基于构建物理概念下的实验教学探究

张继青

【摘 要】在教学中，教师带领学生学习如何观察实验，如何分析影响实验结果的各种因素，如何归纳出概念的基本特征，以获得新的概念。本文从三个方面谈实验在概念教学中的运用。

【关键词】物理概念；实验；内涵和外延

2017年河南中考物理试卷第11题机器人爬杆问题，考察摩擦力概念的外延，很多孩子错选了B.增大握力，摩擦力变大。究其原因，考生只是死记硬背影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度，而忽略了摩擦力概念的理解，题中的摩擦力不是滑动摩擦而是静摩擦，所以与前面两个因素均无关。在很长一段时间内，我们物理教师为了加快教学的进度，在概念的建立和让学生理解概念上都是简单的一笔带过，取而代之的是大量的刷题，导致很大一部分学生只是简单对于概念进行熟记，却没有真正领会物理概念的内涵和外延，很多学生的物理能力被限制了上升的空间。

《教学大纲》中规定“物理是一门实验科学，通过学生实验，能够使学生理解物理概念和规律的建立与实验关系，培养学生一定的实验能力”。因此说：实验是中学物理概念教学的基础。在教学中，教师带领学生学习如何观察实验，如何分析影响实验结果的各种因素，如何归纳出概念的基本特征，以获得新的概念。

一、变抽象为形象，建立物理概念

在初中物理知识体系中，有很多物理概念是相对抽象的，对于初中生来说，理解是比较困难的，如果能通过实验将抽象的概念形象地展现出来，例如：讲“磁场”是，我们只从生活中体会，则很难建立“场”的概念，再如学习“大气压强”的概念时，虽然我们生活在空气中，却感受不到大气压的作用，如果我们借助实验用一个指南针演示一下，通过磁力线就很容易把抽象的场的概念形象的表达出来；做一个“玻璃杯咬气球实验”就容易建立起大气压的概念。通过一些典型实验，达到事半功倍的效果。

二、对比实验，纠正错误概念

为了纠正学生在生活经验中形成的错误观念，建立正确概念，恰当地运用对比性实验也能收到较好的教学效果。例如关于“阻力大小与哪些因素有关”的教学，针对学生认为质量大的物体受到的阻力大，质量小的物体受到的阻力小，质量相同的物体所受阻力相同的错误认识，设计了以下的对比性实验。先从相同高度处同时释放质量不同的一大一小兩张纸片，结果质量大的大纸下落得快。不少学生得出所受阻力由其质量决定的错误结论。此时教师不要急于纠正学生的错误，而是接着分别演示：①两张相同的纸片，其中一张揉成一个小团，从同样高度同时释放，结果观察到纸团下落快。②将一张质量较小的小纸片揉成一团与一张质量较大的纸片，同时从同样高度开始下落，可观察到质量小的纸团反而下落得快。当学生弄清纸片之所以比纸团下落得慢是因为空气阻力对纸片影响大以后，前后两次实验的对比分析，得出空气阻力大小与物体的形状有关，与质量无关。通过对比实验，让本来易错的物理概念变得容易理解。

三、改进实验，深化概念理解

同一个实验，操作方法不同，对学生产生的效果也不尽相同，和孩子们一起探索有关实验的改进和创新，使实验活动在操作方面更便捷，现象更明显，更利于学生对重要概念的建立和理解。如观察水沸腾条件的实验，问孩子们有哪些方法缩短加热时间，1.给试管口加盖子，2.使用温水，3.将烧杯换成小号的，但是方法3中由于烧杯较小，不易观察气泡上升过程中的体积变化，孩子们想到将烧杯换成试管，既确保水量不多，又能观察水沸腾前后气泡上升过程中体积的变化。在师生互动中完成了沸腾概念的理解。又如碘的升华和凝华实验，如果直接用酒精灯对碘加热，酒精灯外焰的温度约为800℃，碘的熔点为113.7℃。由于火焰的温度高于碘的熔点，碘在升华的同时会发生熔化，碘锤中出现液态碘，升华现象不明显。孩子们经过讨论，如果采用图甲的对碘锤进行水浴加热，控制碘的温度≤100℃，使其达不到碘的熔点，观察固态的碘直接变成气态的碘，现象更明显。同时还将一些改进的实验拍摄了视频录像，便于其他老师借鉴。通过实验创新， 在概念形成各环节中，正确引导使学生在掌握概念的同时提高认知能力，纠正一些不良思维习惯，形成科学的物理学思想方法。

综上所述，物理概念抽象，对教学要求较高；而学生的认识能力、知识基础较差，这一矛盾造成了概念教学的复杂性和艰巨性。但只要教师树立正确的教学指导思想，清楚学生的认知结构特点，按教学规律和学生心理特点进行教学，是能够完成形成概念、培养能力的艰巨任务的。著名心理学家布鲁纳认为：“在教学过程中，教师的职责不是提供现成的知识，而是帮助学生形成一种独立探究的情境，教师不是传授知识的机器，学生也不能只顾接受，而应成为一个积极的探究者。”很多物理概念是在实验中归纳总结得出的，因此在物理概念教学中利用物理实验创设探究的情境，基于构建物理概念下的实验教学研究就显得尤为重要。

【参考文献】

[1]顾仁权.合作探究中优化初中物理概念教学——以《物质的比热容》概念教学为例[J].华夏教师，2017（01）：28-29

[2]贝婧一.立足核心素养 优化物理实验——初中物理实验教学策略研究，中学教学参考，2017（5）：59-60

【课题：2015年河南省教育技术装备和实践教育研究立项课题：《基于构建物理概念下的实验教学研究》（编号：PZS079）】endprint