杜丽娜河北省衡水市第五中学
物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分,而且也是构成物理规律,建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。物理概念的抽象性及高中生认知结构中的一些缺陷,构成了学生学习物理概念的障碍。从历年的高考试卷分析及平时的测验情况看,在物理概念的教学中存在许多值得改进的地方。
一、巧设实验,引发冲突
如何让前概念成为物理概念的生长点呢?关键是剖析学生头脑中存在的前概念,让学生认识到前概念的不合理性。从生活中得到的感性材料通常有复杂的背景,本质、非本质的因素常交融在一起,利用这样的材料来使学生建立概念有时会遇到很大的困难。而实验则可以提供精心设计的、经过简化和纯化了的感性材料,它能使学生对物理事实获得明确、具体的认识。有了鲜明的感性材料后,当学生将自己原有的观点与事实进行比较时,必然会产生认知冲突。这是概念有效教学的起点,也是学生建构物理概念的起点。
为了让学生主动进行比较、建构,直到揭示概念的本质属性,设计一个好的实验是基础。通过实践,本人认为以下三种类型的实验最有效:
1.直觉——实验型
高中学生在遇到问题时,往往是凭直觉经验,想当然地进行推理判断。根据学生的这一特点,让学生先作出判断,然后再用实验验证,当实验的现象出乎学生的意料时,直觉的判断与实验事实之间的强烈对比,必然引发学生去积极思考。
2.已知——实验型
随着学生的学习,知识的丰富,认识水平的提高,要求掌握的物理概念的抽象性、精确性也在不断提高。当面对新问题,学生往往习惯于用已知的旧概念进行分析。为了完善学生原有的概念结构,设计实验时必须设法突出与原来知识的不同之处,用明显的实验现象引发认知冲突。
3.实验——实验型
这是前后两个现象互相矛盾的一组实验。教师首先做一个学生用以前的知识可以分析的实验,第二个实验与第一个实验类似,但实验现象与第一个实验截然不同。利用这样一组矛盾的实验打破学生原来的思维平衡态,激起学生反思自己的概念结构,引发认知冲突。
实践中发现,教学中实验不在于多,而在于实验能否真的牵动学生的思维,即实验能否让学生直面错误概念,引发认知冲突。
二、搭建平台,主动探究
1.创设问题,营造探究
人的思维活动永远是从问题开始的。教师创设特定的学习情景,如观察、实验等,引导学生提出科学的问题。这些问题是学生探究的心理动力和探究式课堂教学的契机。教师的任务是:把教材中的物理知识转化为问题,借助具有内在逻辑联系的问题设计,促使学生思考,营造探究氛围。
2.针对问题,自主探究
实践中发现,学生的探究往往受阻,而学生受阻的原因也是五花八门的,有些也是教师从未遇到过的新问题。为了解决这些问题,本人在组织学生实施科学探究之前,事先进行探究,体会学生探究时的感觉。这样既便于指导,也有利于发现新问题。组织学生进行探究活动时,由于有一定的经验,指导有针对性,学生的科学探究就可以进行得更有效了。
3.交流合作,评价结果
物理课的特点决定了大多数的探究活动都需要合作完成。例如,在探究物体运动速度变化的活动中,要由小组内成员合作完成安装、测量、记录、数据处理等工作,小组里任何不和谐行为的都会影响到探究活动的完成。由于探究的结果是大家的,每个同学都会在尽量做好自己的任务的同时关心其他同事的任务。
在评价结果时,学生不仅要条理清晰地表达自己的观点,还要对自己或他人的观点作出简单的评述。由于大家是平等的关系,都愿意听取他人的意见,相互取长补短,最终实现思维碰撞,发现物理概念的本质。
4.揭示本质,形成概念
要使学生形成概念,就必须使学生理解概念的本质。直观材料是形成概念的基础,但概念不能从直观材料中直接得出。必须通过学生的思维才能把感性认识升华到理性认识。为实现认识的飞跃,就必须启动学生的思维。在揭示概念本质时,可以引导学生通过比较、分析、综合、抽象、概括、判断、归纳等思维活动,使学生形成概念。
三、解决问题,巩固概念
为了使学生对概念的理解进一步得到加深、巩固和发展。可以从以下几方面设置问题:
1.根据概念的内涵与外延设问
概念的内涵既反映了物理对象某种属性的“质”,又反映了物理对象某种属性的“量”。概念的外延即概念的适用范围,是指概念所反映的具有某一属性的一类现象或事物。根据概念的内涵与外延设问有利于学生对概念本质的理解。
2.根据概念的特征设问
物理概念因它在物理学中的地位和作用的不同,各有自己的特殊性质。可以根据不同物理概念的不同特点设置问题。
3.在开放的情景中设问
在开放的情景中设问,就是在一个物理情景中,没有明确指出用什么物理概念进行分析,或没有“完备的条件”和“固定的答案”的问题,这就要求学生在全面理解物理概念的基础上,进行正确选择和分析。例如:某单色光源发出的光通过一个小圆孔,在光屏上会出现什么现象?因为孔的大小未限定,随着孔的尺寸变小分别会出现:圆形光斑;光源的倒像;衍射条纹。通过分析学生对“光线”、“光的衍射”等概念的理解就会更全面,更能抓住这些概念的本质属性。这类试题尽管在正式的考试中不一定出现,但是它在巩固概念,提高能力方面很有效,适合于实际的教学。在教学中,编拟这类问题的主要方式有:
①以实际情景编制问题
可以以现代科学技术新成果(如人造卫星、纳米技术、磁悬浮列车等)为背景,也可以某个社会热点或身边的物理现象为背景编制问题。
如果减过快或速度减得不够,卫星会怎样运动?为了在预定轨道上运动,要测量哪些数据?
②以虚拟情境设置问题
理想化方法是科学研究中常用的思维方法,各种理论与物理概念的建立往往是利用理想化方法的。利用虚拟的问题情境来设置问题,对于理解物理概念和激发学生的想象力是十分有益的。