物理概念教学的有效策略

宋小羽

(大连教育学院 高中教师教育中心,辽宁 大连 116021)

物理概念教学的有效策略

宋小羽＊

(大连教育学院 高中教师教育中心,辽宁 大连 116021)

随着新一轮课程改革的不断深入,教学有效性问题也越来越被人们所关注。本文结合具体案例,阐述了物理概念教学的有效策略。

物理;概念教学;有效性;教学策略

物理概念是反映物理现象、物理过程一般本质特征的思维形式。它是人类经过长期实践总结出来的产物,是整个物理理论的基础。因此,概念教学在物理教学中占有十分重要的地位。概念教学效果关系到学生对相关物理知识的理解和掌握程度以及物理知识体系的构建,提高高中物理课堂概念教学的有效性就显得尤为重要。有效教学,就是在符合时代和个体积极价值建构的前提下其效率在一定时空内不低于平均水准的教学。也可以说,通过教师在一段时间教学后,能够有效地促进学生发展、实现教学目标的教学活动,即称之为有效教学。中学物理概念多,不同概念其抽象程度又有很大区别,有些物理概念是高度概括与抽象的结果,学生掌握起来有一定的困难,因此,应重视物理概念有效性的教学。为了提高教学的有效性,教师在教学上应采取以下策略。

一、加强过程教学,体验概念的形成过程

物理学知识是由很多概念和规律构成的,每个概念都是为了说明某一个具体的问题而定义的,即每一个概念都有其特定的引入目的,也可称为物理意义,所以真正掌握某一概念最佳的途径是让学生明确提出该概念的目的,并体验其形成的过程。这一环节教学策略的核心是创设物理情境,使学生产生感性认识,激发学生的好奇心和求知欲。概念和规律的基础是感性认识,只有对具体的物理现象及其特性进行概括,才能形成物理概念;只有对物理概念之间的本质联系进行研究归纳,才能形成物理规律。因此,教师要利用学生已有的生活经验或已有的知识背景为基础,运用实验或多媒体来展示有关物理现象,给学生提供丰富的感性认识,再通过科学探究对概念的形成过程进行分析,最终得出新的物理概念。概念教学如果忽略学生概念形成的认知过程,并不是真正意义上的构建概念,学生不可能真正理解概念的本质。因此,物理基本概念教学应注重学生概念形成的过程,帮助学生提高思维品质。

如必修1中加速度概念的引入。加速度是高一学生在第一章学习的第一个全新概念,学生理解这一概念的内涵难度很大,因为在生活经验中没有与加速度相关的知识,所以教师在教学中应利用学生较熟悉的实例设计情境。下面以不同交通工具的速度变化情况为例(见表1),教师引导学生通过具体数据,自己设计问题,并与老师和同学进行交流、探讨。

表1 不同交通工具的速度变化情况

学生可能从以下几种情况展开思考:

(1)比较不同交通工具的速度增减情况;

(2)比较不同交通工具的速度变化量;

(3)比较每种交通工具速度变化的值和所用时间的关系;

(4)比较每种交通工具速度变化与所用时间的比值。

教师可以因势利导提出问题:如何描述各物体运动过程速度的变化情况和速度变化的快慢?教师可用类比的方法,使学生在旧知识的基础上建立起新知识,可参考前面速度的定义方法复习下面的问题:物体运动位置的变化情况如何表达?位置变化的快慢如何定义?这种授课方式更容易使学生在旧知识的基础上接受新知识。

若要比较速度变化的多少,只要知道末速度和初速度的差值;若要比较速度变化的快慢,不仅要知道速度变化的多少,还要知道完成这一速度变化所用的时间,比较快慢时要看单位时间内的速度变化。

同时,学生能感受到对速度变化快慢的描述是有意义的,是客观需要的。下一个环节让学生思考:能不能计算出速度变化的快慢?怎样计算?设在t时间内物体速度的变化为vt-vo,引导学生采用类比迁移方法:

教师引导学生同样运用类比迁移方法,归纳得出:加速度不仅有大小,而且有方向,加速度是矢量。并强调在直线运动中,当加速度的方向与速度方向相同时,物体运动速度越来越大,做加速运动;当加速度的方向与速度方向相反时,物体运动速度越来越小,做减速运动。这样可以使学生进一步加深理解加速度的概念。

二、科学设计问题,使学生准确理解和掌握物理概念

一般来说,学生对物理概念掌握的情况可以从以下三个方面来考查:是否明确概念的物理意义,即引入的目的;是否了解该概念与其他物理量之间的联系;是否能够应用该概念解释相关的物理现象,并解决实际问题。为了使学生加深对所学物理概念和规律的理解,逐步掌握分析、处理和解决物理问题的思路和方法,教师要科学地设计物理问题,如根据概念的内涵与外延设置习题,或根据物理概念的特征设置习题。

例如,针对“电场强度”是反映电场本身固有属性的一个物理量可编制下列问题,让学生判断正确与否:

(1)电场中某点电场强度的大小与电荷在该点所受的电场力成正比,与电荷的电量成反比;

(2)放在电场中某点的电荷所受电场力大小与电荷的电量成正比;

(3)若将放在电场中某点的电荷 q改为-q,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反;

(4)若取走放在电场中某点的电荷,则该点的电场强度变为零。有的学生对概念不理解,硬套公式认为(1)正确;有的学生则以为q变化 F随着变化,E也会随着变化,对电场强度是描述电场本身属性的物理量认识不清,会认为(3)正确;还有学生觉得移走电荷q电场力就不存在,电场强度也就变为零,认为只有有电场力,才会有电场强度,因果关系倒置,会认为(4)正确。

教师采用这种有针对性的设计问题的方法,能够发现学生存在的问题,并及时加以纠正,帮助学生更好地掌握电场强度的概念。学生成绩的提高在于学生对物理知识的准确掌握,这些教师并不能替代,所以教师在课堂上一定要调动学生的积极性,提高学生的参与度,提高学生的思维水平,让学生真正成为课堂的主人,这样才是真正的有效教学。

三、运用评价手段掌握学生概念的理解情况

完成新概念或规律的教学后,教师要运用课堂教学中的评价手段来检查学生的掌握情况。教师要有目的、有针对性地设计练习题,使学生通过做习题,暴露出对概念和规律理解上的问题。这一环节教师不要急于给学生讲解正确答案,要给学生足够的时间思考,要在充分暴露问题的基础上,找到问题的症结,再进行纠正,帮助学生分析出错的原因,从根本上解决问题。课堂中有时需要教师及时作出评价(即时评价),并实施指导;有时需要教师暂缓评价(延时评价),引导学生深入讨论。教师要根据实际情况灵活运用评价方式。

课堂上只有在发现学生有独到见解时,或发现学生理解知识存在问题时,评价才是有效的。教师可以通过纠正错误使学生加深对概念和规律的内涵和外延的理解,提高学生的应用能力。要帮助和引导学生在练习的基础上,逐步总结出解决某类问题的思路和一些规律性的解题方法,提高学生的思维能力。

有一题如图1所示,一铜块左右两面接入电路中,有电流I自左向右流过铜块,当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块从后表面垂直穿出时,在铜块上、下两面之间产生电势差,指出哪个面的电势高。

正确的答案是下表面的电势高。因为金属导体中的载流子是自由电子,当电流形成时,导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动,在磁场中受到洛仑兹力作用的是自由电子。正电荷不能移动,用左手定则判断:自由电子受洛仑兹力方向向下,即电子向下表面偏转。图2为自由电子受力的示意图。

教学中发现学生解此题的错误率很高,错误的原因是不清楚金属导电的物理机理和应用左手定则时四指指的是正电荷的运动方向。因此,解此题时要仔细分析电荷在上、下两个表面聚集的原因,挖出隐含条件,这样才能有正确的解题思路。

课堂教学中评价的主体是教师,但也不能忽略学生间的评价。学生间的评价既可以使学生养成认真倾听同伴表达的习惯,又可以使得交流更加深入、有效,有助于获得完整的、正确的结论。

三、加强反思,提高教师的有效教学能力

有效教学具有单位时间内完成较多的学习内容,学生有浓厚的学习兴趣,课堂呈现出有效、高质、创新的特点。研究有效教学,教师必须对高中物理课程标准和教材有深刻的理解,教学中要遵循教育教学规律;要对高中学生的学习能力、心理特征有足够的了解,认识和把握学生学习的特点和规律;针对课堂教学中的无效、低效以及形式化的现象进行教学反思,经常剖析课堂教学环节中存在的问题,并找出解决问题的有效途径,提升有效教学的意识和能力。这样才能增强教师课堂教学的自觉性、预见性,减少随意性、盲目性,促进课堂教学质量的提高,从而提高物理概念教学的实效性。

[责任编辑:阅力]

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2010-01-20

宋小羽(1965-),吉林白城人,中学高级教师,硕士。