物理概念的教學(xué)

1、物理概念的教學(xué)摘要：本文運(yùn)用新課程理念和現(xiàn)代教學(xué)論對(duì)傳統(tǒng)概念教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析得出其成功和不足之處，提出在概念教學(xué)中要由“重知識(shí)”向“重過(guò)程”轉(zhuǎn)變、注重生成性教學(xué)等建議。關(guān)鍵詞：概念教學(xué) 概念形成過(guò)程 教學(xué)錯(cuò)位 生長(zhǎng)性 1 引言 物理概念是整個(gè)物理學(xué)知識(shí)體系的基礎(chǔ)，如果把物理這門(mén)學(xué)科比作高樓大廈，那么物理概念就是構(gòu)成這座大廈的基石，因此物理概念教學(xué)成為物理教學(xué)的核心。李政道在回答怎樣才能學(xué)好物理這一問(wèn)題時(shí)就曾強(qiáng)調(diào)：學(xué)習(xí)物理的首要問(wèn)題是要弄清物理學(xué)中的基本概念。物理概念教學(xué)的效果如何，直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的認(rèn)知程度，進(jìn)而影響到學(xué)生整體知識(shí)網(wǎng)

2、絡(luò)的構(gòu)建與拓展，可以說(shuō)學(xué)好物理概念是學(xué)好物理的關(guān)鍵。中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐表明物理概念是物理中既不易“教”也不易“學(xué)”的內(nèi)容，為此本文對(duì)中學(xué)物理概念教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析并對(duì)物理概念教學(xué)提出一些建議。 2 中學(xué)物理概念教學(xué)的現(xiàn)狀 中學(xué)物理教學(xué)歷來(lái)都十分重視物理概念的教學(xué)，但由于教學(xué)理念的不同造成了物理概念教學(xué)著重點(diǎn)各有不同，用新的教學(xué)理念和現(xiàn)代教學(xué)論來(lái)審視傳統(tǒng)的物理概念教學(xué)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多成功和不足之處。 21 傳統(tǒng)概念教學(xué)的成功之處 傳統(tǒng)的概念教學(xué)著重從物理概念的文本出發(fā)，著力從三個(gè)方面講解和剖析物理概念：一講清物理概念的內(nèi)涵，即它們的物理內(nèi)容和物理意義；二強(qiáng)

3、調(diào)物理概念的外延，即它們的適用條件和范圍；三理清有關(guān)概念的聯(lián)系和相近概念的區(qū)別。這樣的教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)，有利于學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)人類(lèi)幾百年甚至幾千年積累的大量知識(shí)（以書(shū)本為載體的間接經(jīng)驗(yàn)），形成學(xué)生自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和技能技巧，進(jìn)而運(yùn)用知識(shí)。 22 傳統(tǒng)概念教學(xué)存在的不足 221 對(duì)概念形成過(guò)程的教學(xué)重視不夠 受行為主義學(xué)習(xí)理論（強(qiáng)調(diào)刺激反應(yīng)）的影響，教師在物理概念的教學(xué)過(guò)程中有意無(wú)意中過(guò)于強(qiáng)調(diào)物理概念的知識(shí)本位，大大壓縮了概念形成過(guò)程的教學(xué)，新授課教學(xué)“重結(jié)果”的情況非常嚴(yán)重，很多教師在引入概念時(shí)沒(méi)有讓學(xué)生對(duì)其必要性獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)而是直接給出物理概念，致使一部分學(xué)生

4、只是死記物理概念的內(nèi)涵和外延而沒(méi)有真正理解物理概念的實(shí)質(zhì)，物理概念在他們的頭腦中成為空中樓閣。題海戰(zhàn)術(shù)成為他們學(xué)習(xí)物理的“捷徑”，這種“熟記型”學(xué)習(xí)往往是比較機(jī)械的，學(xué)生對(duì)物理概念沒(méi)有在感悟中“升華”。如在高一加速度一節(jié)，在沒(méi)有幫助學(xué)生建立對(duì)速度變化快慢的感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，匆忙給出加速度的定義和數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后進(jìn)行大量的習(xí)題強(qiáng)化，導(dǎo)致許多學(xué)生對(duì)引入加速度的必要性缺乏充分的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有理解為什么要引入加速度、什么是加速度、加速度的物理意義是什么，只是“強(qiáng)記”加速度的概念。這樣的后果是使學(xué)生失去了物理學(xué)習(xí)的興趣，而覺(jué)得物理概念只不過(guò)是玄之又玄的物理學(xué)家們的游戲罷了。 222 物理概念教學(xué)中

5、“二八”錯(cuò)位 一是在物理概念的建立和理解上所花的時(shí)間只占整個(gè)課堂的20%，而將80%的時(shí)間花在習(xí)題訓(xùn)練上。這種“短、平、快”的戰(zhàn)術(shù)縮短了學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，雖然加快了教學(xué)進(jìn)度但與培養(yǎng)學(xué)生思維能力的要求相去甚遠(yuǎn)，思維要建立在“物質(zhì)”的基礎(chǔ)上，而這個(gè)“物質(zhì)”基礎(chǔ)就是要讓學(xué)生充分占有感性材料經(jīng)過(guò)同化和順應(yīng)建立屬于自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。 二是對(duì)80%的基礎(chǔ)內(nèi)容，只花20%的時(shí)間，而對(duì)20%的高要求的內(nèi)容，卻花80%的時(shí)間。新課程標(biāo)準(zhǔn)的課程內(nèi)容是“應(yīng)精選學(xué)生終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)與技能”體現(xiàn)基礎(chǔ)性，顯然這種對(duì)全體學(xué)生在“高端知識(shí)”提出高要求是不合適的，“中學(xué)物理教學(xué)要使學(xué)生獲得作為一個(gè)現(xiàn)代化的

6、社會(huì)主義公民常用的基本的物理常識(shí)”（雷樹(shù)人語(yǔ)）。 三是課堂教學(xué)只面向20%的學(xué)生，而讓80%的學(xué)生在課堂上迷失方向。這樣的錯(cuò)位只能是精英教育而不是國(guó)民素質(zhì)教育，新課程標(biāo)準(zhǔn)在課程目標(biāo)上注重提高全休學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。 3 新課程理念下物理概念教學(xué)的建議 31 物理概念教學(xué)應(yīng)由“重知識(shí)”向“重過(guò)程”轉(zhuǎn)變?nèi)魏我粋€(gè)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)幾乎都遵循這樣的環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)、事例概念、規(guī)律題目。傳統(tǒng)的概念教學(xué)將獲得知識(shí)結(jié)論教學(xué)作為主要目標(biāo)，忽視了學(xué)生在知識(shí)形成過(guò)程中的重要作用，使學(xué)生的學(xué)習(xí)行為更多的表現(xiàn)的機(jī)械記憶，而不是理性分析。根據(jù)構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論學(xué)習(xí)應(yīng)是認(rèn)知主休的內(nèi)部心理過(guò)程，學(xué)生是信息加工

7、主休，高中物理新課標(biāo)中提出了“過(guò)程與方法”這一教學(xué)目標(biāo)維度，在這一維度下，新課程對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求從原來(lái)的“重知識(shí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸剡^(guò)程”。 311 重視概念的引入過(guò)程，使認(rèn)識(shí)產(chǎn)生飛躍 物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是物理事物的抽象。任何一個(gè)物理概念的出現(xiàn)都不是可有可無(wú)的，都是對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性的抽象，而中學(xué)生的生理和心理?xiàng)l件決定了其抽象能力的缺失，因此教師要能夠在形成概念前使學(xué)生獲得十分豐富的、有助于形成這個(gè)概念的感性材料，使學(xué)生認(rèn)識(shí)引入此概念的必要，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，在認(rèn)識(shí)上產(chǎn)生飛躍。 例如對(duì)質(zhì)點(diǎn)概念的引入，通過(guò)舉例在研究雄鷹的

8、飛翔時(shí)（人教版），要求學(xué)生想方設(shè)法描述雄鷹的運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生感到心有余而力不足，然后同學(xué)生一起找出“困難、麻煩”所在，即雄鷹有一定的大小和形狀造成了其各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)情況不同。再引導(dǎo)學(xué)生想辦法忽略物體的形狀和大小，從而順其自然的引入了質(zhì)點(diǎn)的概念。 312 充分還原稀釋?zhuān)箤W(xué)生發(fā)現(xiàn)、體驗(yàn)概念的形成過(guò)程 每個(gè)物理概念都是人類(lèi)知識(shí)的結(jié)晶，銘刻著人類(lèi)思維發(fā)展的烙印。如果我們?cè)谶M(jìn)行物理概念教學(xué)的同時(shí)，能把濃縮在其中的思維歷程充分還原稀釋?zhuān)寣W(xué)生沿著前人思維活動(dòng)的足跡去重演知識(shí)的產(chǎn)生與發(fā)展過(guò)程，從中發(fā)現(xiàn)、體驗(yàn)、掌握形成概念的方法和學(xué)習(xí)科學(xué)思維的方法，那就等于教給學(xué)生一把打開(kāi)思維寶庫(kù)的金鑰匙，從

9、而把物理概念的教學(xué)作為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)、訓(xùn)練思維能力、掌握學(xué)習(xí)方法的手段。 如在高一物理教學(xué)中，加速度概念的教學(xué)是一難點(diǎn)。在教學(xué)實(shí)踐中我們可以充分稀釋加速度概念的形成過(guò)程，“讓學(xué)生站在問(wèn)題開(kāi)始的地方，要面對(duì)原始的問(wèn)題”（楊振寧語(yǔ)）：磁浮列車(chē)以432km/h高速勻速運(yùn)行了8s時(shí)間，蝸牛在10s內(nèi)速度從0加速到01cm/s，讓學(xué)生體驗(yàn)速度大與速度變化大是兩個(gè)不同的概念。接著給出下列案例：普通轎車(chē)0100km/h用時(shí)20s；旅客列車(chē)0100km/h用時(shí)500s，讓學(xué)生建立起速度變化相等時(shí)變化有快慢的初步概念。再給出例1：蘭博基尼Murcielago跑車(chē)0100km/h加速時(shí)間40s；例

10、2：麥克拉倫F1 LM跑車(chē)0100km/h加速時(shí)間32s；例3：寶馬Z4跑車(chē)060km/h加速時(shí)間32s；例4：F1方程式賽車(chē)0300km/h加速時(shí)間156s。讓學(xué)生分析例1與例2速度變化相同，如何比較其變化的快慢？分析例2與例3變化的時(shí)間相同，如何比較其變化的快慢？比較例2與例4速度變化不同，變化的時(shí)間也不同，如何比較其變化的快慢？通過(guò)這樣的比較，學(xué)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）。 313 適當(dāng)引入物理學(xué)史，讓學(xué)生感知物理學(xué)的文化內(nèi)涵 只有了解了物理概念產(chǎn)生、形成和發(fā)展的歷史過(guò)程，才能更深刻地理解它們的本質(zhì)。教學(xué)實(shí)踐中的難點(diǎn)

11、，往往也是物理學(xué)發(fā)展史上長(zhǎng)期未能克服的困難；歷史上物理大師們與之辯論和斗爭(zhēng)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，往往也保留在學(xué)生的概念之中，認(rèn)識(shí)上的反復(fù)和曲折正可反襯出正確理解物理概念的重要。物理學(xué)歷史上關(guān)鍵性的突破和物理學(xué)家的偉大貢獻(xiàn)，也正是物理學(xué)的重點(diǎn)。例如，“動(dòng)量”和“動(dòng)能”是物理學(xué)中兩個(gè)極其重要的概念，它們都和質(zhì)量、速度這兩個(gè)概念有關(guān)。如果只講述定義，即使詳細(xì)羅列兩者的區(qū)別，學(xué)生仍不能深刻領(lǐng)會(huì)這兩個(gè)概念的物理本質(zhì)。在分析具體問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)混淆不清，究竟是動(dòng)量還是動(dòng)能才真正是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度呢？這個(gè)問(wèn)題在物理學(xué)史上曾經(jīng)有過(guò)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論，在教學(xué)過(guò)程中如能恰當(dāng)?shù)囊靡恍┪锢韺W(xué)史資料，讓學(xué)生在真實(shí)的歷史背景下認(rèn)識(shí)“動(dòng)量”和

12、“能量”這兩個(gè)概念有時(shí)會(huì)起到意想不到的效果。 新課程改革強(qiáng)調(diào)從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，更關(guān)注將人文的因素滲透。薩頓提倡的新人文主義將科學(xué)和人文結(jié)合在一起，科學(xué)發(fā)展史就是一部完整的科學(xué)家?jiàn)^斗史，通過(guò)學(xué)習(xí)體會(huì)到合作的重要性；熟悉了定量、定性等思維方式；形成獨(dú)立思考，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。 32 “預(yù)成性”向“生成性”轉(zhuǎn)變 物理新課標(biāo)對(duì)“方法”給予了更多的關(guān)注，目標(biāo)的設(shè)計(jì)不僅僅指向“結(jié)果性知識(shí)”，而更多地側(cè)重于“生成性知識(shí)”以及“生成知識(shí)的方法”。物理概念的教學(xué)應(yīng)由傳統(tǒng)的“預(yù)成性”教學(xué)向“生成性”教學(xué)轉(zhuǎn)變，教學(xué)過(guò)程應(yīng)以學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)作為新知識(shí)的“生長(zhǎng)點(diǎn)”，

13、將所要學(xué)習(xí)的知識(shí)“生長(zhǎng)”到學(xué)生已有的認(rèn)識(shí)上。在靜電場(chǎng)的教學(xué)中許多概念非常抽象學(xué)生不易學(xué)習(xí)，如“點(diǎn)電荷”概念可將生長(zhǎng)點(diǎn)建立在“質(zhì)點(diǎn)”上、電勢(shì)能生長(zhǎng)在重力勢(shì)能之上。在生成顯性的知識(shí)同時(shí)，也生成了隱性的知識(shí)思維。 生成性教學(xué)在物理教學(xué)中最直接的體現(xiàn)是“概念變化”。所謂概念變化，是指學(xué)生在新的學(xué)習(xí)中，不同程度地?cái)U(kuò)展、更改或重組頭腦中的已有概念以適應(yīng)科學(xué)概念，從而構(gòu)建自己的知識(shí)的過(guò)程。如在力的概念教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生在整個(gè)高中的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行如下的概念變化：在大量的物理事件中建立“力是物體間的相互作用”分析物體豎直上拋的上升和下降階段的受力改變學(xué)生“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤前概念，建立“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”在建立了加速度概念和學(xué)習(xí)牛頓第二定律之后，促使學(xué)生建立“力是產(chǎn)生加速度的原因”功是力在空間上的積累沖量是力在時(shí)間上的積累，在概念變化和重建中對(duì)力的理解呈螺旋上升。 33 注重師生交流，關(guān)注異質(zhì)反饋 物理概念教學(xué)中無(wú)論采用何種教學(xué)策略，學(xué)生之間、師生之間的討論和交流都是不可或缺的。只有進(jìn)行充分的討論和交流，才能暴露