、簡單的和可理解的問題，而且由于先前的知識有限和身體技能不足，他們無法解決實際問題。他們無法將實際問題轉化為物理學語言，在選擇解決問題的方法上缺乏靈活性，通過機械記憶學習物理概念，盲目練習，并經常被表面現象所干擾，而這些現象導致理解片面和膚淺。這在他們對隱含術語的分析不完整、對關鍵概念的理解以及對物理問題的不同程序和答案的制定不明確方面表現得最為明顯。例如，有些學生不理解加速度和阻力的概念，錯誤地得出“加速度增大速度一定增大。”的結論。

3.教師因素。

在高中物理教學過程中，物理教師通常會花費大量的時間及精力備課，但是對學生們掌握所學物理知識的能力并不了解，甚至會出現高估學生能力的情況，導致學生對某些物理概念從剛開始學習時便無法理解，之后很難在各種物理概念之間建立相關的聯系。

二、物理概念教學重要性

一是物理概念是物理學中所有知識的基礎。整個物理學的內容可以大致分為物理現象、事實、概念、規律和理論。物理規律和理論是以物理概念為基礎的。這是因為物理規律顯示了物理概念之間的關系和限制。如果學生不熟悉力、質量和加速度的概念，他們將無法理解和掌握牛頓第二定律，更不用說正確地應用它。其次，掌握物理學概念是物理學教學的關鍵。學生們往往覺得學習物理很困難，其中一個主要問題是他們不理解物理學的概念。他們只注重記憶定義、背誦公式和做練習，卻忽略了對物理學概念的理解。第三，概念教學是物理教育中培養學生能力和智力的重要途徑。物理學概念的形成、理解和掌握是一個非常復雜的認知過程。學生必須通過觀察和實驗獲得必要的感性知識；然后，通過復雜的思維過程（分析和綜合、比較、抽象和概括），將新的概念與自己認知結構中的原有概念聯系起來，在新舊概念關系的基礎上，運用概念解釋現象或回答問題，不斷加深對概念的認識和理解。

三、高中物理概念教學的有效策略

1.鼓勵學生嘗試定義概念。

創設概念教學的情境是物理概念教學的必經環節，是引導學生靈活運用概念的有效手段。因此，在教學中應從多角度提供概念的變式，創設問題情境，設計階梯式問題讓學生思考，引導學生由淺入深，逐步理解，深化提高，同時培養學生分析問題和解決問題的能力。首先，物理教師可先為學生們創設情境，讓學生們在主觀上感覺到運動中有一種速度。然后可繼續創造情境，讓學生們主觀地感覺到運動中的東西的速度發生了變化。用具體的例子引導學生，例如，如果A車在2 秒內從10 米/秒加速到15 米/秒，或者B車在3 秒內從10 米/秒加速到2.5 米/秒，需要多大的加速度。讓學生感受并認識到，僅靠加速度的大小并不能解釋問題；需要另一個因素來解釋問題，這個因素就是加速度的方向。為了實現這一目標，學生需要經歷一個學習過程。心理學研究表明，獨立獲得的知識更加持久和長效。一旦學生對他們要學習的概念有了了解，教師就會鼓勵他們分析、綜合、抽象和概括所獲得的感知材料，以確定他們要學習的概念。通過這種方式，學生可以充分利用他們的物理能力，學習如何學習物理。通過適當的指導，許多概念的定義可以讓學生在基本準確的情況下歸納出這些概念。此外，物理概念教學需要長期和短期規劃。不應期望學生在短時間內完全理解這些概念。教導一個基本概念應該從對概念及其意義的認識和體驗開始。然后，學生應學會將概念的定義分解成若干部分，以獲得更深入的理解，并在實踐活動中達到高潮。例如，力、位移和動量等物理量由教師教授，而學生則自己定義物理量，并隨著時間的推移對其進行完善。目標是讓學生了解在什么條件下會出現物理量以及如何定義它們。例如，電場強度、磁感應強度和電動勢都是在這個過程中教授的，以幫助學生逐步理解物理學中形成的概念的特點，從而提高他們的自學能力，發展他們的物理思維。

2.引導學生進行科學抽象。

物理學中的概念不是對生物或實驗現象的簡單概括或總結，而是對感知材料，如物理現象和過程進行科學分析和抽象的結果。因此，在制定物理概念時，學生必須學會從感知材料、具體例子和實驗現象中構建科學抽象，以了解現象的本質，并制定從具體感知理解到抽象理性理解的概念。自主建構概念，是學生有效掌握概念的主要途徑和方式，也是學生發展物理觀念的主要方法。因為，物理概念的形成過程，是從形象到抽象，從感性到理性認知發展的過程。在這個過程中，學生需要經歷歸納、演繹等活動。如果不從一開始就教授感知的基礎知識，如果學生不參與分析和抽象感知材料的過程，如果他們的思考和處理沒有得到刺激和支持，學生將無法深入地掌握概念并形成科學的思維方式，更不用說他們被教師成功地塑造和培訓。其中之一是，物理概念是物理學中所有知識的基礎。整個物理學的內容可以大致分為物理現象、事實、概念、規律和理論。物理規律和理論是以物理概念為基礎的。這是因為物理規律顯示了物理概念之間的關系和限制。如果學生不熟悉力、質量和加速度的概念，他們將無法理解和掌握牛頓第二定律，更不用說正確地應用它。其次，掌握物理學概念是物理學教學的關鍵。學生們往往覺得學習物理很困難，其中一個主要問題是他們不理解物理學的概念。他們只注重記憶定義、背誦公式和做練習，卻忽略了對物理學概念的理解。概念教學是發展學生物理學技能和智力的重要手段。物理學概念的形成、理解和掌握是一個非常復雜的認知過程。學生需要通過觀察和實驗獲得必要的概念知識；然后在復雜的推理過程中（分析和綜合、比較、抽象和概括），將新概念與認知結構中的原有概念聯系起來，用這些概念解釋現象或根據新舊概念的關系回答問題，以不斷深化對概念的認識和理解。授人以魚不如授人以漁。在某些方面，培養抽象的科學思維比教授知識更重要。例如，如果一位教師想教授電阻的概念，他可以從一個演示實驗開始，測量通過兩個固定電阻的電流和兩端的電壓，然后要求學生計算相同電阻的U/I。然后他們會分析發現，這個常數反映了導體的物理特性，并被表示為R。對兩個實驗的數據分析表明，U/I 的值越大，在相同電壓下流過導體的電流越小。電阻是一個描述導體對電流的電阻的物理量，其數值可以從R= U/I 的關系中計算出來。這意味著，電阻值不取決于流經導體同一部位的電壓和電流。

3.立足實驗激發學生學習興趣。

要實行有效的教學策略，激發學生興趣是前提。因為興趣是學習的根本動力，也是最好的老師。激發學生學習興趣的方式有很多，從學生的角度來看，會對沒有接觸過的事物感興趣。物理本身是一門以實驗為基礎的學科，所以運用實驗，貼近學生的實際生活，可以滿足學生的好奇心，激發他們的學習積極性。實施有效教學策略的先決條件是激發學生的興趣。物理概念的文字敘述嚴謹、簡潔，多數學生能夠讀懂字面意義，但不能把握準確深刻的含義，運用概念解決問題時容易出現錯誤。這時，安排相關的實驗引導學生在探究中理解，從而突破難點。在中學物理課程中學習物理概念可能是枯燥和混亂的，這對學生的興趣和積極性有很大影響。實驗的確是物理教學的重要組成部分，尤其是在中學，實驗知識是物理教學的重要組成部分。有效的物理實驗有助于鞏固學生的物理理論知識，并有效促進實踐、創新、調查、研究和其他學術技能的發展，以及物理學的基本知識。同樣，物理教學也可以通過實驗來激發學生學習物理概念的興趣，這些實驗包括引導學生有效開展概念性學習活動。因此，在進行物理概念教學時，教師可以巧妙地利用物理實驗，以超乎想象的物理實現現象激發學生的興趣和好奇心，充分調動學生學習物理概念的欲望，營造積極、活躍的課堂氣氛，使物理概念教學事半功倍。這是有可能實現的。應特別注意選擇有趣的物理實驗和內容，以最好地滿足學生的研究和學習需要。例如，教師可以通過實驗探究來幫助學生理解高中物理學中的“動量守恒定律”的內容，該定律在碰撞中是不變的。實驗室應配備一個傾斜和開槽的軌道、一個沖擊球、一個投擲球、一個天平、一個秤和一張白紙。教師應經常向學生指出一些注意事項和要點，如選擇球時要使撞擊球的質量大于投擲球的質量，重復實驗時要確保地板上的斜槽和白紙的位置始終相同，多次尋找落點的平均位置，學生必須了解這些要點。在“光的折射”一章中，可以隨機挑選兩名學生扮演拿著魚叉的漁民，教師將一張貼了小魚的紙板浸入透明盆中，在樹枝的一端綁上筆尖作為魚叉，讓其中一名學生拿著魚叉去叉魚，沒有叉中，換另一名學生又做了一次實驗，但還是不能在紙魚的中間叉住，這讓學生們感到不解和好奇，從而引起他們學習的積極性。

結束語

綜上所述，在高中物理概念的教學中，物理教師應當真正站在學生的角度，根據物理概念的相關內容將和學生日常生活相貼近的物理問題設計出來，借助學生們熟悉的生活實例，可激發他們的自主思考能力，并引導他們繼續探究，從而使他們在探究過程中將物理概念的重要因素準確把握。另外在教學環節中進行容易操作的物理實驗，可使學生們借助直觀的物理現象深刻的認識物理概念的本質，通過親身操作進行驗證能夠使學生們的記憶程度加深。