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【摘要】物理概念不仅是物理基础知识重要组成部分,而且是构成物理规律、建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。如果对物理概念没有理解,就谈不上对物理规律的理解和运用。本文主要谈物理概念教学中常见的问题及解决的有效途径。
【关键词】物理概念教学 感性认识 前概念 创设情境 内涵和外延
著名物理学家李政道在谈如何学好物理时强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。物理概念教学的效果如何,直接关系到学生对于物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识网络的构建与拓展,可以说学好物理概念是学好物理的关键。由此可见概念教学是学生学好物理的基础,更是学好物理的关键。那么在实际教学中如何让学生有效地掌握、理解并运用好高中物理概念呢?
一、物理概念教学过程中常见的问题
物理概念是大量物理现象的高度科学抽象,它超脱了现象而说明事物的本质。学生学起来感到异常的困难。教学过程中常出现这样一些现象:学生对概念文字背的滚瓜烂熟,但却不能真正理解概念所反映的本质。究其原因:
1、学生在学习物理概念时感性知识不足。
2、相关的准备知识不足
3、日常生活中形成的常见错误的干扰
4、 物理概念的混淆
5、 只注重概念和规律的死记硬背,不注重概念和规律的形成过程
二、加强物理概念教学的有效途径
(一)让学生获得充足的物理感性认识,形成丰富的物理表象
1、利用日常生活经验,为概念的形成提供认识基础
引导学生在日常生活中对身边的物理问题勤观察,勤记录,勤比较,以收集丰富的感性材料,形成具体的感性认识。通过大量的现象和事例,调动学生的积极思维,剔除次要的、非本质的因素,从而揭示事物的本质以形成概念。
2、通过观察实验,为概念的形成提供科学依据。
有些概念所涉及的现象不是学生在日常生活中常见的,运用实验展示物理现象和过程,不但可使学生对物理现象及过程产生必要的感性认识,还容易集中学生的注意力,激发学生学习兴趣,引起学生积极主动思考。
3、利用物理经验事实为概念的形成搭建桥梁
物理学和生产实践中的一些经验事实,学生不很熟悉,课堂上无法进行实验观察。在教学中可以充分利用教材,教育软件和教师的讲授,阐述经验事实,使学生获得感性材料。
(二)“授人以渔”,让学生掌握建立物理概念的科学方法
物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物。在物理概念的教学中,若只向学生提供形成物理概念的感性材料,而不让学生参与思维加工活动,掌握建立物理概念的思维方法,则学生对物理概念的认识仍是肤潜的、片面的。因此,教师要依据物理研究方法和思维方法,精心设计问题或问题组,细心讲解,引导学生分析物理现象,并指导学生认识物理现象的共同属性和本质特征及其相互联系,进而形成物理概念。
(三)排除日常生活中形成的错误观点干扰
教师对学生头脑中错误的认识和概念了解得越多,学生多思维结构转变的过程认识越深,学生越能成功地把错误概念转变为科学的物理概念,避免错误概念的产生。消除错误概念的影响是促进学生理解正确概念的极其重要的一环。例如:在学习“自由落体运动”时,大多数学生都有和亚里斯多德一样的错误概念:重的物体比轻的物体下落得快。可以引导学生设计并亲自进行如下一个小实验:
第一步,先用一个小铁球和一张展开的纸片从同一高度同时下落,显然铁球先落地。貌似证明了学生的错误是正确的。
第二步,接着用两张相同的纸片,将一张纸团起,让两者从同一高度同时下落,结果纸团先落了地,即重量相同又不同时落地。
第三步,一张小纸片和一张大报纸,将小纸片团起,让两者从同一高度同时下落,结果纸团先落了地,即轻物落得快。
通过巧妙的实验设计,使学生的错误概念与实验现象发生冲突,引起思维的撞击,学生自然会提出问题:重的物体与轻的物体究竟哪个下落得快?从而激起了学生极大的学习兴趣和探究问题的欲望。并使学生对自己之前的认识产生怀疑,为正确概念进入学生思维世界扫清障碍。
(四)搞清概念的物理意义,明确概念的内涵和外延
1、搞清概念的物理意义
深入理解物理概念,还应当注意不要把概念的物理含义(内容)或定义当作概念的物理意义。一个概念的物理意义,并不是指它的内涵,也不是泛指它在物理学中的地位作用, 而是侧重指出为什么要揭示某一研究对象的某一物理属性,即建立或引入该物理概念的原因
2、明确概念内涵
物理概念的内涵反映了物理现象、物理过程的本质属性,理解概念的内涵是理解概念的关键。如,“压力”的定义是:“垂直作用在物体表面上的力叫压力。”它揭示了压力的全部内涵:1是力;2是两个物体直接接触时发生的;3作用点在物体表面上;4方向与物体表面垂直。对这样的概念,除抓住四条内涵外,还应考虑:在“垂直”后面添加“向下”这一词组行不行?为了避免学生中常常把“重力”和压力混为一谈的错误倾向,教师应考虑多举方向不向下的一些实例。
3、明确概念外延
物理概念的外延是指物理概念适用的范围与条件。例如,库仑定律确定的力,只适用于静电场,对迅变电场、涡旋电场不适用;电势的概念只适用于静电场,不能用于交变电磁场;在惯性系 F=ma , 适用于宏观低速。通过对物理概念外延的学习,能使学生逐步深化和扩展对概念的理解。掌握物理概念的外延就能理解概念的适用条件,定义式的应用范围和式中各个物理符号的具体物理意义。
(五)容易混淆的概念,可采用对比的方法,明确其区别与联系
在物理学中,有些概念看来很相似,但其意义却不相同。例如速度与加速度、电压与电动势、功和能等等。对于这些概念我们可采用对比的方法,弄清其区别与联系。例如电压是反映静电场力做功,把电能转变成其它形式的能的物理量;电动势是反映非静电力做功,把其它形式的能转变成电能的物理量。这是它们质的区别,在量值上它们都是以移动1库仑电荷做功的多少来量度的,二者单位都是“伏特”。所以电压和电动势的物理意义是不同的,但它们之间又是有联系的。当学生对这两个物理量有了这样的理解后,在他们学习全电路欧姆定律时,从能量转换和守恒的角度来推导和理解这个定律就不困难了。
【关键词】物理概念教学 感性认识 前概念 创设情境 内涵和外延
著名物理学家李政道在谈如何学好物理时强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。物理概念教学的效果如何,直接关系到学生对于物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识网络的构建与拓展,可以说学好物理概念是学好物理的关键。由此可见概念教学是学生学好物理的基础,更是学好物理的关键。那么在实际教学中如何让学生有效地掌握、理解并运用好高中物理概念呢?
一、物理概念教学过程中常见的问题
物理概念是大量物理现象的高度科学抽象,它超脱了现象而说明事物的本质。学生学起来感到异常的困难。教学过程中常出现这样一些现象:学生对概念文字背的滚瓜烂熟,但却不能真正理解概念所反映的本质。究其原因:
1、学生在学习物理概念时感性知识不足。
2、相关的准备知识不足
3、日常生活中形成的常见错误的干扰
4、 物理概念的混淆
5、 只注重概念和规律的死记硬背,不注重概念和规律的形成过程
二、加强物理概念教学的有效途径
(一)让学生获得充足的物理感性认识,形成丰富的物理表象
1、利用日常生活经验,为概念的形成提供认识基础
引导学生在日常生活中对身边的物理问题勤观察,勤记录,勤比较,以收集丰富的感性材料,形成具体的感性认识。通过大量的现象和事例,调动学生的积极思维,剔除次要的、非本质的因素,从而揭示事物的本质以形成概念。
2、通过观察实验,为概念的形成提供科学依据。
有些概念所涉及的现象不是学生在日常生活中常见的,运用实验展示物理现象和过程,不但可使学生对物理现象及过程产生必要的感性认识,还容易集中学生的注意力,激发学生学习兴趣,引起学生积极主动思考。
3、利用物理经验事实为概念的形成搭建桥梁
物理学和生产实践中的一些经验事实,学生不很熟悉,课堂上无法进行实验观察。在教学中可以充分利用教材,教育软件和教师的讲授,阐述经验事实,使学生获得感性材料。
(二)“授人以渔”,让学生掌握建立物理概念的科学方法
物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物。在物理概念的教学中,若只向学生提供形成物理概念的感性材料,而不让学生参与思维加工活动,掌握建立物理概念的思维方法,则学生对物理概念的认识仍是肤潜的、片面的。因此,教师要依据物理研究方法和思维方法,精心设计问题或问题组,细心讲解,引导学生分析物理现象,并指导学生认识物理现象的共同属性和本质特征及其相互联系,进而形成物理概念。
(三)排除日常生活中形成的错误观点干扰
教师对学生头脑中错误的认识和概念了解得越多,学生多思维结构转变的过程认识越深,学生越能成功地把错误概念转变为科学的物理概念,避免错误概念的产生。消除错误概念的影响是促进学生理解正确概念的极其重要的一环。例如:在学习“自由落体运动”时,大多数学生都有和亚里斯多德一样的错误概念:重的物体比轻的物体下落得快。可以引导学生设计并亲自进行如下一个小实验:
第一步,先用一个小铁球和一张展开的纸片从同一高度同时下落,显然铁球先落地。貌似证明了学生的错误是正确的。
第二步,接着用两张相同的纸片,将一张纸团起,让两者从同一高度同时下落,结果纸团先落了地,即重量相同又不同时落地。
第三步,一张小纸片和一张大报纸,将小纸片团起,让两者从同一高度同时下落,结果纸团先落了地,即轻物落得快。
通过巧妙的实验设计,使学生的错误概念与实验现象发生冲突,引起思维的撞击,学生自然会提出问题:重的物体与轻的物体究竟哪个下落得快?从而激起了学生极大的学习兴趣和探究问题的欲望。并使学生对自己之前的认识产生怀疑,为正确概念进入学生思维世界扫清障碍。
(四)搞清概念的物理意义,明确概念的内涵和外延
1、搞清概念的物理意义
深入理解物理概念,还应当注意不要把概念的物理含义(内容)或定义当作概念的物理意义。一个概念的物理意义,并不是指它的内涵,也不是泛指它在物理学中的地位作用, 而是侧重指出为什么要揭示某一研究对象的某一物理属性,即建立或引入该物理概念的原因
2、明确概念内涵
物理概念的内涵反映了物理现象、物理过程的本质属性,理解概念的内涵是理解概念的关键。如,“压力”的定义是:“垂直作用在物体表面上的力叫压力。”它揭示了压力的全部内涵:1是力;2是两个物体直接接触时发生的;3作用点在物体表面上;4方向与物体表面垂直。对这样的概念,除抓住四条内涵外,还应考虑:在“垂直”后面添加“向下”这一词组行不行?为了避免学生中常常把“重力”和压力混为一谈的错误倾向,教师应考虑多举方向不向下的一些实例。
3、明确概念外延
物理概念的外延是指物理概念适用的范围与条件。例如,库仑定律确定的力,只适用于静电场,对迅变电场、涡旋电场不适用;电势的概念只适用于静电场,不能用于交变电磁场;在惯性系 F=ma , 适用于宏观低速。通过对物理概念外延的学习,能使学生逐步深化和扩展对概念的理解。掌握物理概念的外延就能理解概念的适用条件,定义式的应用范围和式中各个物理符号的具体物理意义。
(五)容易混淆的概念,可采用对比的方法,明确其区别与联系
在物理学中,有些概念看来很相似,但其意义却不相同。例如速度与加速度、电压与电动势、功和能等等。对于这些概念我们可采用对比的方法,弄清其区别与联系。例如电压是反映静电场力做功,把电能转变成其它形式的能的物理量;电动势是反映非静电力做功,把其它形式的能转变成电能的物理量。这是它们质的区别,在量值上它们都是以移动1库仑电荷做功的多少来量度的,二者单位都是“伏特”。所以电压和电动势的物理意义是不同的,但它们之间又是有联系的。当学生对这两个物理量有了这样的理解后,在他们学习全电路欧姆定律时,从能量转换和守恒的角度来推导和理解这个定律就不困难了。