物理学科论物理概念教学的有效性实施策略.doc

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1、物理论文之论物理概念教学的有效性施行策略 摘要：本文阐述物理概念构成的要件、建立的方法，分析构成错误概念的缘故和如何创设实际情景，将学生隐性的错误概念显性化，从而提高概念教学的有效性。关键词：物理概念 概念教学 有效性 要件 方法 情景 辨析 成因物理概念是物理知识体系的最小单位，是构成整个知识体系的重要元素。物理概念的建立极大的推进了对物理现象的研究和物理知识体系的构成。正确理解、精确把握物理概念是学好物理的必备根底。在高中物理教学中，使学生充分理解要建立如何样的概念和如何样建立概念、如何创设情景辨析概念及解析错误概念的成因是提高物理概念教学有效性的主要途径。1.物理概念构成要件从物理概念作

2、用的角度，物理概念可分为“表现象”“表性质”“表本质”“表缘故”“表条件”等五类。不管是哪一类概念，从概念构成的角度都具有一样的特质，即概念的构成有一定的要件。一是概念有一定的主体，即研究的对象；二是概念有一定的内容，即主体的行为或性质；即做什么、为什么或者是什么。如匀变速直线运动研究的对象是速度变化，速度的变化能够用一样时间内速度的变化和用一样位移内速度的变化来比拟，选择一样时间内速度的变化所描绘的运动规律简约，因而选择一样时间内速度的变化一样来定义匀变速运动。其要件一是运动轨迹为直线，二是一样时间内速度的变化一样或者说加速度一样。物理概念具有严谨性、科学性；物理概念的表述具有简约性，它经历

3、漫长时间的洗礼，经历了数代人的揣摩，不能随意的改变；物理概念具有普适性，它适用于所描绘的任何情况；掌握概念的这些共同特点，是提高概念教学的有效性的根底。在新课程体系中，物理概念的教学目的也有三个明显的转变，即从重概念的运用转变到重概念建立的过程；从概念一次性精确定义转变到对概念的初步理解、逐步深化、精确定义、理解运用；如矢量、任何两个物体间的引力等概念的建立，都经历了上述过程；从重理论推导转变到对现象的感悟、实验的探究。新教材增加了大量的演示实验、学生探究实验、“做一做”栏目，都是这一转变的详细的表达。把握这些变化，自觉的转变教学观念，是提高概念教学有效性的前提。2.物理概念建立方法物理概念的

4、建立是有规律可循的，掌握物理概念建立的一套科学方法，及每一种方法的的特点、意义，关于掌握物理概念、提高物理教学的有效性是十分有效的。物理概念的建立常见的方法有：2.1 模型法物理学所研究的对象是极其复杂的，关于每一个研究对象，都涉及诸多要素。为了征询题的方便和易于探究征询题的本质，需要建立物理模型。物理模型建立之后，实际物理征询题就得到了简化、纯化、理想化，使人们得以更加形象的、简捷的处理征询题。能够说，物理学的开展史确实是一部建模史，一部物理模型更新史，物理学的知识确实是物理模型之间的互相关系、互相作用的描绘1物理模型的建立，总是强化某一主要、重要要素，突出它对物理征询题的阻碍，而弱化其余的

5、次要要素。如质点突出的是物体的质量对所研究的物理征询题的阻碍，而忽略它的体积和形状的阻碍。掌握了模型的主要要素，就抓住了模型的本质，但也不能忽略模型的细微差异，如绳模型的“死结”和“活络”，杆模型的“定杆”和“转轴”，弹簧模型的“压缩、拉伸”二种状态及“一端受约束”和“两端受约束”的两种情景。同时也要留意比拟模型间的细微差异。如绳、杆、弹簧都能够提供弹力，但绳和杆的弹力都能发生突变，而弹簧只有一端受约束时其弹力能发生突变，两端都受约束时弹簧的弹力只能发生渐变。2.2.比值法比值法是建立物理概念最常见的一种方法。比值法的特点是这一比值能反映物体本身的性质，与其他的要素没有关系。如电阻反映的是导体

6、对电流的阻碍作用，与导体两端的电压及通过导体的电流没有关系。导体两端的电压与通过导体的电流仅是测量电阻的工具。被测量的物理量与测量工具本身没有关系。又如密度、电场强度、电势、磁感应强度等许多概念都是用比值法定义的。2.3.比拟法比拟法的特点是选择某一物理量为标准，在该标准内比拟另一个物理量的变化。如速度是描绘物体运动的快慢，有二种可能的比拟方法：一是以一定的时间长度为标准，比拟位移的变化；二是以一定的位移长度为标准，比拟时间的多少。这二种方法都能描绘物体运动的快慢，至于选择那一种描绘方法，视描绘物理规律的简便而定。2.4.类比法类比法是利用学生已经熟悉的模型、方法、原理来定义另一个不熟悉的物理

7、量的方法。运用类比法的前提是两个物理量间必须具有类似性。如磁场与电场一样，都具有力的性质和能的性质，都对其中的运动电荷和电荷有力的作用，因而磁场和电场具有类似性，能够用磁感应强度类比电场强度。用“磁感线”类比“电场线”；物体和电荷都具有势能、重力势能类比电势能，重量类比电量，高度和电势都具有相对性，因而高度和电势具有类似性，能够用高度类比电势，用定义高度的方法 类比定义电势 ；用“等高线”类比“等势线”。2.5.归纳法将同一类物理现象的共同特点归纳总结出来，以此来定义物理慨念的方法。其常见的方式是：一是不完全归纳法，通过对有限的现象的分析，提出假设，将假设用新的现象验证。二是解析法，将同一类物

8、理现象的所有特点逐一解析，找出其共同特点。如机械振动的共同特点一是往复运动，二是有一个中心位置。电磁感应现象的共同特定是磁通量发生变化。2.6.等效法某一个物理量的作用效果与另几个物理量的作用效果一样，从而定义这几个物理量的方法。如分运动和合运动；合力和分力；交流电的有效值等。3.创设情景辨析概念新课程积极倡导构建焕发生命活力的有效课堂，如此的课堂是以学生为重心，特点是以学定教，以学促教，具有特别强的执行力。2要提高概念教学的有效性，必须构建有效地课堂，假设仅停留在概念的外表，对概念作直白的、直观的讲授，学生特别难把握物理概念的本质、内涵和外延，更谈不上运用概念处理实际征询题。老师只有创设情景

9、，将概念融于详细的、实际的征询题中，引发学生的认知冲突，将学生隐性的错误概念显性化，对学生构成强烈的刺激，学生才会留下深化的印象，从而极大的提高概念教学的有效性。3.1预先设置情景创设一个良好的学习情境，能激发学生学习的动机和兴趣；能充分调动学生学习的积极性，引导学生真正的参与到学习活动中来，以提高概念教学的有效性。如何样创设良好的物理情景呢？（1）用比喻比拟设置情境老师按照所要教授的概念，通过引导学生对过去所学的知识或简单的生活实例的回忆、再现，用比喻、比拟、类比的方法设置情境。如在讲匀变速直线运动中速度和加速度的关系时，学生难于理解加速度减小而速度增加，能够将速度比为身高，加速度比为每年增

10、加的身高，尽管每年增加的身高减小，但人的身高却不断增加。在讲动能时做如此的引入：一颗弹丸，静止时可在手中把玩，但假设高速运动起来，可要人命。学生较容易进入学习的情景。比方：电势能与重力势能的类比、分子势能与弹性势能的类比。由此可见，比喻能将难理解的慨念简单化，比拟能将特点显性化，类比能将生疏的慨念熟悉化。（2）用物理实验设置情境物理学本身确实是一门实验科学，特别多物理概念确实是对物理现象的归纳和总结。精心设计实验，使学生构成直观、明晰的感性认识。例如在讲“光的偏振”这一概念时，先让学生观察一束自然光通过一个带有偏振片的玻璃片，缓慢旋转玻璃片，能观察到光强度不变，再叠加另一带偏振片的玻璃片，缓慢

11、旋转偏振片，光的强度发生明暗变化。在讲“电磁波的发射”做好“莱顿瓶”实验、“自由落体运动”做好“牛顿管”实验等。能使学生构成直观、明晰的感性认识，为概念的建立打下坚实的根底。演示好实验，不仅能激发学生的学习兴趣，激发学生的好奇心，而且能给学生的心灵带来惊奇、震撼，加剧学生的认知冲突。课外实验、分组实验，既能培养动手才能、设计才能、处理实际征询题的才能，还能增加学生的体验、感悟，培养学科素养。（3）用物理现象设置情境将同一类物理现象集中让学生观察，从现象中归纳出共同的特点，是物理概念教学中常用、十分有效的方法。如讲电磁感应现象，让学生分组实验，分别观察不同情况下产生感应电流的情况，最后归纳出感应

12、电流产生的条件。这种方法不仅能培养学生的观察才能，而且能提高学生的归纳和总结才能。（4）用科技成果设置情境适当设置生活情景，科技前沿成果，能使学生的学习更具探究性、兴趣性，也更能使学生的潜能得到开发。在讲超重和失重的概念时，布置学生观察、称量体重时不断地上下蹲运动指针的偏转情况。体验电梯刚启动或停顿时的感受，用视频播放宇航员在卫星中处于完全失重时的情景。学习物理知识后，将同一知识点的自然现象集中让学生考虑，并用所学的知识作出解释，能让学生有效地运用物理概念、辨析概念。如学习了光学后让学生考虑：林荫中太阳的圆形光斑、光被遮挡构成的暗斑，日食、月食构成的暗斑；光通过园屏、圆孔构成的光斑；彩虹的彩色

13、条纹、水面油膜的彩色条纹、通过窄缝观察到的彩色条纹、通过双缝观察到的彩色条纹；白光通过三棱镜构成的彩色条纹；观察自行车尾灯、汽车后视镜、大灯和小灯的设计，考虑其原理。让学生自然的体会到生活中时时处处有物理，日常生活离不开物理研究的成果。从观察日常生活中的物理现象到运用物理规律获得的科技前沿成果，使学生考虑征询题的深度和广度得到加强，使其思维空间得到拓展。3.2预先设置圈套老师通过长期的教学积累，对学生在概念上的一些错误认识已经有了一定的预见。老师预设一定的情景，让学生受骗，将学生可能的隐形错误认识显性化。心理学的研究成果说明：这种认知冲突的刺激更强烈，更有效。也更能提高概念教学的有效性。（1）

14、利用模糊概念设陷学生在学习过程中，确信会构成一些模糊概念，将这些概念置于实际情景，引发认知冲突，到达辨析概念的目的。如在讲了弹力的方向后让学生练习下面的征询题：如图三根质量和形状都一样的圆柱体，它的重心位置不同，搁在两墙上，为了方便，将它们的重心画在同一截面图上，重心位置分别用123标出。设N1 N2 N3分别为圆柱体对墙的压力，则A. B.C. D.结果有绝大多数同学受骗而选择答案B.究其缘故一是认为共点力的作用点应交于重心；二是对接触型弹力的方向决定于接触类型理解不透。通过受骗反思，学生对共点力、弹力的方向的理解更加精确。（2）利用相近概念设陷物理学中有较多的概念相近，要细心区分其差异，才

15、能把握其概念。如国际单位制和国际制单位、平均速度与平均速率、动量和冲量、交流电的平均值、有效值、瞬时值、最大值核反响中的聚变、裂变、人工转变等。学生对这些概念可能理解、可能明白其物理意义，假设将这些概念混淆在一起，往往不能精确把握。如老师有意的这些概念混淆在一起，并放在详细的征询题情景中，既能加剧学生的认知冲突，又能激发学生的求知欲望。（3）利用类似作用设陷物理仪器中有一些作用相近，但又有差异，老师创设情景，将他们一起放在详细的征询题情境中，则能凸显这种差异，加强学生的有意留意，加强教学的有效性。如滑动变阻器的“分压”和“限流”作用；测定电压的“电压表”和“静电计”，调理电压的“变压器”和“分

16、压器”；测量强电压和强电流的“电压互感器”和“电流互感器”等。（4）利用相近条件设陷有特别多物理概念的成立有一定条件。利用学生条件把握不准设陷，则能引起学生的注重，防止犯同样的错误。如功和能量的关系中：重力的功等于重力势能的改变；合外力的功等于动能的改变；除重力以外的外力的功等于机械能的改变；如有些同学认为某一关系成立，则它的增量式一定成立，而无视增量式成立的条件。如在讲欧姆定律后让学生考虑以下征询题：在如以下图的电路中，闭合电键，当滑动变阻器的触头向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I和U1 U 2 U3表示，电表示数的变化量用U、I表示，以下比值正确是：（ ）AU3R

17、1R2AU1U2A. 不变 不变 B. 变大 变大C. 变大 不变 D. 变大 不变特别多同学不能分辨上面各式的物理意义，也不明确各式成立的条件。通过引导、讨论、比拟，明确了欧姆定律 成立的条件是金属或电解液导电； 成立的条件是电阻的大小恒定。假设U为电阻两端的电压变化量、I为电阻的电流的变化量，则 为电阻，假设U、I分别为电源两端的电压、电流的变化量，则 为电源的内阻。弄清了公式的物理意义及前提条件，就不难分辨以上各式的意义，得出正确答案。4.错误概念成因探源学生存在概念上的错误，是特别正常的。找出构成错误概念的缘故，不犯同样的错误，正本清源，则是十分重要、必不可少的。4.1先入为主的生活概

18、念构成错误概念学生每日生活在千变万化的物理世界中，会自然构成一定的生活观念和经历，有些生活经历是符合科学的，对学习物理有正面的促进作用，应加以利用，构成正迁移。有些生活经历是与科学的相悖的或错误的，这对学生学习物理有负面的阻碍作用，应加以防止，防止构成负迁移。主要表现有二点：一是阻碍概念理解的全面性、完好性，造成对概念的片面理解，二是阻断知识间的联络，造成认知过程与运用过程的脱节。如力与运动关系的认识等。4.2相近的物理概念混淆构成错误概念物理上有特别多相近的物理慨念，他们既互相联络又互相区别，具有不同的本质属性。有的学生对他们的物理意义理解不透，区分不清，没有明晰的表象，容易将它们间的关系简

19、单化。一是混淆对象，如把振动图像和波动图像混淆；二是混淆相近模型的差异，如混淆园轨道模型与椭圆轨道模型，将圆轨道模型的结论运用于椭圆，如求椭圆顶点的加速度。三是混淆现象，如干预和衍射等。四是混淆同一表达式中物理量的意义，如 ，将U都视为电阻两端的电压的变化。4.3概念构成的条件模糊构成错误概念一是忽略前提条件。有特别多概念的成立是有前提的，有些学生忽略前提条件，而滥用概念。如将计算式范围扩大，如将 运用于非匀强电场；二是将条件迁移，将某一公式成立的条件运用到其增量式；三是条件变化后仍套用原来的结论，如在测量电源电动势和内阻时，作出的U-I图中，纵轴电压不是从零开场，仍将图像与横轴的交点视为短路

20、电流而求内阻。四是忽略隐形前提，有些推导出的子结论有比拟隐蔽的前提，在教学中往往被无视，学生容易构成模糊的概念。如将从开普勒第二定律推导出的速度与轨道半径成反比的结论，用于比拟在不同轨道上绕地球作圆周运动的两个卫星的速度等。4.4慨念内涵和外延不清构成错误概念任何一个物理概念都是内涵与外延的统一，掌握物理概念，一方面是理解物理概念的内涵，同时也要求明确其外延。但由于概念的外延指的是适用该概念的一切范围，因而学生在理解或实际运用该概念时，有时会不自觉的扩大或缩小该概念的外延，从而造成错误的结果。缩小概念外延主要表现为忽略了同一概念所包含物理图景的多样性，以较熟悉的个别图景代替全部。如对竖直方向上发生超重状态的物体，学生只考虑向上加速运动的情况，而忽略向下减速运动的情况。发生这一现象的缘故，一方面是由于学生头脑中的物理情景不全面，另一方面也说明学生思维欠缜密。参考文献1. 陈海江。物理学习的思维障碍浅析。中学物理，2010.2：32. 顾康清。论物理新课程有效教学的施行策略。中学物理，2010.2：1