高中物理概念教学的有效策略和方法

安徽省六安市霍邱县第一中学 李 俊

新课程导致新教科书中的介绍性章节和实验性章节更长。高中物理教学的目的是确保学生学习和掌握物理学的基本概念和规律。物理学的概念和规律是高中物理学基础知识中最重要的部分。然而，物理概念的抽象性和学生认知结构中的各种弱点给物理概念的学习带来了障碍，这意味着物理概念既不容易“教”，也不容易“学”。因此本文针对高中物理概念教学的有效策略和方法进行探讨。

一、影响高中物理概念学习的主要因素

1.教材因素。

如果我们把初中物理课本和高中物理课本进行比较，就会发现，所需的知识和思维能力都有了很大的明显提高。高中物理教科书中描述的技能不仅需要观察和实验，还需要更抽象的思维，如分析归纳和综合，以及适当应用数学知识解决物理问题的能力。在有多个调查对象、多个状态和多个过程的复杂问题中，学生很难接受一套方程式，引导他们从物理现象到构建物理模型，再从物理模型到数学描述。此外，初中和高中的物理课本在知识的表述上也有很大的区别。初中物理课本相对简单，学生容易阅读和理解，而高中物理课本则以严格和简明的方式介绍物理学的概念和规律。物理问题的分析、推理和表述是科学严谨的，对学生的阅读和理解具有挑战性。此外，教科书和所需数学知识之间缺乏协调，也使学生难以学习物理。例如，中学生很难理解瞬时速度，因为他们还没有学会极限的概念。没有三角函数知识的学生在综合和分解力方面不够灵活。如果没有函数的象形表示法的知识，他们就很难使用象形技术来研究各种问题。此外，打破学科之间的横向联系，使得初中物理教学难以进行，影响了高中学生的成绩。

2.学生因素。

在中学物理课上，有些概念是直接从直观的实验中得出的，而有些概念则是学生通过观察、分析、归纳和演绎，根据现有的物理概念或理想模型制定的。虽然中学生有一定的认知能力和推理能力，但他们无法将不熟悉的、复杂的和困难的问题转化为熟悉的、简单的和可理解的问题，而且由于先前的知识有限和身体技能不足，他们无法解决实际问题。他们无法将实际问题转化为物理学语言，在选择解决问题的方法上缺乏灵活性，通过机械记忆学习物理概念，盲目练习，并经常被表面现象所干扰，而这些现象导致理解片面和肤浅。这在他们对隐含术语的分析不完整、对关键概念的理解以及对物理问题的不同程序和答案的制定不明确方面表现得最为明显。例如，有些学生不理解加速度和阻力的概念，错误地得出“加速度增大速度一定增大。”的结论。

3.教师因素。

在高中物理教学过程中，物理教师通常会花费大量的时间及精力备课，但是对学生们掌握所学物理知识的能力并不了解，甚至会出现高估学生能力的情况，导致学生对某些物理概念从刚开始学习时便无法理解，之后很难在各种物理概念之间建立相关的联系。

二、物理概念教学重要性

一是物理概念是物理学中所有知识的基础。整个物理学的内容可以大致分为物理现象、事实、概念、规律和理论。物理规律和理论是以物理概念为基础的。这是因为物理规律显示了物理概念之间的关系和限制。如果学生不熟悉力、质量和加速度的概念，他们将无法理解和掌握牛顿第二定律，更不用说正确地应用它。其次，掌握物理学概念是物理学教学的关键。学生们往往觉得学习物理很困难，其中一个主要问题是他们不理解物理学的概念。他们只注重记忆定义、背诵公式和做练习，却忽略了对物理学概念的理解。第三，概念教学是物理教育中培养学生能力和智力的重要途径。物理学概念的形成、理解和掌握是一个非常复杂的认知过程。学生必须通过观察和实验获得必要的感性知识；然后，通过复杂的思维过程（分析和综合、比较、抽象和概括），将新的概念与自己认知结构中的原有概念联系起来，在新旧概念关系的基础上，运用概念解释现象或回答问题，不断加深对概念的认识和理解。

三、高中物理概念教学的有效策略

1.鼓励学生尝试定义概念。

创设概念教学的情境是物理概念教学的必经环节，是引导学生灵活运用概念的有效手段。因此，在教学中应从多角度提供概念的变式，创设问题情境，设计阶梯式问题让学生思考，引导学生由浅入深，逐步理解，深化提高，同时培养学生分析问题和解决问题的能力。首先，物理教师可先为学生们创设情境，让学生们在主观上感觉到运动中有一种速度。然后可继续创造情境，让学生们主观地感觉到运动中的东西的速度发生了变化。用具体的例子引导学生，例如，如果A车在2 秒内从10 米/秒加速到15 米/秒，或者B车在3 秒内从10 米/秒加速到2.5 米/秒，需要多大的加速度。让学生感受并认识到，仅靠加速度的大小并不能解释问题；需要另一个因素来解释问题，这个因素就是加速度的方向。为了实现这一目标，学生需要经历一个学习过程。心理学研究表明，独立获得的知识更加持久和长效。一旦学生对他们要学习的概念有了了解，教师就会鼓励他们分析、综合、抽象和概括所获得的感知材料，以确定他们要学习的概念。通过这种方式，学生可以充分利用他们的物理能力，学习如何学习物理。通过适当的指导，许多概念的定义可以让学生在基本准确的情况下归纳出这些概念。此外，物理概念教学需要长期和短期规划。不应期望学生在短时间内完全理解这些概念。教导一个基本概念应该从对概念及其意义的认识和体验开始。然后，学生应学会将概念的定义分解成若干部分，以获得更深入的理解，并在实践活动中达到高潮。例如，力、位移和动量等物理量由教师教授，而学生则自己定义物理量，并随着时间的推移对其进行完善。目标是让学生了解在什么条件下会出现物理量以及如何定义它们。例如，电场强度、磁感应强度和电动势都是在这个过程中教授的，以帮助学生逐步理解物理学中形成的概念的特点，从而提高他们的自学能力，发展他们的物理思维。

2.引导学生进行科学抽象。

物理学中的概念不是对生物或实验现象的简单概括或总结，而是对感知材料，如物理现象和过程进行科学分析和抽象的结果。因此，在制定物理概念时，学生必须学会从感知材料、具体例子和实验现象中构建科学抽象，以了解现象的本质，并制定从具体感知理解到抽象理性理解的概念。自主建构概念，是学生有效掌握概念的主要途径和方式，也是学生发展物理观念的主要方法。因为，物理概念的形成过程，是从形象到抽象，从感性到理性认知发展的过程。在这个过程中，学生需要经历归纳、演绎等活动。如果不从一开始就教授感知的基础知识，如果学生不参与分析和抽象感知材料的过程，如果他们的思考和处理没有得到刺激和支持，学生将无法深入地掌握概念并形成科学的思维方式，更不用说他们被教师成功地塑造和培训。其中之一是，物理概念是物理学中所有知识的基础。整个物理学的内容可以大致分为物理现象、事实、概念、规律和理论。物理规律和理论是以物理概念为基础的。这是因为物理规律显示了物理概念之间的关系和限制。如果学生不熟悉力、质量和加速度的概念，他们将无法理解和掌握牛顿第二定律，更不用说正确地应用它。其次，掌握物理学概念是物理学教学的关键。学生们往往觉得学习物理很困难，其中一个主要问题是他们不理解物理学的概念。他们只注重记忆定义、背诵公式和做练习，却忽略了对物理学概念的理解。概念教学是发展学生物理学技能和智力的重要手段。物理学概念的形成、理解和掌握是一个非常复杂的认知过程。学生需要通过观察和实验获得必要的概念知识；然后在复杂的推理过程中（分析和综合、比较、抽象和概括），将新概念与认知结构中的原有概念联系起来，用这些概念解释现象或根据新旧概念的关系回答问题，以不断深化对概念的认识和理解。授人以鱼不如授人以渔。在某些方面，培养抽象的科学思维比教授知识更重要。例如，如果一位教师想教授电阻的概念，他可以从一个演示实验开始，测量通过两个固定电阻的电流和两端的电压，然后要求学生计算相同电阻的U/I。然后他们会分析发现，这个常数反映了导体的物理特性，并被表示为R。对两个实验的数据分析表明，U/I 的值越大，在相同电压下流过导体的电流越小。电阻是一个描述导体对电流的电阻的物理量，其数值可以从R= U/I 的关系中计算出来。这意味着，电阻值不取决于流经导体同一部位的电压和电流。

3.立足实验激发学生学习兴趣。

要实行有效的教学策略，激发学生兴趣是前提。因为兴趣是学习的根本动力，也是最好的老师。激发学生学习兴趣的方式有很多，从学生的角度来看，会对没有接触过的事物感兴趣。物理本身是一门以实验为基础的学科，所以运用实验，贴近学生的实际生活，可以满足学生的好奇心，激发他们的学习积极性。实施有效教学策略的先决条件是激发学生的兴趣。物理概念的文字叙述严谨、简洁，多数学生能够读懂字面意义，但不能把握准确深刻的含义，运用概念解决问题时容易出现错误。这时，安排相关的实验引导学生在探究中理解，从而突破难点。在中学物理课程中学习物理概念可能是枯燥和混乱的，这对学生的兴趣和积极性有很大影响。实验的确是物理教学的重要组成部分，尤其是在中学，实验知识是物理教学的重要组成部分。有效的物理实验有助于巩固学生的物理理论知识，并有效促进实践、创新、调查、研究和其他学术技能的发展，以及物理学的基本知识。同样，物理教学也可以通过实验来激发学生学习物理概念的兴趣，这些实验包括引导学生有效开展概念性学习活动。因此，在进行物理概念教学时，教师可以巧妙地利用物理实验，以超乎想象的物理实现现象激发学生的兴趣和好奇心，充分调动学生学习物理概念的欲望，营造积极、活跃的课堂气氛，使物理概念教学事半功倍。这是有可能实现的。应特别注意选择有趣的物理实验和内容，以最好地满足学生的研究和学习需要。例如，教师可以通过实验探究来帮助学生理解高中物理学中的“动量守恒定律”的内容，该定律在碰撞中是不变的。实验室应配备一个倾斜和开槽的轨道、一个冲击球、一个投掷球、一个天平、一个秤和一张白纸。教师应经常向学生指出一些注意事项和要点，如选择球时要使撞击球的质量大于投掷球的质量，重复实验时要确保地板上的斜槽和白纸的位置始终相同，多次寻找落点的平均位置，学生必须了解这些要点。在“光的折射”一章中，可以随机挑选两名学生扮演拿着鱼叉的渔民，教师将一张贴了小鱼的纸板浸入透明盆中，在树枝的一端绑上笔尖作为鱼叉，让其中一名学生拿着鱼叉去叉鱼，没有叉中，换另一名学生又做了一次实验，但还是不能在纸鱼的中间叉住，这让学生们感到不解和好奇，从而引起他们学习的积极性。

结束语

综上所述，在高中物理概念的教学中，物理教师应当真正站在学生的角度，根据物理概念的相关内容将和学生日常生活相贴近的物理问题设计出来，借助学生们熟悉的生活实例，可激发他们的自主思考能力，并引导他们继续探究，从而使他们在探究过程中将物理概念的重要因素准确把握。另外在教学环节中进行容易操作的物理实验，可使学生们借助直观的物理现象深刻的认识物理概念的本质，通过亲身操作进行验证能够使学生们的记忆程度加深。