刍议初中物理的概念教学
2015-01-12翁紫梅
翁紫梅
摘 要:本文结合实例,分析了学生在构建物理概念时存在的困难,并探讨了初中课堂中实现物理概念有效教学的对策。
关键词:物理概念;有效教学;对策
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2014)8(S)-0022-4
物理概念是对物理事实的抽象概括,是构成整个物理学知识体系的基础。教学中能否使学生形成正确的物理概念,直接关系到学生对物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识网络的构建和拓展。李政道曾经说过:“学习物理的首要问题是弄清物理学中的基本概念”。因此,在初中物理教学中,必须重视对物理概念的教学。本文将结合实例谈谈在初中课堂中如何有效地进行物理概念教学。
1 物理概念教学的目标
2011年版的义务教育物理学课程标准[1]中,最大变化是突出了重要概念的教学。标准中指出,物理概念是“课程内容”中科学内容的重要部分,在教学设计中不仅应重视物理概念的具体内容、意义等,而且还应重视学生建立物理概念的过程。经过对课程标准的梳理,我们将概念教学的目标分为三个层次,如表1所示。
从上表可以看出,多数物理概念在初中阶段的教学目标是达到了解的层次,少数概念要求达到认识和理解的层次。教学实践中发现,虽然概念学习存在目标要求程度差异,但在每个目标层次内都会有几个学生掌握起来比较困难的概念,比如重力、摩擦力、比热容、浮力、功、密度、压强、电功、电功率等概念。分析这些概念学习困难的原因,挖掘其中的干扰因素,将有助于提高物理概念教学的有效性。
2 干扰物理概念学习的因素
物理概念的建立过程是一个比较复杂的过程,影响学生物理概念学习的因素也有很多。一般来说,主要有以下几个干扰物理概念学习的因素:
2.1 已有的生活经验所形成的错误的前概念
前概念是指学生在接受正规的科学教育之前已形成的概念,是对所感知的现象、生活中的常识与经验进行总结加工得出的认识和理解。根据调查,大部分学生对于初中物理声现象、热现象和电现象的基础知识具有较正确的前概念[2],而对于力现象和光现象的基础知识则存在较多的错误的前概念。比如,对于力与运动的关系,较多学生会认为,“运动的物体才受到摩擦力”,“摩擦力总是阻碍物体的运动”,“力是维持物体运动的原因”,“物体的速度越大,惯性越大”等。
2.2 概念过于抽象,学生缺乏相应的感性认识
物理学的概念大多是比较抽象的,而初中学生的认知特点往往以感性为主,他们的抽象思维较差,这使得学生在学习概念、特别是较为抽象的概念时,由于缺乏相应的感性认识,而无法理解概念的含义,影响后续的进一步学习,如对电阻、磁场、功、内能、比热容等概念的学习就存在这样的问题。
2.3 学生的理解水平有限
在学习概念的过程中,容易抓不住概念的本质和内涵,形成错误认识,特别是对于物理中一些相关的物理概念,学生较易出现“张冠李戴”、“以偏概全”的问题。比如,学习重力概念时,容易将“重力”、“质量”和“重量”这三个概念搞混,认为“质量就是重量”,或将重力的单位写成“千克”。学习压力概念时,较多学生会误以为“压力一定等于重力”等。
3 物理概念有效教学的对策
根据物理概念的教学目标,针对干扰物理概念学习的因素,可以从以下几个方面来提升物理概念的教学效果。
3.1 创设生活情境,激活学生积极情感
新课程背景下的物理课程基于建构理论,提出要重视学生的经验,强调学习过程是基于个人经验构建知识的过程。在物理概念教学中,充分挖掘学生的已有经验,创设学生所熟悉的生活情景或感兴趣的事物,激发学生的学习兴趣,从而在学生正确的前概念的基础上,帮助学生顺利构建物理概念。
如在进行《压强》概念教学时,首先从学生接触较多的生活实例出发,提出悬念:“为什么宽的书包带背在肩上比窄的舒服些?”“为什么人们坐在沙发比坐在椅子舒服?”“为什么铁轨要铺在枕木上?”“为什么用久的刀要磨一磨才好用?”对于生活中这些习以为常的事情,学生可能从没想过为什么,教师一提出来立即引发学生的积极思考,激发学生学习新知识的兴趣,从而使学生积极主动参与到概念教学的活动中来,达到良好的教学效果。
在教学中,创设生活情境来引入概念,利用学生已有的前概念或帮助学生形成正确的前概念,有利于激活学生学习概念的积极情感,助力学生对概念的理解。
3.2 运用矛盾事件,实现概念转变
正确的前概念对学习是一种积极因素,能使学生对认知事物产生共鸣,降低学习难度,帮助学生更好地理解新知。而错误的前概念则是学习的一种阻力,且一旦形成还较难纠正,往往会使学生学习新知识的效果大打折扣。因此,在进行概念教学前,教师应了解学生的前概念储备,特别是对存在错误前概念的情况,应积极寻找有效的教学策略予以纠正。在教学中,克服错误前概念的影响,实现概念转变的有效做法之一是运用矛盾事件,创设能引起学生产生认知冲突的教学情境,促进学生对新概念的建构[4]。
比如,在《摩擦力》的反馈练习中,学生凭借自己的生活经验和理解,往往容易形成错误的前概念——摩擦力总是阻碍物体运动。这时教师可以适时设计如下实验:如图1所示,把电动玩具车悬挂起来,驱动轮悬空转动时,汽车没有运动。当下面的木板与车轮接触时,玩具车就能在木板上向前运动。实验中出现了“玩具车在摩擦力的作用下反而能向前运动”这一与学生前概念相悖的矛盾事件,打破了学生原有的认知平衡,激发学生重新思考、重新架构知识,从而促使学生构建新概念——摩擦力总是阻碍物体的相对运动,从而达成认知的新平衡。
3.3 提供实验机会,增加思维素材
对于比较抽象的物理概念,学生往往由于缺乏相应的感性认识,容易形成学习时的思维障碍。如果教师能精心设计实验,把隐性的物理性质,转化为显性的、可直接观察的物理现象,将有助于学生理解概念。例如对地磁场概念的建立,可以设计如下实验: