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中学物理概念教学策略.docx
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中学物理概念教学策略
中学物理概念教学策略
绪论:
中学物理的基本内容主要是由一些物理概念、公式、原理和定律所组成的。
而其中的公式、原理、定律则是反映有关的物理概念与物理概念之间的相互联系和它们之间严格的数量依存关系的。
因此,学生如果对物理概念认识不清,就失去了学好物理知识的基础和台阶。
也就是说,物理概念教学是物理教学的关键。
教师在一定程度上决定着教学的程序和效果,是影响学生学习物理概念的一个重要因素。
而教师的教学能力的提高要依靠教学策略。
好的教学策略可以帮助教师更好地完成教学任务。
本文就物理概念教学提出几条策略,以期能够对大家有所裨益。
1.物理概念的引入策略
好的概念引入,一般都渗透有情景性、趣味性、感染性、启发性、知识性和实践性。
中学物理教材中概念众多,各有特点,有的具体形象,有的抽象难懂,这就要求教师在引入概念时不要千篇一律,而应从不同的角度,采用各样的方式来引入和建立概念。
1.1故事引入
从讲故事引入物理概念,对学生有较强的吸引力,也能激发学生的学习兴趣和强烈的求知欲。
编写故事要按教学内容的不同,设法编写一些切合实际的内容。
要了解学生,因人之宜进行编写。
当然应注意故事的生动,才能引人入胜。
例如,在讲授《平抛运动》时,我们可以编辑下面一个故事,来引入平抛运动的概念:
一个猎人举枪打正前方一棵小树上一猴子,当子弹水平飞出那一刹那,猴子从树上自由落了下来。
聪明的猴子能否逃脱猎人的枪口?
这个故事激发了学生的兴趣和好奇心,同时也把学生的注意力吸引到了概念的学习中。
1.2理论联系实际,从生产、生活实践中获得感性材料,引入物理概念
中学物理特别是初中物理内容与现实生活联系较为紧密,其中的物理概念大多是从日常生活中所经常耳闻目睹的物理现象中总结出来的,这就比较容易从实际生活中找到鲜活的物理概念实例。
例如:
坐公共汽车时,“开车时前倾”,“停车时后倾”的经验,使学生体验到了“惯性”的滋味。
同样,在运动的汽车里看来原来“静止”的树木、房屋却在向后“运动”,而向前行走的人看起来却在倒退,这就不难引入参照物的概念了,同时,运动与静止的相对性也就不难理解了。
1.3通过观察、实验得出结论,克服前概念引入物理概念
物理学是一门以实验为基础的学科,观察和实验是物理学研究的基本方法,也是获得感性材料,探索物理规律,认识物理世界的基本手段因此,在中学物理概念教学中,根据教学内容选用不同类型的物理实验作为物理课的引入,能够达到创设良好情境的目的。
另外,中学物理概念的可感性在一定程度上降低了概念的抽象性,但学生对物理现象的这些直观看法也影响了学生对物理概念的正确掌握。
因为他们在系统地接受物理学习前,关于某些物理现象已经有了一套自己的想法,即头脑中前概念已经存在。
例如:
他们认为,物体受力才运动,摩擦力总是阻碍物体运动,铁球比木球下落得快,大力士拉小朋友的力比小朋友拉大力士的力大等。
怎样才能有效的把前概念转化为概念物理概念呢?
这就要求教师要针对学生存在的前概念,采取适当的措施,激发他们的好奇心和求知欲,耐心细致的引导学生分析问题,使他们能在错中求对,提高学习物理的积极性。
这时借助于更有说服力的物理实验就十分必要了。
通过指导学生观察实验思考得出结论,并把得出的结论与他们头脑中的前概念进行比较可以使学生了解到前概念的错误,从而理解并接受正确的物理概念。
例如:
在讲解自由落体运动前先可以先提问学生,让学生提出从日常生活经验得出的结论:
“重的物体下落比较快”,然后通过实验得出“重的纸片比轻的纸团下落的慢”“重的铁片和轻的纸团下落得一样快”等几个与前概念相矛盾的结论,使他们对自己的前概念产生怀疑,引起他们的兴趣与求知欲,从而引入正确的结论,进而引入自由落体运动的概念。
现在有不少教师在物理概念的教学中已经开始重视实验和演示实验,这很有利于概念的掌握,但美中不足的是教师往往草草做完一遍实验,紧接着就进行分析,引入概念,而没有注意实验过程、现象是否给学生留下了深刻的印象,当学生头脑中还是残缺的表象时,教师却已经根据自己头脑中早已存在的表象进行分析,结果是学生跟不上教师的思路,造成不得不机械背诵概念定义的现象,这是应该引起我们注意并尽量避免的。
1.4类比法引入物理概念
在物理学的发展中,许多新概念提出,往往借助于类比,例如,借助“水压”而引入“电压”的概念;借助“水流”而引入“电流”的概念。
借助“水波”而引入“机械波”的概念,在物理概念教学中运用类比引入物理概念在一定程度上可以增加概念的可感性,降低概念的抽象性,便于学生理解接受物理概念。
2.物理概念的形成策略
2.1与教于乐,激发学习兴趣,了解物理概念
兴趣是学习的动力,是学好物理的前提。
促人深省的发问,妙趣横生的游戏,引人入胜的故事,简单明了的实验,不仅能满足中学生的好奇心,吸引他们的注意力,而且能够使他们以一种轻松的心境和浓厚的兴趣去学习。
例如,在“摩擦”的教学中,可以让两个力气差不多的学生上台做一个“争夺玻璃瓶”的游戏,教师先让其中的一位同学抓住较细的瓶颈,另一位同学抓住较粗的瓶身,然后互相拉夺,看谁获胜。
接着教师让获胜者将手在水中浸一下再夺,看能否再次获胜?
为什么?
通过这些活泼的形式,真实的演示,激发起了学生的学习兴趣。
使学生在游戏的同时知道了摩擦力的大小跟接触面积的大小及接触面的光滑程度有关,真正达到了与教于乐。
当然,在活跃课堂气氛的同时,要注意引导学生观察思考,不能只把注意力集中到游戏中而忽视了对知识的学习。
2.2联系物理学史,理解物理概念
历史上物理学家对某一物理现象概念或规律的发现,其思维过程与今天学生认识这一问题的思路往往有类似之处,所以概念教学中可以借助于物理学史来启发学生思维,激发学生的学习兴趣,加深对物理概念的理解。
例如:
“动量”和“动能”是物理学中两个极为重要的概念,它们都和质量、速度这两个概念有关,如果只讲述定义,即使罗列两者的区别,学生仍不能深刻领会这两个概念的物理本质,在分析具体问题时经常混淆不清。
究竟是动量还是动能才真正是机械运动的量度呢?
这个问题在物理学史上曾经有过长期的争论。
从17世纪笛卡儿和莱布尼兹等人提出这两个概念后,经过漫长的争论,直到19世纪中期能量转化和守恒定律的发现,人们才从运动转化的观点,论述了动量和动能这两个概念。
即如果运动的变化只局限于机械运动范围,不发生运动形式的转化,那么作为机械运动的量度,动量是适用的,当物体发生相互作用时,动量可以相互传递,系统动量的变化遵循动量守恒定律;如果机械能消失,而以等量的其他形式的能量(势能、电磁能、化学能等)出现,动量就不能正确地反映运动量的变化,这时机械运动的量度必须用动能来表示,系统机械能的变化遵循机械能守恒定律。
另外,联系物理学史,排除前概念的负面影响也是帮助学生掌握、理解物理概念的有效方法之一。
例如讲惯性定律时,可以先提问学生:
“维持物体的运动是否一定要有力的作用?
”、“速度大的物体是不是一定受一个大的力的作用?
”学生常常认为这些问题的肯定的答案是正确的。
产生这种错误的根源在于学生被生活经验的假象所迷惑,头脑中有了“力是产生和维持物体运动的原因”的先概念。
例如静止的车,人推它才动;静止的树枝,风吹它才动;静止的球,脚踢它才滚,如此等等。
如果不推、不吹、不踢,这些物体是不会动的。
当老师把学生认为是“千真万确”的生活经验,给予否定时,学生的思维一下子被激活了,注意力顿时集中到老师所提出的问题上来。
在日常生活中学生的经验是:
撤消了动力的作用后,原来运动的物体总要停下来,物体停下来是因为受到摩擦力的作用,而摩擦力这一因素往往很容易被人们忽视。
所以学生在自己的头脑中就有了和亚里士多德一样的“力是产生和维持物体运动的原因”的先概念。
而这个观点也曾经被人们信服了两千多年,直到17世纪才被意大利物理学家伽利略通过理想实验排除。
鉴于此,教师在教学中,就可以借助于伽利略的理想实验,使学生意识到自己的观点与科学概念之间的差异,从而用科学的物理概念去置换自己头脑中错误的先概念,达到理解物理概念的目的。
3.明确物理概念内涵,界定物理概念外延策略
概念的内涵即概念的本质,一般他既反映了物理对象某种属性的“质”,又反映了物理对象某种属性的“量”。
概念的外延即概念的适用范围,是指概念所反映的具有某一属性的一个个、一类类现象或事物。
概念教学的关键是使学生了解概念的内涵和外延,而定义是明确概念内涵和外延的依据,所以为了找出概念的内涵和外延,必须从分析概念的定义入手。
例如:
力的定义是“物体对物体的作用”,力的概念所反映的事物的特有属性是“物体对物体的作用”,即是力的内涵,力的概念所反映的特有属性的事物就是有着这种属性的所有的力,如引力,摩擦力,弹力等具体的力,此即力的外延,也就是说力的概念对引力,摩擦力,弹力等均适用。
同样,惯性概念的内涵是“物体保持原来运动状态的性质”,外延是“一切物体”。
3.1阐明物理概念内涵,使学生明确其物理意义
在中学物理中,很大一部分物理概念是用两个或多个物理量的比值来定义的。
例如,匀变速直线运动中,速度的改变量与发生这个改变量所用的时间的比值叫做匀变速直线运动的加速度,即a=(Vt-V0)/t;电场中某点,试验电荷在该点所受的电场力跟试验电荷所带电量的比值叫做该点的电场强度,即E=F/q。
这种用比值法定义的物理概念,其实只是它的量度式,并不是它的本质特征的决定式,因此对于这一部分概念,除了讲清它的量度方法外,还要讲清它的本质及其物理意义,如果是矢量,还要指明它的方向。
例如,讲匀变速直线运动的加速度定义后,除了说明加速度在数值上等于单位时间内速度的改变量,即速度的变化率,还要说明加速度的方向与速度变化的方向相同,且为一个恒量,并通过举例来说明加速度不是与速度成正比,也不是与速度的改变量成正比,它既不反映速度的大小,也不反映速度变化的大小,而是反映速度变化的快慢。
3.2注意讲清物理概念的外延,使学生明确概念的适用范围
概念的外延就是具有概念所反映的本质属性的对象,即通常所说的概念的适用范围,学生如果忽视了概念的适用范围就会乱用概念,得出各种错误的结论。
例如,电场强度的公式E=kq/r2,只适用与求点电荷的电场;功率公式P=Fv,只有在功率一定时,力与速度才成反比;F=mv2/r中,当V大小一定时,F与R成反比。
各个概念或定律都有其成立的前提条件,忽略了条件,往往会得出错误的结论。
例如这样一道题:
一块完整的砖和半块砖从同一高度下落,问谁先落地。
根据公式a=F/m,有的同学只注意到加速度与质量成反比,忽略了F一定的条件,所以得出了半块砖先落地的错误结论;同样,有的同学忽视了m一定的条件,由加速度与F成正比的关系得出整块砖先落地的错误结论。
因此,在物理概念教学中,一定要让学生明白概念的适用范围。
4.联系相关概念,加深物理概念理解的策略
物理概念之间既相互区分又相互联系。
不少学生难以区分相邻、相近的物理概念,有的同学往往只注意概念本身的物理意义,而很少注意到概念之间的联系及异同点。
因此,在教学过程中,我们应该注意相关概念的区别和联系。
在学习了一个新概念之后,要把它与容易混淆的概念放在一起进行比较,分析它们的区别与联系,加深学生对概念的理解和掌握。
4.1从物理量之间的相互关系中理解物理概念
物理概念的量化形成了物理量,各个有关联的物理量之间的定量关系形成了物理定律、物理定理。
从概念之间的关联上去理解概念,就可以理解得更深刻。
例如,我们只有从冲量与动量之间的关系中才能深刻理解冲量与动量概念;只有从热量、功与内能之间的关系中才能深刻理解热量与内能的概念。
总之,把握住各物理量之间关系的定律或定理,对于加深物理概念的理解是十分重要的。
因此,在物理概念教学中应该引导学生从物理量之间的关系去理解物理概念。
4.2通过区分易混淆的物理概念来加深理解
物理概念之间有共性也有个性,其共性面往往会干扰对个性面的理解。
在教学中认真分析、比较、归纳物理概念的共性与个性,区别与联系,才能排除相关概念的干扰。
不少学生对诸如位置于位移,质量与重量,电压与电动势等相邻相似概念容易产生混淆,而且在平时的学习中,他们也很少注意到这些概念之间的联系。
因此,教师必须加强这些概念比较和联系的教学,帮助学生巩固所学的物理概念。
例如,学生初学加速度时,往往会有以下几种想法:
(1)加速度是增加出来的速度,
(2)速度越大,加速度越大;速度增大,加速度也增大,
(3)速度的大小不变,加速度必为零。
第一种错误把加速度与速度的变化相混淆,第二种错在速度与加速度的变化相混淆,第三种错在只注意到速度大小的变化,而忽视了其方向的变化。
因此,引入了加速度的概念之后,要把速度、速度的变化、加速度等概念进行分析和比较,找出它们的区别与联系,使学生在头脑里对这些概念形成正确的认识。
对易混淆概念进行区分的方法除了文字、公式、单位、条件等宏观的对比之外,还可以适当举例说明,必要时还应追述概念建立的过程,从来源上找出易混淆的原因,以达彻底清晰概念之目的。
5.物理概念的巩固策略
5.1应用举例分析和理解概念
在物理教学中,“举例”是理解、应用物理概念的“阶梯”;是连接物理理论与实际的一个“桥梁”;“举例”,能够活跃课堂教学气氛,加深学生印象,并且能够起到降低教学难度的效果。
为了使学生在感性认识的基础上对概念进行分析和理解,教师可以从有关概念所包含的大量事例中,精选出那些包括主要类型的、本质联系明显的新颖、典型的事例来进行教学。
然而,在物理课堂教学中,很多教师的“举例”却缺少应有的风采,具体表现为:
他们的“举例”往往是照本宣科,基本上按照教材上的例子来讲解。
虽然也讲得抑扬顿挫,声情并茂,但由于学生已从课本上了解了这些实例,因此,就使得“举例”的效果大打折扣。
例如,进行“压强”概念的教学。
教材上给出的事例往往局限于人用手按图钉、履带拖拉机、火车的铁轨铺在枕木上等等,缺乏新颖性。
如果以红军二万五千里长征时,用扁担当滑板过雪山、用较大的板过沼泽草地,作为举例分析,就能使学生在理解概念的同时,感受到前辈们的不屈不挠的革命作风。
5.2通过练习形成运用概念的技能
学习概念,是为了能运用概念进行思维,运用概念解决问题。
“学以致用”是物理概念教学的目的,也是检验学生掌握物理概念的标志。
一方面,学生通过实际应用才能加深和巩固对物理概念的理解,真正掌握物理概念;另一方面,在运用过程中,学生对物理概念掌握的薄弱环节才能予以充分暴露。
有些学生往往对物理计算题还能应付,而对选择题、问答题则无所适从,不能做出正确的判断,归根到底,还是概念不清。
因此,在概念上容易出错的地方,编撰适当的例题,变化条件,多方设问,从中暴露出学生认识概念方面的错误,通过学生认识情况的反馈,教师再有的放矢进行纠正和弥补,这样可以进一步加深对概念的理解,活化概念。
例如,为了巩固“电场强度”这一概念,可编撰下列一组问题:
(1)为什么说电场中的电场强度反映了电场本身的性质?
(2)在电场中的P点放一个2.0×10-8库仑的点电荷,他受到的电场力是4×10-10牛顿,P点的场强是多大?
假定在P点改放一个8×10-8库仑的点电荷,P点的场强多大?
如果在P点不放电荷,P点的场强是多大?
为什么?
(3)关于电场强度的概念,下列说法中正确的是:
A、由E=F/q可知,电场中某点处的电场强度跟放在该点的检验电荷所受的电场力成正比。
B、放入电场中某点处的电荷所受的电场力越大。
则该点处的电场越强。
C、放入电场中某点的检验电荷的电量改变时,电场强度也随之改变;将检验电荷拿走,该点的电场强度就是零。
D、由E=F/q可知,电场中某点处的电荷所受电场力总是跟电荷电量成正比。
E、由公式E=F/q可知,E与q成反比;由公式E=Kq/r2可知,E与q成正比,可见这两个公式是不相容的。
这些问题很容易把学生对电场强度的模糊认识暴露出来。
有的学生硬套公式E=F/q,有的学生则以为:
q变F就变,E也随着变;没有q,F就不存在,场强也就消失了。
澄清了学生对概念的模糊认识,便会形成正确的概念。
但要注意,练习的目的在于巩固和深化概念,形成技能,培养分析问题、解决问题的能力。
将做习题与概念教学分离,搞题海战术的做法,不仅浪费时间、浪费精力,还容易使学生形成呆板、机械、生搬硬套的思维习惯,不利于深化、活化概念,也不利于分析问题能力的提高。
总之,要让学生形成正确的物理概念,首先应该让学生获得必要的感性认识,然后引导学生用科学抽象的方法概括归纳出概念,进而明确概念的物理意义,运用举例分析等方法不断加深学生对概念的理解,使学生在运用所学概念的过程中,提高自己分析问题和解决问题的能力。
教育方法和模式是丰富多彩的,因此教学方法教学策略也是千变万化的,更多更好的教学策略还需要在今后的实践中探索和总结。
致谢:
在此特别感谢我的指导老师李松岭老师,在论文的写作过程中,从论文的选题、框架设计到具体的写作,全都包涵着老师细心的指导,真诚的帮助和鼓励。
另外还要感谢我们小组全体成员,谢谢他们给予的帮助与建议!
主要参考文献
阎金铎,田世昆:
中学物理教学概论,高等教育出版社,2003年,第2版
许国梁:
中学物理教学法,人民教育出版社,1981年第一版
范烈云:
浅谈中学物理概念教学,周口师专学报,1994年12月
余浩云:
中学物理概念教学的几点尝试,怀化师专学报,1996年10月
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