关键词:新课程理念;高中物理;概念教学
众所周知,学习物理的过程就是不断地建立物理概念的过程。李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。那么,我们应该如何进行物理概念教学呢?鉴于此,笔者现结合多年的教学实践撰写此文,仅供参考。
一、高中物理概念的特点
1.物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物
一个概念的建立,常常需要在观察和分析等一系列事实或实验的基础上,抽象概括一系列具体现象的共同特征,进而判断哪些因素是相关因素,从而抓住共同的本质特征。对于所做出的判断是否正确,还需要通过实验来检验。在复杂概念的形成过程中往往还需要有一定的科学推理。因此可以说,物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物。
2.物理概念具有定量的性质
物理概念除了具有反映物体的物理性质(即定性概念),如机械运动、干涉、衍射等;许多物理概念还能反映物体性质改变的变化量,也就是说,它还具有质的规定性,这些概念被称作定量性物理量,如速度、温度、质量、电流强度、电场强度等。这种能反映物理概念量的规定性的概念,就是所说的物理量。
二、高中物理概念课堂教学的一般程序
鉴于物理概念在中学物理教学中的重要地位。物理概念教学程序一般分为概念的引入、概念的形成、概念的巩固与深化三个阶段:
1.概念的引入
在物理概念教学中,教师必须给学生营造一个适应教学要求,借以引导学生发现问题、思考问题、探索事物本质属性的物理环境,从而使学生明确为何要引入这个概念,引入它的作用是什么,这样才能把教学目的转化成学生的学习目的,从而激起学生的学习兴趣。
(1)从学生日常生活经验引入概念
教师要善于利用学生已有的生活经验,创设良好的物理环境。这种引入方法易使学生感到亲切,容易接受。同时从生活经验引入概念,有助于培养学生注意观察,勤于思考、善于分析问题的能力。这也符合让学生在生活中学习物理的现代教育理念。
需要注意的是,每一个物理概念都包含着大量的具体事例,教师在选择具体事例时,为克服经验中形成的不正确观念的干扰,既要选择与概念有着明显本质联系的事例,又要选择与日常经验矛盾突出的事例。
(2)通过实验引入概念
从认识论角度来说,实验能为学生提供符合认识规律的最优化的学习物理的情境。运用实验展示物理现象和过程,不但可以使学生对物理现象及过程产生必要的感性认识,而且还能集中学生的注意力,引起学生积极思考。因此,实验不仅可以培养学生的观察能力、动手能力和思维能力,还可以使学生对物理现象和过程获得生动、深刻的印象,这对形成和理解物理概念有着积极意义。
值得注意的是,运用实验来创设学习概念的环境,既要有利于激发学生的求知欲,更要引导学生把注意力集中到被研究的对象和现象上来,并注意观察它的变化及其产生条件,以便从中发现它的本质属性。
2.概念的形成
学生从日常生活经验及物理现象和过程中获得了丰富的感性材料,这些都是学生形成概念的基础,但学生自己很难从对感性材料的感知中直接形成概念,这就需要教师采用灵活的方法引导学生通过积极的思维,对大量的感性材料进行“去伪存真,由表及里”进行整理加工,从而区分和辨别出现象的本质和非本质的属性,把感性认识上升到理性认识,以形成概念。在此基础上,引导学生用精练的语言把概念的内涵表达出来,这是教学过程中最关键的阶段。
(1)揭示事物本质属性,使学生形成清晰的认识
要使学生形成正确的概念,就必须在概念引入后,按照物理学研究方法,引导学生运用比较、分析、综合、概括、判断等思维方法,对感性材料进行思维加工,进而抽象概括出事物的本质属性,使学生形成清晰的认识。新课程倡导学生的学习方式由他主学习向自主学习转变,其目的是要发挥学生的主观能动性,突出学习过程中学生的自发性探究和研究的认知过程。新课程理念下的教学目的不只是要求学生通过自主探索学习获得知识,更重要的是要求学生学习掌握新的研究问题和解决问题的方法,开发学生的智力,以促进学生全面自主发展。在这个过程中,教师起着引导与启发的作用,教师的讲解是很有必要的,但要注意灵活性、启发性和逻辑性,教师的参与是为学生的自主学习提供一个平台。例如,对“惯性”这一概念的教学,教师在提供了大量的感性材料后,创设出问题情境,可让学生展开讨论。讨论中教师引导的关键在于使学生认识到“物体具有保持静止状态和匀速直线运动状态”这一本质属性,而这一本质属性被许多非本质的联系掩盖着,如力是维持物体运动状态的原因等。讨论中要设法摒弃学生在日常生活中所形成的非本质联系的干扰,这样,学生就会形成正确的“惯性”概念。
(2)给概念下定义
每个物理概念形成后,都需要用简洁的语言把它确切地表达出来,这就是给概念下定义。对概念下定义要掌握在适当的时候进行。给概念下定义应该注意三点:一是在条件成熟时提出概念的定义;二是叙述概念的定义必须确切;三是明确概念定义的局限性。物理概念定义法有以下几种:①直接定义法,即根据物理现象直接下定义,如质量概念。②比值定义法,即物理概念的定义式是一个比值,如密度、电场强度等概念。③乘积定义法,即物理量的定义式是几个物理量的乘积,如功、电功率等概念。④差值定义法,即物理量的定义式是几个物理量的差,如电势差、速度改变量等概念。⑤极限思维定义法,即物理概念的定义式是几个物理量的数学极限表达式,如瞬时速度、瞬时加速度等。
(3)讨论概念的物理意义和使用范围
学生只有弄清了物理概念定义式的物理意义和使用范围,才能真正掌握概念。例如,对于欧姆定律R=,学生只有认识到,对于同一导体的电阻R,可由相关的U、I两个物理量的比值计算出电阻R的值,但R本身又不随U、I变化,是一个定值。只有这样,才算学生初步形成了导体的电阻这个概念。
3.概念的巩固与深化
学生初步形成某个概念后,要用概念分析和解决实际问题,也只有在分析和解决问题的过程中,才能真正掌握概念,才能使概念巩固与深化。
根据人的记忆规律,如果把所学概念纳入一个网络,就不容易遗忘,而且在解决问题时也更容易快速检索出所需的概念。概念图是表示概念和概念之间相互关系的空间网络结构图。概念图包括概念、分支和层次、概念间的连接线和连接语等部分。制作一个较完整的概念图,一般有以下步骤:①选取一个熟悉的知识领域,罗列出尽可能多的概念;②确定关键概念和概念等级;③初步拟定概念图的纵向分层和横向分支;④建立概念之间的连接,并在连线上用连接词标明两者之间的关系。
三、在新课程理念下,高中物理概念教学如何实施
1.精心创设物理情境
《物理课程标准》明确提出“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。它要求物理教学要贴近学生生活,加强课程与学生生活和现实社会的联系,这意味着教学要直接面向社会,与生活融为一体,激发并保持学生的学习兴趣,并将物理知识运用于生活实际。因此,概念教学的首要任务就是让物理教师努力创设生动的物理情境,以生动形象的直观感知,推动学生求知的内在力量。在课堂教学中,教师应努力创造一种能使学生带有情绪体验的教学,根据相关内容设置合理的教学环境,并根据相关内容设置生动的教学情境,使学生产生对新知识的探索欲望,使教学更加激发学生的潜能。
2.积极引导学生提出问题
众所周知,在学生头脑中产生一个问题比得出一个问题的结论更重要,因为提出一个新问题需要带有创造性的想象力。新课程提出让学生带着问题学习。这就要求广大物理教师在概念教学中不仅仅是自己准备问题,更重要的是要想方设法引导学生提出问题,鼓励学生在学习过程中大胆提出问题,让学生体会到提出问题的成功感,努力使积极思考和大胆提问成为课堂教学中一道亮丽的风景。作为教师,要教育学生不迷信书本、权威,要有怀疑心,要敢于持有不同的意见,要敢于“标新立异”。
3.重视培养科学探究意识
由于物理学科的特点,科学探究是这门课程的主线,“推动学习方式的转变,强调科学探究的过程”是物理新课程理念之一。概念教学中,学生自主探索是建立概念的重要环节,教师要针对教材中的关键处、疑难点,精心设计出符合学生实际能力的自主探究活动。新教材中有不少科学探究活动,对这些活动,教师不仅要让学生自主探索,更重要的是要让学生学会自主探索。概念教学中的自主探索本意不仅在于正确建立某一具体概念,更重要的是要让学生掌握自主探索的方法,使学生学会探索。
总之,在高中物理教学中,我们应认真把握《物理课程标准》和教材的具体要求,以及针对学生的认知特点和心理需要,来精心处理教学中的各环节,进而让学生能够掌握和理解物理概念。
(作者单位:山西省临汾市第二中学校041000)