物理概念教學問題及策略研究

王勝華++侯恕??

1物理概念教學中存在的問題

1.1學生的學習障礙

（1）缺乏感性認識

由于物理概念的抽象性，在生活中學生可能接觸不到與之相關的事物和情景，缺少相應的感性認識，導致學生很難理解物理概念的本質，例如電場線和磁感線.

（2）前概念的影響

前概念是指學生在正式學習有關的物理知識之前，頭腦中已存在著一定的原有認識和該認識賴以形成的思維方式.學生頭腦中的前概念可能來源于生活經驗或者之前的學習或者其他學科的錯誤橫向遷移.在中學教學中，由于考慮到初學者的接受程度，課本上對于物理概念的表述往往是不嚴格的，但是學生可能把這些概念絕對化.比如，誤以為摩擦力總是阻礙相對運動的.學生容易受到高中數學中“正整數之和一定大于任一一個正整數”的影響，錯誤的認為合力一定大于分力.然而錯誤的前概念將會影響學生后續(xù)的學習，這是影響學生對物理概念的認識的重要的一個因素.

（3）物理概念的混淆

物理概念之間有著相互的聯(lián)系和區(qū)別，很容易干擾學生對物理概念的理解.例如，在學習加速度概念時，學生總是不能分析清楚，速度、速度的變化量和速度的變化率之間的關系.

（4）不能正確認識物理概念的內涵和外延

概念的內涵和外延是概念的基本邏輯特征，是概念在質和量兩個方面表現(xiàn)出來的邏輯特性.任何一個物理概念也都有它明確的內涵和外延.

物理概念的內涵指的是該概念所反映的物理事物的本質屬性.例如，機械運動概念的內涵是“一個物體相對于另一個物體的位置隨時間在改變”.力概念的內涵是“物體間的相互作用”.概念的內涵體現(xiàn)著認識對象的質的規(guī)定性，是概念的質的方面，說明“是什么”.物理概念的外延指的是該概念所涉及的一切事物的范圍和條件即適用范圍.例如，機械運動概念的外延反映的是具有“物體間相對位置發(fā)生變化”這一本質屬性的各種運動形態(tài)，如勻速直線運動、變速直線運動、曲線運動等.力概念的外延反映的是具有“物體間發(fā)生相互作用”這一本質屬性的各種類型的力，如重力、彈力、靜電力等.外延的大小表示概念所反映的對象的多少，體現(xiàn)認識對象的量的方面，說明“有哪些”.概念的內涵和外延是互相制約的，如果不能正確認識物理概念的內涵和外延，容易產生錯誤的認識.例如認為“當兩個物體無限接近時，它們之間的萬有引力無限大”這樣錯誤的觀點.

1.2教師教學中存在的問題

（1）對概念的引入過程重視不夠

有的教師在引入物理概念時，直接搬出概念，導致學生不能完全理解概念的本質，只是機械的記住了那些概念的內涵和外延.例如必修1中的加速度這一節(jié)，學生剛剛接觸了速度的變化量這一內容，沒有獲得感性認識，教師就直接給出了加速度的概念，導致學生沒有完全理解加速度的物理含義，不知道引入加速度的必要性.

（2）忽略概念形成過程的科學思維教育

一個物理概念的形成過程中，必將伴隨著科學方法的運用.科學思維方法是物理學的手段，如果教師只向學生提供形成概念的感性資料，不同時讓學生參與思維加工活動，對于學生來說，表面聯(lián)系和內在聯(lián)系，生活經驗和科學概念仍處于分離的狀態(tài).因此在概念教學中，應該注重科學思維方法的教育，從而幫助學生理解概念的本質.不要只在學生遇到問題時再補充說明，起不到教學作用.

（3）缺乏問題意識

習題是檢驗學生知識的掌握程度的一種手段.在概念教學中，教師花費大量的時間進行習題的訓練，花很少的時間去講解概念的內涵，以達到掌握知識的目的.長此以往，學生只會機械的模仿習題中的思路，沒有達到靈活運用的目的.

2物理概念教學的策略

1.1豐富感性認識的策略

當學生對于所接觸的概念沒有足夠的感性認識時，很難接受這些知識.教師應該通過實物展示、多媒體展示、創(chuàng)建恰當的物理情景或者實驗，來豐富學生的認知，再通過科學思維方法，使學生掌握科學概念.在物理教學中，實驗是最好的豐富學生感性認識的手段，能將抽象的內容具體化、形象化，更利于學生對于知識的接受.例如教師在講授“磁感線”內容時，可以首先利用布條指示風向的實驗，引入磁感線，簡單的講解后讓學生自己探索磁鐵周圍磁感線的分布.

2.2認知沖突策略

認知沖突策略，指的是建立在認知沖突和解決沖突基礎上的教學策略.它要求教師首先要了解學生的前概念，想辦法暴露學生的原有認知，使其發(fā)生矛盾，形成認知沖突，然后再解決問題，使學生的概念發(fā)生轉變.例如在談論“滑動摩擦力做正功還是負功”時，首先教師讓學生通過討論發(fā)表自己的意見，然后教師運用舉反例的方式，得出結論“滑動摩擦力可能做正功，可能做負功也可能不做功”.2.3發(fā)展原有認知策略

如果學生的前概念與科學概念之間是一致的，只是不夠全面、系統(tǒng)，那么此時教師應該在學生原有認知的基礎上，提出一些有過渡性的問題，使得學生的思維向著科學概念過渡，這就是發(fā)展原有認知策略.例如在探究功的表達式時，教師首先提問學生“當力和位移同方向時，功的表達式是什么”，然后讓學生思考“當力和位移有夾角時，功的表達式是什么”，引導學生將力沿著位移方向和垂直于位移的方向進行分解，計算分力做功，然后求總功，并總結得出功的表達式.

2.4圖示策略

圖示策略就是用圖像表示出頭腦中的思維狀態(tài)和思維過程，主要有概念圖和思維導圖.

（1）概念圖

概念圖就是將各個概念聯(lián)系在一起的空間網絡結構圖.例如恒定電路中，電流、電壓、電阻、電功和電功率之間關系，還有力和物體運動的的關系用圖1所示概念圖表示出來，使得這些概念之間的聯(lián)系更清晰，使得學生更加容易理解各個概念之間的聯(lián)系，也有利于學生對這部分知識的整體把握.

（2）思維導圖

思維導圖就是從一個主要的概念開始，隨著思維的進程形成一個樹枝形的網狀圖.思維導圖可以增加學生學習的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維.例如圖2所示高中物理必修一摩擦力一節(jié)的思維導圖.通過這個思維導圖很清楚的看出摩擦力的分類及內容，有利于學生對知識的總結.

2.5對比策略

對于一些不易區(qū)分出來意義的概念，如速度與加速度、電壓與電動勢、功和能等，教師可以采取對比的策略，使得學生清晰的知道它們之間的區(qū)別和聯(lián)系.例如表1所示相互作用力和一對平衡力的對比圖.通過對比，進一步增加了學生對概念的理解，有利于對物理知識的分析.

表1

比較內容

一對相互作用力

一對平衡力

作用對象

兩個物體

一個物體

作用時間

同時產生，同時消失

不一定同時產生，同時消失

力的性質

一定是同性質的力

不一定是同性質的力

力的大小

大小相等

大小相等

力的方向

方向相反且共線

方向相反且共線

在一線教學中，教師應該改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”和“以教師為中心”的教學模式，注重選擇更好的教學策略，注重學生讓參與課堂，自己探究獲得知識，運用更好的教學手段豐富課堂內容，取得最好的教學效果.