在科学探究中构建物理概念的意义---浅谈科学探究在概念教学中优秀PPT.ppt
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1、在科学探究中构建物理概念的意义在科学探究中构建物理概念的意义浅谈科学探究在概念教学中浅谈科学探究在概念教学中的运用的运用江苏省扬州中学教化集团树人学校江苏省扬州中学教化集团树人学校白振宇白振宇一种偏向一种偏向一种偏向一种偏向:探究教学主要集中在“物理规律的发觉”上,还很少落脚于“物理概念的建立”上;新课标的教材中新课标的教材中一线老师实际的教学实践中一线老师实际的教学实践中一个盲区:一个盲区:探究学习方式在物理教学领域内还探究学习方式在物理教学领域内还存在着存在着“盲区盲区”!这一盲区就存在这一盲区就存在于物理概念教学领域内。于物理概念教学领域内。概念应当能从科学探究中生成:概念应当能从科学探
2、究中生成:物理概念是对物理客体的抽象与概括,概物理概念是对物理客体的抽象与概括,概念本身既是重要的物理学问,又是探究物念本身既是重要的物理学问,又是探究物理规律、构建物理理论的理规律、构建物理理论的“基石基石”,在学,在学科学问体系中占有重要的地位,这也使得科学问体系中占有重要的地位,这也使得概念教学成为物理教学中一个极其重要的概念教学成为物理教学中一个极其重要的领域。领域。科学探究方式在这一领域的缺失,是“不行容忍的!无论是从新课程实施质量提升的角度;还是从概念教学理论发展的角度。其次,纵观物理学发展的历程,不难看其次,纵观物理学发展的历程,不难看出,概念本身都是在科学探究活动中逐出,概念本
3、身都是在科学探究活动中逐步生成、廓清和发展的,与科学探究有步生成、廓清和发展的,与科学探究有着着“天生而必定天生而必定”的联系,应当可以将的联系,应当可以将概念教学与科学探究有机地结合起来。概念教学与科学探究有机地结合起来。以以“探究的形式探究的形式”来进行物理概念的教来进行物理概念的教学学进一步丰富探究教学的类型,进一步丰富探究教学的类型,进一步拓展学生的探究视野,进一步拓展学生的探究视野,进一步完备其探究经验,进一步完备其探究经验,进一步完善其探究素养,进一步完善其探究素养,逐步形成了一批“以科学探究的方式实施概念教学”的典型案例,如:电阻、力臂、电功率、比热容;积累了一些设计、实施物理概
4、念探究式教学的阅历 两个教学运用案例两个教学运用案例在电阻概念教学中的运用在电阻概念教学中的运用在力臂概念教学中的运用在力臂概念教学中的运用电阻概念的常规教法电阻概念的常规教法:先演示:图1的试验,传授电阻的概念(导体对电流的阻碍作用)和电阻的单位;试验探究影响导体电阻的因素。图1教学困难:在教的方面的在教的方面的“空降空降”现象现象 :电阻概念仍是由老师电阻概念仍是由老师“灌输灌输”给学生的,此外仅以给学生的,此外仅以图图1 1演示作为概念建立的事实基础不仅显得演示作为概念建立的事实基础不仅显得“单薄单薄”,而且将图,而且将图1 1事实生硬地归结为事实生硬地归结为“对电流的阻碍作用对电流的阻
5、碍作用”也有也有“先验臆造先验臆造”之嫌之嫌 在学的方面的在学的方面的“空心空心”现象:现象:学生会因此认为学生会因此认为“当导体中没有电流时,由于没有当导体中没有电流时,由于没有了阻碍的对象,导体对电流的阻碍作用也是不存在了阻碍的对象,导体对电流的阻碍作用也是不存在的,因而电阻为零的,因而电阻为零”,对学生理解,对学生理解“电阻是导体本电阻是导体本身的一种属性身的一种属性”造成阻碍造成阻碍 常规力臂教学的困难:常规力臂教学的困难:在教的方面的在教的方面的“空降空降”现象:现象:老师难以向学生展示力臂对杠杆转动影响老师难以向学生展示力臂对杠杆转动影响的清晰表象,不能向学生明示概念引入的的清晰表
6、象,不能向学生明示概念引入的必要性,只是将概念凭空地、整个地灌输必要性,只是将概念凭空地、整个地灌输给学生给学生 在学的方面的在学的方面的“空心空心”现象:现象:学生由于没有获得相关学生由于没有获得相关“力臂对杠杆转动造成影响力臂对杠杆转动造成影响”的物理事实的支持,没有获得相应的抽象、概括的物理事实的支持,没有获得相应的抽象、概括和形成力臂概念的内部思维过程的支持,只能将力和形成力臂概念的内部思维过程的支持,只能将力臂概念的学习褪化为鲜有理解成份、纯粹的记忆过臂概念的学习褪化为鲜有理解成份、纯粹的记忆过程,其后果是他们虽然被动地程,其后果是他们虽然被动地“记住记住”了力臂的定了力臂的定义,但
7、却普遍感到义,但却普遍感到“力臂力臂”似乎是先验地存在着,似乎是先验地存在着,其生成是奇妙和突兀的,是常人(包括自己)无法其生成是奇妙和突兀的,是常人(包括自己)无法理解的。正是因为对概念缺乏较深刻的认同,一旦理解的。正是因为对概念缺乏较深刻的认同,一旦面临新的、较困难的问题情境,就会不自觉地产生面临新的、较困难的问题情境,就会不自觉地产生“认知背叛认知背叛”,如将力臂误作,如将力臂误作“支点到力的作用点支点到力的作用点的距离的距离”等等。等等。电阻概念的探究式教法:电阻概念的探究式教法:步骤一。演示试验步骤一。演示试验引入课题引入课题概括时不作任何概括时不作任何“先验式拔高先验式拔高”,只是
8、,只是“就事论事就事论事”地得出:电压确定时,导体地得出:电压确定时,导体中的电流大小还与导体自身有关;中的电流大小还与导体自身有关;围绕围绕“导体对电流有影响导体对电流有影响”这一这一“新发新发觉觉”,同时充分考虑中学试验室所能供应,同时充分考虑中学试验室所能供应的探讨条件,自主探讨确定本课的进一步的探讨条件,自主探讨确定本课的进一步深化探究的课题深化探究的课题-探究探究“导体的哪些导体的哪些因素会影响电流大小因素会影响电流大小”。步骤二。试验探究步骤二。试验探究确定因素确定因素揣测揣测、假设中的变量筛选;、假设中的变量筛选;探究中的调控;如有意识地探究中的调控;如有意识地”为探究设为探究设
9、置一些置一些“小障碍小障碍”,如只供应两根材料不,如只供应两根材料不同的导线,同的导线,“迫使迫使”学生开动脑筋,主动学生开动脑筋,主动应对,发挥创建性,完成试验探究应对,发挥创建性,完成试验探究步骤三。合四为一步骤三。合四为一生成概念生成概念有意识地突显电流受到有意识地突显电流受到5个因素的影响,个因素的影响,让学生体会到这是至今为止遇到的最多的让学生体会到这是至今为止遇到的最多的变量因素;变量因素;因素越多,在下一步的探讨因素越多,在下一步的探讨(如影响电流如影响电流大小的定量关系大小的定量关系)中,进行变量限制就难度中,进行变量限制就难度越大,越不便利;越大,越不便利;如有可能应对如有可
10、能应对“五个因素五个因素”进行进行“瘦身瘦身”;能将能将“长度长度”与与“横截面积横截面积”合并成合并成“体积体积”?只要能削减变量个数同时又不会“模糊”对电流的确定影响,我们完全可以“自创”一个物理概念而不必局限在旧有的物理概念(如体积、质量等)中“打转转”。长度、材料、粗细和温度都是导体的性质,它们对电流的影响可“合并”成“导体对电流的影响”,既然导体都有一个确定的“对电流的总体影响”,我们就可以定义一个物理概念来表示这一总体影响。这就好比用总分来描述某同学总体考试状况的好坏一样。接下来的问题就是给这一概念起一个合适的“名字”及理清这一概念和导体四个因素之间的关系?1。可定义成导体的导电性
11、(或导电实力);2。也可定为导体的阻电性,既对电流的阻碍性影响 步骤四。回味总结步骤四。回味总结彰显价值彰显价值若没有电阻这个概念,我们在探讨电流大若没有电阻这个概念,我们在探讨电流大小时,必需考虑小时,必需考虑5个因素,而有了电阻这一个因素,而有了电阻这一概念,就概括了导体方面的四个因素,这概念,就概括了导体方面的四个因素,这样我们在进一步探讨电流大小的定量关系样我们在进一步探讨电流大小的定量关系时,只须考虑两个因素,即电压和电阻,时,只须考虑两个因素,即电压和电阻,从考虑五个因素进步到只要考虑两个因素,从考虑五个因素进步到只要考虑两个因素,这就大大地降低了后继探讨的难度,把困这就大大地降低
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