例谈可视化情景下高中物理概念优化教学

华玉萍

摘 要：高中物理概念多而且抽象，难理解，在概念教学过程创设可视化情景来引入概念、帮助学生构建概念、厘清和运用概念，从而让学生更好地掌握理解概念，并且培养学生运用知识解决问题的能力。

关键词：物理概念;可视化;教学实践

1.创设可视化情景引入概念，激发学生学习兴趣

概念引入是概念教学中一个重要环节，有效引入物理概念是学好概念的重要途径。教师应根据实际情况，选择典型的实验和事例引出概念，再通过教师分析，揭示其本质，使学生从具体感性认识上升到抽象理性认识，从而形成概念。

案例1：人教版选修3-1《电容器的电容》电容器概念的引入

电容器作为电子产品中最常用的电子原件之一，很多高中生对其构造和作用其实还是很陌生。在新课教学之前，笔者对“如何引出电容器这个学生既熟悉又陌生的概念”进行深入思考，最后决定用学生熟悉的事物引入这个概念。新课时，我先给学生出示了一个自制的“装一种特殊的东西容器”（见图1），学生的好奇心一下被激发。然后用起电器（图2）起电，发出“啪啪啪…”声音，学生一下子又紧张起来。教师马上问学生“现在这个容器装满了什么？”学生齐声回答“电”，然后鼓励学生上讲台亲密接触容器里装满的“电”。课堂气氛一下活跃起来，大胆的男生触摸以后，告诉大家有一点点麻，也即他接触到了容器里所装的“电”。这个时候，笔者又将这个容器拆开展示给学生，原来这个容器由两层锡箔中间夹纸杯构成，马上引出电容器的概念和作用，即电容器是用来盛电的容器，它由两个电极（实验中锡箔）中间夹绝缘物质（实验中的纸）构成，然后再给学生展示常见的电容器（图3），学生水到渠成地掌握了电容起的概念和构造。

利用学生看的见摸得到的实验器材或生活物品来引入一些物理概念，尤其是较抽象的概念，容易引起学生学习兴趣和探究欲望，为学习概念准备了条件，往往能起到事半功倍的效果。

2.利用可視化情景建构概念，引导学生理解意义

教学实践证明，学生只有理解了概念才能牢固地掌握并运用概念。所以教学中教师创设好物理情景，帮助学生构建模型，理解概念的意义。对于一些抽象的物理概念，利用可视化情景帮助学生直观地理解其内涵和外延，降低了学生理解概念的难度，提高了教学效率。

案例2：人教版选修3-1《电容器的电容》对电容概念的理解

本节课教学中，对电容概念的理解是教学的一个难点，教师要用最优的教学方法引导学生理解电容的物理意义是表征电容器储电本领的大小，其大小与电容器的带电量Q和电势差U无关。如果教师直接告知学生，学生当时可能接受，从课后运用反馈来看学生错误较多。所以笔者在教科书“做一做”栏目“用传感器观察电容器的放电过程”启发下设计了“探究电容器电量和电压关系的实验”。具体教学过程如下：利用DIS测绘出电容器的放电曲线.即，用电流传感器将捕捉到的瞬间电流i的变化通过数据采集器与计算机连接，直接在屏幕上显示出电流i随时间t变化的图象，通过积分运算，求出充电后电容器进行所带的电荷量。

改变充电电压，得到不同的带电量，并在表格中记录数据，然引导学生分析规律，还可以在excel中绘制出Q-U的图像，从而得出结论。学生从表格数据再到绘制的图表可以直观地得出结论：对同一个电容器，Q和U的比值是定值，与带电量多少和电压大小无关。这样设计不仅让学生掌握了概念，也培养了学生用实验探究物理知识的思维方式，发展了学生的能力。

3.利用可视化创设情景，更好运用概念

运用概念是概念教学过程中不可缺少且及其重要的环节，它不仅能检验学生对所学概念的理解和掌握情况，还能培养学生思维品质和应用概念分析、解决问题的能力。目前大部分教师在教学过程中检查学生运用概念能力主要采用问题和习题的形式。若在学生运用概念时我们能给学生创设一些生活中事例、或生产、科研中某个复杂问题的简化模型，让学生运用已有知识探索解决一些实际问题，从而更好的理解、掌握概念，并能培养学生的创新能力。

案例3：人教版必修1《超重与失重》

笔者观摩了某位物理老师执教《超重与失重》示范课，该老师在运用超重、失重概念这个教学环节的设计可谓让人眼前一亮。老师为学生准备了分组实验，器材为自然状态下为圆形并用细绳套挂了钩码的弹性塑料圈，让学生设计实验显现完全失重现象。学生有的让塑料圈做自由下落，有的竖直上抛，有的斜抛，他们都看清楚悬挂了钩码的塑料圈释放或抛出后塑料圈重新恢复圆形。学生亲身感受完全失重现象，也明白了完全失重产生的条件。随后，教师又拿出装满水的纯净水平，老师打开瓶盖，水从底部的四周喷洒出来，老师放手后，水瓶下落过程中居然水不流出来了。老师马上追问原因，让学生用本节课所学知识去解释。

在本节课教学中，教师为了加深学生对概念的理解和运用，安排学生看的见、摸得着的情景，学生注意力被吸引，思维被激化，培养了学生的创新意识和创新能力。

参考文献

[1]陈娥.物理教学中“思维可视化”的教学策略[J].湖南中学物理，2019，34（03）：12-15.

[2]张鹉.论可视化教育理论与高中物理教学创新[J].物理教师，2018，39（12）：23-25+29.