物理概念教学问题及策略研究

2017-04-22王胜华侯恕��

中学物理·高中 2016年12期

关键词：外延导图物体

王胜华++侯恕��

1物理概念教学中存在的问题

1.1学生的学习障碍

（1）缺乏感性认识

由于物理概念的抽象性，在生活中学生可能接触不到与之相关的事物和情景，缺少相应的感性认识，导致学生很难理解物理概念的本质，例如电场线和磁感线.

（2）前概念的影响

前概念是指学生在正式学习有关的物理知识之前，头脑中已存在着一定的原有认识和该认识赖以形成的思维方式.学生头脑中的前概念可能来源于生活经验或者之前的学习或者其他学科的错误横向迁移.在中学教学中，由于考虑到初学者的接受程度，课本上对于物理概念的表述往往是不严格的，但是学生可能把这些概念绝对化.比如，误以为摩擦力总是阻碍相对运动的.学生容易受到高中数学中“正整数之和一定大于任一一个正整数”的影响，错误的认为合力一定大于分力.然而错误的前概念将会影响学生后续的学习，这是影响学生对物理概念的认识的重要的一个因素.

（3）物理概念的混淆

物理概念之间有着相互的联系和区别，很容易干扰学生对物理概念的理解.例如，在学习加速度概念时，学生总是不能分析清楚，速度、速度的变化量和速度的变化率之间的关系.

（4）不能正确认识物理概念的内涵和外延

概念的内涵和外延是概念的基本逻辑特征，是概念在质和量两个方面表现出来的逻辑特性.任何一个物理概念也都有它明确的内涵和外延.

物理概念的内涵指的是该概念所反映的物理事物的本质属性.例如，机械运动概念的内涵是“一个物体相对于另一个物体的位置随时间在改变”.力概念的内涵是“物体间的相互作用”.概念的内涵体现着认识对象的质的规定性，是概念的质的方面，说明“是什么”.物理概念的外延指的是该概念所涉及的一切事物的范围和条件即适用范围.例如，机械运动概念的外延反映的是具有“物体间相对位置发生变化”这一本质属性的各种运动形态，如匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等.力概念的外延反映的是具有“物体间发生相互作用”这一本质属性的各种类型的力，如重力、弹力、静电力等.外延的大小表示概念所反映的對象的多少，体现认识对象的量的方面，说明“有哪些”.概念的内涵和外延是互相制约的，如果不能正确认识物理概念的内涵和外延，容易产生错误的认识.例如认为“当两个物体无限接近时，它们之间的万有引力无限大”这样错误的观点.

1.2教师教学中存在的问题

（1）对概念的引入过程重视不够

有的教师在引入物理概念时，直接搬出概念，导致学生不能完全理解概念的本质，只是机械的记住了那些概念的内涵和外延.例如必修1中的加速度这一节，学生刚刚接触了速度的变化量这一内容，没有获得感性认识，教师就直接给出了加速度的概念，导致学生没有完全理解加速度的物理含义，不知道引入加速度的必要性.

（2）忽略概念形成过程的科学思维教育

一个物理概念的形成过程中，必将伴随着科学方法的运用.科学思维方法是物理学的手段，如果教师只向学生提供形成概念的感性资料，不同时让学生参与思维加工活动，对于学生来说，表面联系和内在联系，生活经验和科学概念仍处于分离的状态.因此在概念教学中，应该注重科学思维方法的教育，从而帮助学生理解概念的本质.不要只在学生遇到问题时再补充说明，起不到教学作用.

（3）缺乏问题意识

习题是检验学生知识的掌握程度的一种手段.在概念教学中，教师花费大量的时间进行习题的训练，花很少的时间去讲解概念的内涵，以达到掌握知识的目的.长此以往，学生只会机械的模仿习题中的思路，没有达到灵活运用的目的.

2物理概念教学的策略

1.1丰富感性认识的策略

当学生对于所接触的概念没有足够的感性认识时，很难接受这些知识.教师应该通过实物展示、多媒体展示、创建恰当的物理情景或者实验，来丰富学生的认知，再通过科学思维方法，使学生掌握科学概念.在物理教学中，实验是最好的丰富学生感性认识的手段，能将抽象的内容具体化、形象化，更利于学生对于知识的接受.例如教师在讲授“磁感线”内容时，可以首先利用布条指示风向的实验，引入磁感线，简单的讲解后让学生自己探索磁铁周围磁感线的分布.

2.2认知冲突策略

认知冲突策略，指的是建立在认知冲突和解决冲突基础上的教学策略.它要求教师首先要了解学生的前概念，想办法暴露学生的原有认知，使其发生矛盾，形成认知冲突，然后再解决问题，使学生的概念发生转变.例如在谈论“滑动摩擦力做正功还是负功”时，首先教师让学生通过讨论发表自己的意见，然后教师运用举反例的方式，得出结论“滑动摩擦力可能做正功，可能做负功也可能不做功”.2.3发展原有认知策略

如果学生的前概念与科学概念之间是一致的，只是不够全面、系统，那么此时教师应该在学生原有认知的基础上，提出一些有过渡性的问题，使得学生的思维向着科学概念过渡，这就是发展原有认知策略.例如在探究功的表达式时，教师首先提问学生“当力和位移同方向时，功的表达式是什么”，然后让学生思考“当力和位移有夹角时，功的表达式是什么”，引导学生将力沿着位移方向和垂直于位移的方向进行分解，计算分力做功，然后求总功，并总结得出功的表达式.

2.4图示策略

图示策略就是用图像表示出头脑中的思维状态和思维过程，主要有概念图和思维导图.

（1）概念图

概念图就是将各个概念联系在一起的空间网络结构图.例如恒定电路中，电流、电压、电阻、电功和电功率之间关系，还有力和物体运动的的关系用图1所示概念图表示出来，使得这些概念之间的联系更清晰，使得学生更加容易理解各个概念之间的联系，也有利于学生对这部分知识的整体把握.

（2）思维导图

思维导图就是从一个主要的概念开始，随着思维的进程形成一个树枝形的网状图.思维导图可以增加学生学习的兴趣，培养学生的创新性思维.例如图2所示高中物理必修一摩擦力一节的思维导图.通过这个思维导图很清楚的看出摩擦力的分类及内容，有利于学生对知识的总结.

2.5对比策略

对于一些不易区分出来意义的概念，如速度与加速度、电压与电动势、功和能等，教师可以采取对比的策略，使得学生清晰的知道它们之间的区别和联系.例如表1所示相互作用力和一对平衡力的对比图.通过对比，进一步增加了学生对概念的理解，有利于对物理知识的分析.

表1

比较内容

一对相互作用力

一对平衡力