時(shí)間:2023-06-25 16:02:54
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇初中物理概念,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
作者簡介:李源貴(1986-),男,廣東信宜人,大學(xué)本科,學(xué)士學(xué)位,中學(xué)一級教師,主要研究方向:初中物理概念的教學(xué).
物理概念是構(gòu)成物理知識(shí)體系的基本要素,它是在大量觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用邏輯思維的方法,把一些事物的本質(zhì)的共同特征集中起來加以概括而形成的.物理概念包括了物理現(xiàn)象、物理本質(zhì)屬性、物理意義、物理思維形成過程、物體間的相互作用和規(guī)律等,掌握和界定每個(gè)物理概念才能形成物理學(xué)體系.但是在學(xué)習(xí)中,卻有部分同學(xué)對物理概念的學(xué)習(xí)存在問題,出現(xiàn)物理概念的混淆,物理概念界定不清等現(xiàn)象,在解決實(shí)際問題時(shí)出現(xiàn)亂用概念、濫用概念等問題.因此,正確認(rèn)識(shí)物理概念,幫助學(xué)生形成完整的物理知識(shí)體系非常重要.
1認(rèn)識(shí)物理概念時(shí)存在的問題
11把物理概念等同于定義
初中學(xué)生剛接觸物理,頭腦中缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭季S,在學(xué)習(xí)物理概念時(shí),部分同學(xué)會(huì)對物理概念理解不深,簡單的認(rèn)為物理概念就是物理定義,只是從定義上來記憶物理概念,而沒有深入理解到物理概念是從物理現(xiàn)象、物理過程中歸納出來的事物的共同特征、本質(zhì)屬性.
例如:在物理學(xué)中,某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度.學(xué)生從定義上理解到密度其實(shí)是一個(gè)比值,如同數(shù)學(xué)一樣,通過公式ρ=mV來計(jì)算其大小就可以了,但是正確理解密度應(yīng)從它的物理意義上理解,密度是由物質(zhì)的種類來決定,跟物質(zhì)的質(zhì)量、體積無關(guān),它反映的是物質(zhì)的一種特性,單從定義上理解并沒有正確理解密度的概念.
12沒有區(qū)別物理概念的個(gè)別現(xiàn)象與一般現(xiàn)象
物理概念是物理事實(shí)的抽象,它是在大量觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用邏輯思維的方法,把一些事物的本質(zhì)的共同特征集中起來加以概括而形成的.但是物理概念中也有個(gè)別案例是在概念界限之外的,應(yīng)當(dāng)加以區(qū)別.
例如:在學(xué)習(xí)“浮力”時(shí),一般學(xué)生都是從大量的例子認(rèn)識(shí)到浸在液體中的物體受到向上的力,這個(gè)力叫做浮力.所以就在一般現(xiàn)象中概括形成了“浮力”的概念.但是所有浸在液體中的物體都會(huì)受到浮力嗎?顯然不是的,例如浸在水中的橋墩,它就沒有受到水的浮力,這個(gè)應(yīng)該從浮力產(chǎn)生的原因進(jìn)行思考.
13沒有分清“前概念”與“物理概念”
在學(xué)習(xí)物理之前,學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)象在頭腦中已經(jīng)形成“前概念”,但“前概念”是一把雙刃劍,既可以幫助學(xué)生形成正確的物理概念,也能阻礙學(xué)生形成正確的物理概念,如果沒有把“前概念”和“物理概念”區(qū)分,則容易把物理概念混淆.
例如:學(xué)生在學(xué)習(xí)摩擦力前,從大量的生活經(jīng)驗(yàn)中就形成了摩擦力的前概念,而且都認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的,是屬于阻力.但是從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),摩擦力也可以是動(dòng)力,如運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)的摩擦力就屬于動(dòng)力,所以學(xué)習(xí)摩擦力的概念時(shí),關(guān)鍵要認(rèn)識(shí)到摩擦力只是阻礙物體的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢,“相對”兩個(gè)字就把前概念和正確的物理概念分清.
14沒有界定清楚概念的范圍
物理教材中出現(xiàn)的概念基本是從大量的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象中總結(jié)歸納出來的,但是每個(gè)概念也有一定的范圍,學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)概念范圍界定不清的問題,導(dǎo)致在知識(shí)點(diǎn)上出現(xiàn)前后矛盾.例如:學(xué)生學(xué)習(xí)聲的產(chǎn)生時(shí),知道聲是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的.但學(xué)生容易把“聲”等同于生活中的“聲音”,但是他們的范圍不同.人們能夠聽到的才叫做“聲音”,把聲音、超聲波、次聲波統(tǒng)稱為聲.聲音只是聲的一部分,所以振動(dòng)的物體能夠產(chǎn)生聲,但不一定能夠聽到聲音.
2初中物理概念的分類
在初中階段,學(xué)生學(xué)習(xí)到的物理概念很多,但大致可以歸納為三類:
21對物理現(xiàn)象描述的概念
在初中物理中,對物理現(xiàn)象的觀察尤其重要,有些概念就是物理現(xiàn)象的直接描述.例如:把一塊固態(tài)冰放在室溫中慢慢變成了液體的水,對于這種現(xiàn)象就叫做“熔化”.所以把勻速直線運(yùn)動(dòng)、熔化、凝固、擴(kuò)散、光的直線傳播、反射、折射等概念都?xì)w納為對物理現(xiàn)象描述的概念.
22反映物理本質(zhì)特性或?qū)傩缘母拍?/p>
在初中階段,有些物理定義只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納出總結(jié),但并沒有描述出物理的本質(zhì),當(dāng)我們深入學(xué)習(xí)時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)它反映的事物的本質(zhì)屬性或特性.例如:在物理學(xué)中,某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度.這個(gè)定義只是給出了密度如何計(jì)算,但實(shí)際上密度反映的是物質(zhì)本身的特性.除此以外,特性還有、比熱容、電阻、熱值等,屬性的有:質(zhì)量、慣性.
23反映物體間相互作用及其規(guī)律的概念
物理概念除了描述物理現(xiàn)象和物理本質(zhì)屬性或特性外,還有就是反映物體間的相互作用及其規(guī)律的,它往往是通過公式的計(jì)算來描述.例如:物理學(xué)中如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離,就說這個(gè)力對物體做了功.用公式表示就是W=FS.這就是通過描述物體間相互作用的概念.除此以外還有力、功率、機(jī)械能、電流、壓強(qiáng)、效率等.
3怎樣學(xué)習(xí)初中物理概念
31理解概念的物理意x
在物理學(xué)中,雖然物理概念很多,但是每個(gè)物理概念都有物理意義,如果學(xué)習(xí)中忽略了物理意義,那就不叫物理了.例如:物理學(xué)中引入了“速度”,如果學(xué)生只是知道速度等于路程除以時(shí)間,當(dāng)路程越遠(yuǎn),時(shí)間越短時(shí),速度就越大.這就等同于數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)的速度,物理學(xué)中之所以引入速度的概念目的就是為了描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,是物體運(yùn)動(dòng)的一種本領(lǐng),它的大小不是由路程的大小和時(shí)間的長短來決定,而是由物體本身的性能決定.所以學(xué)習(xí)物理概念一定要理解它的物理意義.
32分清物理現(xiàn)象與本質(zhì)
物理現(xiàn)象的概念和物理本質(zhì)屬性的概念是物理概念中最難區(qū)分的,有些概念從物理定義上看好像是描述物理現(xiàn)象的,但實(shí)際上是反映物理本質(zhì)的,這樣的概念最容易造成混淆.例如:在物理學(xué)中,用電阻來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小.從定義上看是一種阻礙現(xiàn)象,但實(shí)際上導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).因此,學(xué)習(xí)物理概念時(shí)應(yīng)分清現(xiàn)象概念和本質(zhì)屬性概念.
33分清物理概念的范圍
物理概念都有它的適用范圍,界定清楚概念的范圍能讓學(xué)生正確理解和使用物理概念.而物理概念的范圍有大小之分,也有過程量和狀態(tài)量之分.例如:學(xué)習(xí)“密度”的概念時(shí),我們清楚密度的大小是由物質(zhì)的種類決定,跟物體的質(zhì)量和體積無關(guān),但是這只是針對固體和液體而言,而對于氣體則不成立.又例如:在學(xué)習(xí)“熱量”的概念時(shí),我們知道在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫做熱量,“熱量”是一個(gè)過程量,只會(huì)出現(xiàn)在熱傳遞的過程中,我們不能說某個(gè)物體具有多少的“熱量”,但我們能說某個(gè)物體具有多少的“能量”.
34用科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理概念
物理學(xué)是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),人們的許多物理知識(shí)和概念是通過觀察和實(shí)驗(yàn),經(jīng)過認(rèn)真的思考而總結(jié)出來的,但是在做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要遵循科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,只有正確的實(shí)驗(yàn)才能得出正確的物理概念或知識(shí).例如:在學(xué)習(xí)“分子熱運(yùn)動(dòng)”的概念時(shí),氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)是把裝有二氧化氮的瓶子放在下面,上面倒扣的是空瓶子,這兩個(gè)瓶子的上下位置不能顛倒,否則不能說明分子在不停的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng).
一、實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)
物理是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科,物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理、探索物理的基本方法.純粹的物理概念理論知識(shí)枯燥而乏味,觀察和實(shí)驗(yàn)則可以給學(xué)生帶來更多的直接經(jīng)驗(yàn)和感性體驗(yàn),為了科學(xué)地構(gòu)建概念知識(shí),初中物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)概念教學(xué)的感性特點(diǎn)要符合物理學(xué)科的特點(diǎn).物理實(shí)驗(yàn)是屬于學(xué)生的實(shí)驗(yàn),但是當(dāng)前的物理教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)忽視、輕視觀察和物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象.物理實(shí)驗(yàn)使學(xué)生通過自身實(shí)踐,對物理現(xiàn)象產(chǎn)生真實(shí)體會(huì),而不是用空乏解說代替的“演示實(shí)驗(yàn)”.教師的語言再精湛再具體,都比不過學(xué)生自己親手操作的經(jīng)驗(yàn)有說服力.實(shí)驗(yàn)是物理的基礎(chǔ),離開了實(shí)驗(yàn),學(xué)生對物理的概念沒有真正的理解,當(dāng)然也就容易混淆了.
例如,在講“浮力”時(shí),浸在水中的物體要受到水向上的浮力.那么浮力的效果又是怎樣的呢?其中又蘊(yùn)涵著怎樣的規(guī)律呢?幾個(gè)完全相同的容器,幾個(gè)不同的物件就可以對其輕松進(jìn)行探究.學(xué)生通過自己操作,對不同物體在同一裝滿水的容器中所受到的浮力情況、同一物體在密度不同的溶液中受到的浮力情況進(jìn)行觀察和記錄并且探究.通過自己親手的實(shí)驗(yàn),學(xué)生對浮力的概念不僅可以深刻理解,還加深了對這個(gè)概念的印象,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.
二、充分運(yùn)用媒體
有的物理概念抽象難懂,其實(shí)驗(yàn)對成本、條件、可看性等要求較高,難以在實(shí)際生活中進(jìn)行展示,教師可以借助多媒體輔助教學(xué).一些圖片、動(dòng)畫、視頻和仿真實(shí)驗(yàn)室等,都是輔助物理概念教學(xué)的最佳選擇.教師可以將教學(xué)中出現(xiàn)的抽象又難以實(shí)際操作講解的難點(diǎn),利用多媒體進(jìn)行虛擬的展示,同時(shí)還可以擴(kuò)寬學(xué)生的視野,讓教學(xué)更順利地進(jìn)行.
例如,在探究“聲學(xué)”時(shí),聲音雖然是無時(shí)無刻存在我們身邊的,但是其傳播的原理卻比較抽象,通過講解,學(xué)生雖然對其概念略懂一二,但是要做到清晰地理解“聲的傳播”的概念,就必須利用多媒體在不同的環(huán)境、不同的介質(zhì)進(jìn)行虛擬演示,讓學(xué)生充分理解.
又如,在探究“光學(xué)”時(shí),光給我們的感覺往往只是一瞬間便可以照亮整片大地,但是光其實(shí)是有速度的,只是非??欤斓梦覀冸y以用肉眼去分辨,這給教學(xué)增加難度.多媒體的輔助就可以輕松解決這個(gè)問題,利用多媒體對光的傳播進(jìn)行模擬,學(xué)生就可以更好地理解“光速”這個(gè)概念了.教師通過科學(xué)、合理地應(yīng)用媒體和軟件,可以有效增強(qiáng)物理教學(xué)的感性特點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生對物理概念的科學(xué)建構(gòu).
三、漸進(jìn)式教學(xué)
作用;練習(xí)
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C
〔文章編號〕 1004―0463(2014)
07―0060―01
物理學(xué)理論由概念和規(guī)律構(gòu)成,所以物理教學(xué)的主要問題是教好物理概念和物理規(guī)律。學(xué)生如果對物理概念領(lǐng)會(huì)得正確,一般來說,物理規(guī)律也就容易掌握,如果學(xué)生對物理概念不理解或死記硬背,就不可能真正理解物理規(guī)律和物理公式的物理意義,在解決實(shí)際問題時(shí)就會(huì)感到困難,要更進(jìn)一步通過物理教學(xué)去培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力、分析能力將成為空話。學(xué)生反映物理概念抽象難懂,運(yùn)用物理知識(shí)解釋日常生活中的問題很難,關(guān)鍵在于對物理概念一知半解。因此,認(rèn)真研究物理概念的教學(xué)規(guī)律,幫學(xué)生打好基礎(chǔ),是物理教學(xué)中的重要課題。
一、重視概念的引入,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
在概念教學(xué)中要盡量在回憶舊知識(shí)的基礎(chǔ)上引入新概念。概念的引入要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有了興趣,思維就能集中,學(xué)習(xí)的主動(dòng)性就被調(diào)動(dòng)了起來;提出的問題必須和引入的新概念密切相關(guān),學(xué)生在生活中熟悉而又不能解決的問題,就能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新概念的強(qiáng)烈愿望;用實(shí)驗(yàn)引入新概念,既生動(dòng)又形象,可以使學(xué)生獲得與概念有聯(lián)系的感性認(rèn)識(shí),而又不能解釋其原因,學(xué)生必然要滿腔熱情地去探索新知識(shí)??傊?,不管采用什么途徑引入概念,都必須使學(xué)生認(rèn)識(shí)到引入新概念的必要性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索新知識(shí)的愿望,把學(xué)生的思維活動(dòng)引導(dǎo)到新概念上來。
二、做好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生獲得形成概念的感性認(rèn)識(shí)
初中學(xué)生的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)都較少,思維活動(dòng)往往依靠直觀材料。做好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生獲得與物理概念有直接聯(lián)系的、具體直觀的感性認(rèn)識(shí),是學(xué)生形成概念的基礎(chǔ)。因此在概念教學(xué)中,每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)都必須突出實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目的,抓住主要因素使它鮮明、形象,給學(xué)生留下深刻的印象。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師必須恰當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)學(xué)生觀察、思考,使學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)獲得形成概念的感性認(rèn)識(shí),打好理解概念的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)的“可見度”和“準(zhǔn)確度”都必須有恰當(dāng)?shù)囊?。演示?shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能讓全班同學(xué)都能看見,準(zhǔn)確程度則根據(jù)不同的儀器、不同實(shí)驗(yàn)的要求來確定,但必須達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
三、發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,促進(jìn)學(xué)生概念的形成
教學(xué)過程是學(xué)生的認(rèn)知過程。初中學(xué)生處于形象思維向抽象思維過渡的階段,所以學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)后,教師的作用在于引導(dǎo)學(xué)生積極思維,使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)逐步提高到理性認(rèn)識(shí)。這是學(xué)生形成概念的關(guān)鍵。對初中學(xué)生來說,從感性認(rèn)識(shí)到形成概念是比較困難的,要想獲得良好效果,應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1.概念形成過程,教師的啟發(fā)和引導(dǎo)很重要。2.要引導(dǎo)、訓(xùn)練學(xué)生用自己的語言來表達(dá)概念的物理意義,逐字逐句地研究概念的定義。3.引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表示概念。4.在概念形成過程中,往往存在一些妨礙正確概念建立的因素。如,日常生活的直觀錯(cuò)覺、相近概念的混淆等。在啟發(fā)學(xué)生討論問題時(shí),教師必須引導(dǎo)學(xué)生暴露與概念形成相關(guān)的直觀錯(cuò)覺,然后加以糾正;必須引導(dǎo)學(xué)生分析、對比容易混淆的概念,搞清它們之間的區(qū)別和聯(lián)系,才能使學(xué)生印象深刻,加深對概念的理解。
初中生剛接觸到物理這門課程,不知道該怎么學(xué)。唯一能直接上手的是各物理量的概念。而初中物理概念以物理現(xiàn)象、物理過程和物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為基礎(chǔ),是形成物理規(guī)律的前提,是培養(yǎng)學(xué)生掌握物理科學(xué)方法的出發(fā)點(diǎn),是解決物理問題的核心??梢哉f物理概念是整個(gè)物理知識(shí)體系的支撐點(diǎn)。如果學(xué)生對概念不理解或死記硬背,就不能真正掌握物理規(guī)律和物理公式,要應(yīng)用物理規(guī)律去解決實(shí)際問題就會(huì)感到困難。學(xué)生經(jīng)常反映物理概念抽象難懂,運(yùn)用物理知識(shí)去說明日常生活的各種問題有較大的困難,關(guān)鍵在于對物理概念的一知半解。
我認(rèn)為,要學(xué)好物理概念,關(guān)鍵就是要弄清物理概念的內(nèi)涵與外延。這就要求我們學(xué)會(huì)對物理概念的反復(fù)分析、琢磨,透徹理解它的內(nèi)涵與外延。
以“熱傳遞”這個(gè)概念為例,教材中是這樣描述的:“當(dāng)物體或物體的不同部分之間存在溫度差時(shí),就會(huì)發(fā)生熱傳遞。熱傳遞時(shí)能量從高溫處轉(zhuǎn)移到低溫處,直至溫度相同”。經(jīng)過分析,我們首先能找出概念中的關(guān)鍵字句:“當(dāng)物體或物體的不同部分之間”“存在溫度差時(shí)”“能量”“從高溫處轉(zhuǎn)移到低溫處”“直至溫度相同”。然后琢磨、體會(huì)這些字句的含義?!爱?dāng)物體或物體的不同部分之間”說出了熱傳遞發(fā)生的位置是既可以在兩個(gè)物體之間,也可以在一個(gè)物體的不同部分之間?!按嬖跍囟炔顣r(shí)”說明了熱傳遞發(fā)生的條件是存在溫度差。能否發(fā)生熱傳遞,關(guān)鍵是看溫度是否相同,而非其他。溫度相同,不會(huì)發(fā)生熱傳遞;反之,溫度不同時(shí)就一定會(huì)發(fā)生熱傳遞?!澳芰俊倍种该髁藷醾鬟f中傳遞的是能量,而不是溫度或其他,說明了熱傳遞的實(shí)質(zhì)是能量發(fā)生了轉(zhuǎn)移,溫度變化只能是表象?!皬母邷靥庌D(zhuǎn)移到低溫處”道出了熱傳遞時(shí)能量轉(zhuǎn)移的方向,是從高溫處轉(zhuǎn)移到低溫處,而不是從質(zhì)量、體積大的物體轉(zhuǎn)移到質(zhì)量、體積小的物體上?!爸敝翜囟认嗤敝赋隽藷醾鬟f停止的條件是溫度是否相同,溫度相同時(shí)熱傳遞就會(huì)停止,否則熱傳遞將會(huì)繼續(xù)。經(jīng)過這樣的反復(fù)分析、琢磨,我們對熱傳遞發(fā)生的位置、條件、實(shí)質(zhì)、方向以及熱傳遞停止的條件自然就會(huì)清楚、透徹,哪里還會(huì)有似是而非之感呢?
能否學(xué)好物理,很大程度上決定于你對物理概念理解得是否透徹。物理概念因其抽象性,總有“只可意會(huì),不可言傳”之感,比如“能量”“慣性”等這些概念,單靠老師的“言傳”并不能傳神地表達(dá)出其真諦,而只有自己做到了“意會(huì)”才能真正領(lǐng)略出它的全部內(nèi)涵。這種“意會(huì)”的感覺只有靠我們對概念的反復(fù)分析、琢磨才能體會(huì)得到,所謂“師傅引進(jìn)門,修行在個(gè)人”意義正在于此。
針對初中學(xué)生的年齡特征和接受能力,講解比較抽象的物理概念時(shí),應(yīng)選擇典型的、能突出本質(zhì)現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生獲得深刻的印象,并在頭腦中形成一個(gè)能轉(zhuǎn)化為明確概念的清晰觀念,從而認(rèn)識(shí)到物理概念的客觀性和必要性。例如,教學(xué)“電阻”的概念時(shí),我利用圖1所示的電路進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),按下列順序——在MN間接入一段普通導(dǎo)線,觀察安培表的示數(shù),可以看到電流有某一數(shù)值;在M、N間換接一段同樣長度,同時(shí)粗細(xì)錳銅線,可以看到安培表示的示數(shù)減小了,在M、N間再換接一段同樣長度、同樣粗細(xì)的鎳鉻線,可以看到安培表的示數(shù)又隨之變化,從而引出“導(dǎo)體的電阻”這樣初步概念,指出:導(dǎo)體一方面具有導(dǎo)電的能力,另一方面又有阻礙電流通過的作用,這種對電流阻礙作用大小的性質(zhì)稱為導(dǎo)體的電阻。要向?qū)W生指出:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種屬性,將在講“決定電阻大小的因素”時(shí)再作進(jìn)一步闡述。
在上述演示實(shí)驗(yàn)引出電阻初步概念的基礎(chǔ)上,提出:“怎樣量度一個(gè)導(dǎo)體的電阻值呢?”可以在導(dǎo)體兩端加上相同的電壓,觀察通過導(dǎo)體的電流的阻礙是怎樣變化的,這樣就可以找到這個(gè)導(dǎo)體對電流的阻礙作用的強(qiáng)弱(大?。=處煈?yīng)該引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出為此目的而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)線路——“伏安法測定電阻”的實(shí)驗(yàn)線路,如圖2所示(由于學(xué)生尚未學(xué)習(xí)過滑動(dòng)變阻器,為了直觀,可以采用改變蓄電池個(gè)數(shù)的方法來改變電路兩端的電壓,因?yàn)殡姵氐膬?nèi)電阻很小,當(dāng)電路中通過的電流很小時(shí),可以認(rèn)為蓄電池的路端電壓是不變的。為此,演示對應(yīng)選擇電阻值較大的錳銅線和鎳鉻線做實(shí)驗(yàn);安培表應(yīng)采用安級的,演示時(shí)只需要讀出具體的電流值)。進(jìn)而分別選用兩種不同的導(dǎo)體(例如一種用錳銅線,另一種用鎳鉻線)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別測出幾組U值和I值對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后通過分析、概括和比較,就會(huì)發(fā)現(xiàn):對同一個(gè)金屬導(dǎo)體來說,它兩端的電壓值U跟通過它的電流值I的比值是一個(gè)定的值,但對不同的金屬導(dǎo)體來說,比值 是不同的。
= = =……=R1
= = =……=R2
可見比值反映了導(dǎo)體本身的一種屬性,在相同的電壓下 值越大,電流越小,說明這個(gè)比值反映的是導(dǎo)體對電流阻礙作用的強(qiáng)弱,稱為導(dǎo)體的電阻。然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)抽象,用R代表導(dǎo)體的電阻,抽象出電阻的定義公式:
R= = =
應(yīng)該指出,R= R= 是電阻的定義公式,也是量度公式。一些物理概念用“比值”的方式下定義時(shí),其定義公式僅表示量度方法,而不是表示物理間的函數(shù)關(guān)系。講清這個(gè)問題,對學(xué)生正確理解物理概念能起著良好的作用,從而使學(xué)生弄明白:是I與U成正比,還是 標(biāo)志導(dǎo)體對電流的阻礙作用的強(qiáng)弱,還應(yīng)使學(xué)生搞清楚,電阻雖用比值來 量度,但它的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓U和通過的電流I無關(guān)。而是由它的本身物理?xiàng)l件所決定(講“決定電阻大小的因素”時(shí)再具體闡述)。這樣學(xué)生就不會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體中通過的電流成反比;更不會(huì)由R= 錯(cuò)誤地認(rèn)為U=0時(shí),R也等于0,在這個(gè)基礎(chǔ)上,教師還應(yīng)該簡要地闡明導(dǎo)體為什么會(huì)有電阻,使學(xué)生形成比較完整的概念,獲得比較系統(tǒng)的知識(shí)。
學(xué)生弄清了電阻的定義公式,電阻的單位就很容易理解了——電阻的國際單位是歐姆,它是從電阻的定義公式R = 來規(guī)定的,即當(dāng)U=1伏特,I=1安培時(shí),規(guī)定R=1歐姆,也就是1歐姆= 。
上述的整個(gè)教學(xué)過程既扎扎實(shí)實(shí)地抓基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué),又使學(xué)生透徹理解電阻這一概念是怎樣在實(shí)驗(yàn)和分析的基礎(chǔ)上被抽象概括出來的。這樣,概念的形成過程就使學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維的過程。教學(xué)實(shí)踐使我們體會(huì)到,教學(xué)中有計(jì)劃地遵循物理概念形成的這種科學(xué)思維過程來組織教學(xué),就會(huì)使學(xué)生在形成概念中,反復(fù)經(jīng)歷思考活動(dòng)的訓(xùn)練,并逐步學(xué)會(huì)抽象概念的思維方法,學(xué)生的思維能力就會(huì)得到很好的發(fā)展。
二、引導(dǎo)思考,理解概念
1立足生活實(shí)際,積累感性材料
學(xué)生對具體的物理現(xiàn)象或探究過程的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)會(huì)影響他們對物理的思考和概念的形成.經(jīng)驗(yàn)越豐富,形成的概念就越精細(xì)、詳盡和準(zhǔn)確.當(dāng)下的學(xué)生往往缺少對生活經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)性認(rèn)識(shí)和提煉.一方面,現(xiàn)在的獨(dú)生子女生活經(jīng)驗(yàn)很少,父母對孩子的生活方面也缺少正確而及時(shí)的科學(xué)性引導(dǎo).因此在上物理課時(shí)他們表現(xiàn)出對生活現(xiàn)象的科學(xué)性理解和課堂生成都比較淺.另一方面,初中生本身知識(shí)結(jié)構(gòu)不豐富,辯證能力和獨(dú)立思考能力不成熟,考慮問題時(shí)容易只看事情的表面,產(chǎn)生一些錯(cuò)誤或片面的概念性理解.面對生活中習(xí)見的現(xiàn)象,他們?nèi)菀缀雎苑治龅倪^程和問題的實(shí)質(zhì)而直奔結(jié)果.針對這些現(xiàn)狀,教師在日常教學(xué)中,可以通過引導(dǎo)學(xué)生多閱讀科普雜志,與學(xué)生多聊聊生活趣事、新聞時(shí)事,盡量為概念形成提供大量的感性材料,為學(xué)生進(jìn)一步思維加工提供依據(jù).引導(dǎo)學(xué)生多問幾個(gè)為什么,從探究的角度試著建立假設(shè),收集證據(jù),分析問題,拉近物理概念和學(xué)生的心理距離,讓他們感覺物理科學(xué)就在身邊,從而舉一反三,融會(huì)貫通.
如在講授簡單機(jī)械的基本知識(shí)點(diǎn)后,學(xué)生對杠桿五要素的認(rèn)識(shí)體會(huì)仍然較淺,筆者要求學(xué)生回家找到在生活中能帶入教室的杠桿.第二天,學(xué)生們帶來了剪刀,老虎鉗,筷子,啤酒瓶起子,胡桃夾等等,琳瑯滿目.讓不同的學(xué)生拿著自己帶的杠桿在講臺(tái)前講述該杠桿的工作原理,并讓同學(xué)討論它們的五要素.學(xué)生結(jié)合演示的活動(dòng)過程,感性體會(huì)繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)(支點(diǎn)),使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)(或阻礙轉(zhuǎn)動(dòng))的力等.然后老師將典型例子的簡圖畫在黑板上,學(xué)生分析畫出杠桿的五要素,使他們進(jìn)一步鞏固杠桿的概念要點(diǎn).
2集思廣益,構(gòu)建概念
2.1顧名思義,勿斷章取義
“顧名思義”是語文學(xué)習(xí)中理解詞義的一般方法,而物理概念也是用文字的形式進(jìn)行表述的.如果學(xué)生看到一個(gè)概念名詞(哪怕是沒有接觸的),敢于從字面意思抓住關(guān)鍵詞,猜測其涵義,那么出現(xiàn)新概念時(shí)學(xué)生就不會(huì)感到怯氣和被動(dòng).“顧名思義”教物理概念是基于我們漢語特有的性質(zhì)決定的.物理概念的名稱體現(xiàn)了漢語的語言美,它們往往準(zhǔn)確、精煉,其中每一個(gè)字、詞,每一句話,每一個(gè)注釋都是經(jīng)過認(rèn)真推敲并有其特定的意義,以保證概念的完整性和科學(xué)性.在概念教學(xué)中抓住關(guān)鍵的詞字,注重引導(dǎo)學(xué)生從字面上逐步深入概念的深層涵義.
案例壓力
概念垂直作用在物體表面上的力.概念中的關(guān)鍵詞是“垂直”和“表面”.
我在教學(xué)時(shí)是這樣設(shè)計(jì)的:第一步:讓學(xué)生看著“壓力”這個(gè)概念名詞,說說對這個(gè)詞的理解.
生:壓力是壓在物體上的力.
生:壓力就是重力.
生:壓力是兩個(gè)物體放著時(shí),上面物體對下面物體的力.
……這些對于“壓力”前概念的理解已經(jīng)基本到位.
第二步:給學(xué)生一個(gè)海綿,請學(xué)生演示手對海綿的壓力,用簡單實(shí)驗(yàn)器具演示壓力發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象.當(dāng)?shù)谝粋€(gè)學(xué)生向大家演示手對海綿向下的壓力后,馬上就有學(xué)生補(bǔ)充也可以對其施加向上的壓力,思維的閘門一下子打開了,學(xué)生們紛紛補(bǔ)充對海綿也可以有向左向右……各個(gè)方向的壓力.隨即用海綿向全班學(xué)生演示向各個(gè)方向的壓力,讓學(xué)生總結(jié)這些力有什么共同特點(diǎn).用海綿來演示“壓力”可以讓學(xué)生更好的觀察壓力作用在物體上的位置,通過觀察海綿發(fā)生形變的部位和形變的方向,學(xué)生對壓力作用在物體的部位和壓力的垂直指向有了具體的感性認(rèn)識(shí).
第三步:讓學(xué)生再談?wù)剬Α皦毫Α边@個(gè)名詞的理解.當(dāng)確定了事物的本質(zhì)后,概念的定義就水落石出了,學(xué)生用簡單、恰當(dāng)、準(zhǔn)確地語言概括出這個(gè)本質(zhì)就可以了.當(dāng)然在“顧名思義”教學(xué)中要避免片面理解字面意思,于是在下定義后,讓學(xué)生通過畫向著桌面朝下,向著天花板朝上、向著墻壁朝里,垂直于斜面朝下等不同方向的壓力示意圖,然后引導(dǎo)學(xué)生分析上下底面積不相同的杯子正放、倒放時(shí)液體對杯底的壓力和杯子對桌面的壓力,從簡單到復(fù)雜,從側(cè)面到綜合多方位地啟發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),讓學(xué)生真正理解物理概念的內(nèi)涵和外延,使定義的內(nèi)容更加飽滿.
2.2將錯(cuò)就錯(cuò),借題發(fā)揮
在課堂教學(xué)過程中,難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的失誤、錯(cuò)誤.當(dāng)錯(cuò)誤或失誤出現(xiàn)時(shí),教師適時(shí)“將錯(cuò)就錯(cuò)”,把這種“錯(cuò)誤”當(dāng)成教學(xué)資源來利用,變廢為寶.有時(shí)甚至可以故意犯“錯(cuò)誤”,或把“錯(cuò)誤”的結(jié)果放大,當(dāng)錯(cuò)誤的結(jié)果強(qiáng)烈沖擊學(xué)生的感觀,學(xué)生會(huì)自覺的辨清一些模糊、相近的概念.
比如在一次講解電路連接時(shí),我設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn):提供電路元件,讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),連接電路,讓兩個(gè)小燈泡同時(shí)發(fā)光.學(xué)生興致勃勃的連著電路,我在各組指導(dǎo)檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)一個(gè)組把電路連成了電源短路,我本想制止,但轉(zhuǎn)念一想,這不是一個(gè)現(xiàn)成的“好教材”嗎?于是裝著沒看見,直接走過.當(dāng)其他組都使兩個(gè)燈泡發(fā)光時(shí),這組同學(xué)卻忙得焦頭爛額,怎么都檢查不出哪里出現(xiàn)問題了.我把他們的電路實(shí)物連接插在電路板上,向?qū)W生演示,讓同學(xué)幫他們看哪出現(xiàn)問題.學(xué)生剛接觸電學(xué),對于這種電路中有用電器時(shí)的短路情況不能馬上分辨.于是我又讓他們摸摸電池,學(xué)生們馬上發(fā)現(xiàn):電池很燙,短路了.我乘勝讓學(xué)生將“短路”的概念、類型和判斷方法再一次鞏固.隨后舉一反三,在電路圖中加上電表、電阻等其他電器,指導(dǎo)學(xué)生辨別復(fù)雜電路中短路的情況.所謂“吃一塹,長一智”,有了這次由“錯(cuò)誤”的結(jié)果帶來的深刻體會(huì),學(xué)生在運(yùn)用電路圖時(shí),總會(huì)自覺地多下一步“檢驗(yàn)”的棋.
3創(chuàng)設(shè)情境,多角度運(yùn)用概念
概念教學(xué)的最終目的是運(yùn)用概念來解決具體問題.因此課后及時(shí)地對學(xué)生進(jìn)行難度適中的練習(xí)是必不可少的.同時(shí)實(shí)際地運(yùn)用概念是概念的具體化,而每一次的概念具體化都會(huì)使其進(jìn)一步豐富和深化,使學(xué)生對概念有更全面、更深刻的理解,能促使他們把新知識(shí)納入已有的概念系統(tǒng)中去.在日常教學(xué)中,要貼切學(xué)生的日常生活,利用小游戲、學(xué)生發(fā)生的小意外,文具盒和書包里現(xiàn)有的物件,校內(nèi)外學(xué)生??匆姷氖虑椋瑢W(xué)生之間常聊的話題等多角度對概念進(jìn)行運(yùn)用.
如在學(xué)習(xí)了“壓強(qiáng)”的概念后,我讓學(xué)生做比賽握雞蛋的游戲,就是把雞蛋握在手里,看誰能把雞蛋握破,結(jié)果是沒一個(gè)人能做到,然后我讓班級中最柔弱的女生輕敲這枚雞蛋,很容易就敲破了,說明壓力大不一定效果就明顯,而壓力小不見得就效果小;同樣是“壓強(qiáng)”,課后有個(gè)學(xué)生讓我改作業(yè),一用力學(xué)生的作業(yè)本被我用筆劃破了,我及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考用大小不等的力寫字時(shí),壓力的效果是否相同?壓力的作業(yè)效果到底與壓力大小有什么關(guān)系?通過對與概念相臨近的、相對立的、相反的方面多角度運(yùn)用,可以避免過于單調(diào)的生活經(jīng)驗(yàn)讓學(xué)生缺少在多變情況下應(yīng)用概念的應(yīng)變能力.
4析漢字、編口訣,識(shí)記概念
在中學(xué)物理概念教學(xué)中,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境的教學(xué)方法很多,常用的有運(yùn)用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境、利用學(xué)生積累的生活經(jīng)驗(yàn)帶入情境和通過抓新舊知識(shí)的邏輯關(guān)系展開情境.無論運(yùn)用哪種方法,教師所創(chuàng)設(shè)的情境都必須凸顯出事物的“共同屬性”和“基本特征”,讓學(xué)生能夠清晰、迅速和直接地感知到事物的物理“共同屬性”和“本質(zhì)特征”,幫助學(xué)生形成概念.
例如,在進(jìn)行壓強(qiáng)的新課教學(xué)時(shí),教師所創(chuàng)設(shè)的情境應(yīng)當(dāng)充分凸顯出壓強(qiáng)大小所產(chǎn)生的效果是材料壓縮形變的大小、壓強(qiáng)等于壓力除以面積等于彈性模量乘以相對壓縮形變這一本質(zhì)屬性,壓強(qiáng)大則壓縮形變大,當(dāng)壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí),材料就破壞了.所以創(chuàng)設(shè)的情境應(yīng)該讓學(xué)生觀察或感受物體在壓強(qiáng)作用下所產(chǎn)生的壓縮形變大小或者壓力變化對物體的破壞程度.如教學(xué)中播放一段視頻,沙灘上穿平底鞋且體重較重的男士和穿高跟鞋但體重較輕的女士散步后會(huì)留下深淺不一的腳??;讓學(xué)生改變圖1中實(shí)驗(yàn)小桌在海綿上的安放形式;或在圖1的乙圖和丙圖中通過改變小桌上的砝碼讓學(xué)生觀察海綿壓迫的深淺程度.老師通過這樣一些簡潔、直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來表現(xiàn)壓強(qiáng)大小對材料壓縮形變影響這一概念本質(zhì)特征,學(xué)生理解起來就非常清晰.
如圖1所示,甲圖把小桌放在海棉上;乙圖在桌面上放一個(gè)砝碼;丙圖把小桌翻過來,桌面朝下,并在其上放一個(gè)砝碼.注意觀察三次實(shí)驗(yàn)時(shí)海綿被壓下的深淺,這顯示了壓力作用的效果.
2 思維加工,形成定義
老師向?qū)W生提供感性材料的同時(shí)還應(yīng)讓學(xué)生按照一定的物理思維方法對感性材料進(jìn)行加工,概括出物理事物的共同屬性,抽象出物理事物的本質(zhì)特征,用精練的語言將物理概念的內(nèi)涵表達(dá)出來,這一思維加工環(huán)節(jié)是在初中物理概念教學(xué)中舉足輕重但又常被教師省略的.如在進(jìn)行壓強(qiáng)概念教學(xué)時(shí)老師通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生得到了面積一定,壓力越大壓強(qiáng)越大;壓力一定,面積越小壓強(qiáng)越大的感知后,許多教師就直接給出了壓強(qiáng)定義,而沒有再對學(xué)生提出壓力與面積都
不相同時(shí)該如何比較壓強(qiáng).如果此時(shí)老師讓學(xué)生通過思考、尋找比較方法,學(xué)生就可自行得出壓強(qiáng)定義,這樣學(xué)生就不是機(jī)械地接受知識(shí),而是從物理事物的本質(zhì)特征上得出了壓強(qiáng)的定義,真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生從感性的認(rèn)識(shí)到思維的抽象的飛躍,從而形成正確的概念.
老師對學(xué)生進(jìn)行思維加工,仍須圍繞概括共同屬性、抽象出事物的物理本質(zhì)特征展開,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較、分析、概括、抽象、綜合的思維方法形成概念.如在進(jìn)行電阻的概念教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生整理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出感性認(rèn)知.任一純電阻導(dǎo)體加在它兩端的電壓與通過它的電流之比是一個(gè)與U和I都無關(guān)的物理量R,再引導(dǎo)學(xué)生初步概括出每一個(gè)金屬導(dǎo)體本身都存在一個(gè)恒量R,且不同導(dǎo)體具有不同的R值這一導(dǎo)體的共同屬性.這時(shí)老師可以啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用類比,聯(lián)想同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積的比是一個(gè)恒量,不同的物質(zhì)這個(gè)恒量也不盡相同,這個(gè)恒量表示物體的一種本質(zhì)特征――密度,再讓學(xué)生悟出導(dǎo)體這一不同恒量R也一定表征著導(dǎo)體的某種固有本質(zhì)特征.接著引導(dǎo)學(xué)生對幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,分析并推理得出:在相同的電壓下,恒量R值大則電流小,恒量R值小則電流大,因此R的大小反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小,于是引出電阻的概念.最后可讓學(xué)生試用文字及數(shù)學(xué)式R=U/I得出R的正確的表達(dá)形式.
初中物理教學(xué)多從實(shí)驗(yàn)入手,通過觀察和感知來總結(jié)知識(shí),對理論邏輯的運(yùn)用相對較少,但在高中物理課程的學(xué)習(xí)中對學(xué)生理論邏輯思維有著較高的要求,所以通過引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理論抽象出物理事物的本質(zhì)特征可為學(xué)生的高中學(xué)習(xí)做鋪墊.如對升華這一概念進(jìn)行教學(xué)時(shí),老師可先告知學(xué)生碘的熔點(diǎn)是113℃,然后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將含固態(tài)碘的密閉容器放在熱水中,學(xué)生觀察到固態(tài)碘變?yōu)榱藲鈶B(tài),此時(shí)提問學(xué)生:固態(tài)碘是直接變?yōu)榱藲鈶B(tài)還是中間經(jīng)過液化再變?yōu)闅鈶B(tài),讓學(xué)生在思考的過程中引導(dǎo)學(xué)生分析由于固態(tài)碘的溶化溫度為113℃而熱水溫度最高不過100℃,最終得出固態(tài)的碘是直接變?yōu)榱藲鈶B(tài),所以這一過程就叫做升華.
3 基礎(chǔ)練習(xí),熟悉概念
初步形成概念后學(xué)生對概念的認(rèn)識(shí)仍然是膚淺、片面的,要加深學(xué)生對概念的認(rèn)識(shí)就需要進(jìn)行緊貼概念全部含義的基礎(chǔ)性練習(xí).練習(xí)要囊括概念的全部含義,多一些鞏固解釋現(xiàn)象的練習(xí),少一些復(fù)雜的問題訓(xùn)練.提出的問題應(yīng)定性的多一些,定量計(jì)算的少一些,問題設(shè)計(jì)層次依次遞進(jìn),難度逐步加深,不急于拓展、提高.如在給出壓強(qiáng)的概念后進(jìn)行這樣一個(gè)基礎(chǔ)練習(xí),如圖2所示,一張報(bào)紙平放在桌面上對桌面的壓強(qiáng)為0.5Pa,若是將報(bào)紙對折,則對折后的報(bào)紙對桌面的壓強(qiáng)是多少Pa?將報(bào)紙撕去一半后對桌面的壓強(qiáng)又是多少Pa?練習(xí)緊貼壓強(qiáng)是作用于單位面積上的壓力這一含義,先改變影響壓強(qiáng)的一個(gè)因素(面積),提問學(xué)生壓強(qiáng)如何改變,再使壓力和面積都改變再次提問學(xué)生壓強(qiáng)的變化,使問題由淺入深,層次遞進(jìn),讓學(xué)生在問題難度的遞進(jìn)中逐步加深對概念的認(rèn)識(shí).
物理概念是物理科學(xué)的大門,要進(jìn)入物理科學(xué)的神奇世界,首先就要敲開這扇大門,而掌握概念學(xué)習(xí)的技巧就是打開這扇大門的金鑰匙。然而受傳統(tǒng)學(xué)習(xí)觀念的影響,很多學(xué)生乃至部分教師都沒能重視概念學(xué)習(xí)的技巧,僅僅傾心于以死記硬背的方式學(xué)習(xí)物理概念。這樣的學(xué)習(xí)方式不但無法讓學(xué)生真正地領(lǐng)會(huì)概念的內(nèi)涵和靈魂,反而由于枯燥的學(xué)習(xí)方式和低效率的學(xué)習(xí)效果,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)大大加大,容易滋生厭學(xué)情緒。由此可見,我們要對概念學(xué)習(xí)樹立全新的認(rèn)識(shí),努力探索概念教學(xué)技巧和方法,提高概念教學(xué)的科學(xué)性和高效性。
一、注意從實(shí)踐中引入概念
物理概念都是經(jīng)過高度抽象概括得出的結(jié)論,因此,物理概念最大的特點(diǎn)是抽象性和概括性很強(qiáng),而我們要理解概念的本質(zhì)和內(nèi)涵,首先要做的就是對概念進(jìn)行具體化處理,使得概念描述方式更符合學(xué)生的認(rèn)知喜好和認(rèn)知水平。那么如何具體化處理概念呢?物理學(xué)科作為一門實(shí)踐類學(xué)科,各種概念都是從實(shí)踐中總結(jié)歸納得出的,我們在學(xué)習(xí)物理概念的時(shí)候可以重新回到實(shí)踐中,從實(shí)踐中引入物理概念,讓學(xué)生借助生活實(shí)踐留在頭腦中的印象或經(jīng)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)概念,這樣會(huì)大大降低概念的學(xué)習(xí)難度。例如,在學(xué)習(xí)“簡單機(jī)械”的概念時(shí),讓學(xué)生尋找一些生活中比較熟悉的杠桿、滑輪,在學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”的概念時(shí),拿出鉛筆,用手指壓住鉛筆的兩端,感受來自兩端的不同的觸感等,這種隨時(shí)隨地能夠列舉的實(shí)踐問題可以將抽象的物理概念還原成具體的物理表象及學(xué)生的直觀感受,便于學(xué)生初步形成概念,這樣不僅理解的難度降低,而且拉近學(xué)生與物理概念之間的距離,有利于形成良好的學(xué)習(xí)心態(tài)。
二、充分利用課堂演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢
實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)中不可缺少的手段,在學(xué)習(xí)物理概念的時(shí)候,適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)演示可以將概念清楚明了地展現(xiàn)在學(xué)生眼前,這對學(xué)生掌握概念的內(nèi)涵具有非常積極的作用。因此,在進(jìn)行概念教學(xué)時(shí),教師一定要懂得充分利用課堂演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示和分析,幫助學(xué)生一步步地從表象到本質(zhì),逐漸深入概念的內(nèi)涵,抓住概念的特征與核心,從而更好地運(yùn)用概念。例如在講到“摩擦起電”這個(gè)概念時(shí),筆者就請來一位長頭發(fā)的女學(xué)生來到講臺(tái)上協(xié)助教師演示實(shí)驗(yàn):首先筆者準(zhǔn)備一塊已經(jīng)使它帶電的泡沫塊,然后將它放在女同學(xué)的頭發(fā)上輕輕摩擦,很快頭發(fā)就如同被粘住一樣吸附在泡沫塊上。這個(gè)現(xiàn)象很容易將學(xué)生的注意力給吸引住,接下來帶著學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)象的解密活動(dòng),即概念學(xué)習(xí)活動(dòng),這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情會(huì)明顯高漲,學(xué)習(xí)效果很理想。在做課堂演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,有一個(gè)問題要注意,那就是保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的鮮明,這樣才能保證概念的形象生動(dòng)直觀,讓學(xué)生通過有效的現(xiàn)象觀察激活思維,從而為進(jìn)一步理解認(rèn)識(shí)概念打好基礎(chǔ)。
三、積極分析概念間的相互聯(lián)系
物理概念學(xué)習(xí)的一個(gè)最大難點(diǎn)是概念數(shù)量龐大,內(nèi)容紛繁復(fù)雜,一不小心學(xué)生就會(huì)在概念學(xué)習(xí)中暈頭轉(zhuǎn)向。怎樣解決這個(gè)概念學(xué)習(xí)的大難題呢?事實(shí)上,物理概念看似各不相干,但其實(shí)很多概念稍加分析,就會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的概念之間存在很多內(nèi)在的聯(lián)系。有些概念在定義上的思路存在相似性,如速度、密度、功率等,這些概念都是通過兩個(gè)物理量之間的比重定義物體的某些屬性,這些類似的概念,可以通過類比的方式讓學(xué)生牢記這些概念,同時(shí)這種類比方式可以有效避免學(xué)生出現(xiàn)概念上的混淆。還有一些概念本身比較抽象,在講解這些概念的時(shí)候,教師可以通過與之相似的比較具體的概念形象幫助學(xué)生理解。例如,電流做功的概念可以用水流做功進(jìn)行類比分析,電壓概念可以用具體形象的水壓進(jìn)行對比等,比起看不見摸不著的抽象概念,這些看得見摸得著的概念學(xué)生更容易理解接受,借助于相對比較形象的概念建立起來的認(rèn)知可以引導(dǎo)學(xué)生理解與之相近的抽象概念。通過尋找概念間的相互聯(lián)系,教師在進(jìn)行概念教學(xué)的時(shí)候,可以使得各概念之間形成一個(gè)系統(tǒng),各個(gè)概念之間做到相互啟發(fā),深化認(rèn)知。例如在復(fù)習(xí)“電工電功率”時(shí),在講到電功和電熱的計(jì)算公式的時(shí)候,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的公式形式竟然是一樣的,這時(shí)學(xué)生就能大概猜到兩者之間可能存在一定的聯(lián)系,教師只要稍加引導(dǎo),讓學(xué)生分析電流做功的實(shí)質(zhì)、兩個(gè)物理量之間隱藏一條共同的規(guī)律等問題,很快學(xué)生就能聯(lián)想到能量轉(zhuǎn)化與守恒定律,從而把這兩個(gè)概念納入同一系統(tǒng)中,更好地理解應(yīng)用這兩個(gè)概念。
四、積極利用概念理解中的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)
在概念理解中,學(xué)生經(jīng)常會(huì)受到很多因素的影響而出現(xiàn)概念理解錯(cuò)誤,然而這些錯(cuò)誤不見得都會(huì)成為概念學(xué)習(xí)道路中的“絆腳石”,相反,如果運(yùn)用恰當(dāng),這些錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)反而會(huì)變成學(xué)生進(jìn)一步理解概念的“助推器”。以學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)的一個(gè)典型案例來說,通常教師向?qū)W生提問“一塊木塊在斜坡中下滑時(shí)受到哪些力的作用”時(shí),大多數(shù)學(xué)生的答案都會(huì)包含重力、摩擦力、支持力、下滑力這樣幾個(gè)力,很顯然,下滑力是錯(cuò)誤的答案,而這個(gè)錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因就是學(xué)生不能真正理解力的產(chǎn)生的條件。因此,這個(gè)錯(cuò)誤的發(fā)生就給學(xué)生進(jìn)一步理解鞏固力的產(chǎn)生條件提供有利的機(jī)會(huì),教師可以借助這個(gè)典型的錯(cuò)誤進(jìn)行分析,通過犯錯(cuò)加深學(xué)生的印象,從而達(dá)到進(jìn)一步鞏固概念的目的。
總之,概念的學(xué)習(xí)并非我們想象得那么簡單,僅僅依靠死記硬背就能實(shí)現(xiàn)目標(biāo),同時(shí),概念學(xué)習(xí)也沒有我們想象得那么困難,只要教師教法得當(dāng),概念學(xué)習(xí)不但不會(huì)給學(xué)生造成太大的負(fù)擔(dān),反而會(huì)變成一個(gè)體驗(yàn)物理學(xué)習(xí)樂趣的過程。因此,物理教師一定要牢記物理概念教學(xué)技巧,努力增強(qiáng)概念教學(xué)的趣味性和有效性,爭取用科學(xué)的概念教學(xué)技巧上好概念課,為進(jìn)一步的物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)定的基石。
參考文獻(xiàn):
1.概念本質(zhì)屬性被現(xiàn)象掩蓋
物理概念是對某一類物理事物和物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性的熟悉,本質(zhì)屬性往往隱藏在表面現(xiàn)象之后,生動(dòng)的表面現(xiàn)象往往給人深刻的印象。例如,熱傳遞現(xiàn)象中究竟傳遞的是溫度還是熱量?物體間發(fā)生熱傳遞時(shí)給學(xué)生留下的表面熟悉是:一個(gè)物體溫度降低,另一個(gè)物體溫度升高,最后達(dá)到溫度相同,表面上看是物體間發(fā)生了溫度傳遞。要熟悉現(xiàn)象的本質(zhì),需要經(jīng)過充分的分析、理解才能熟悉到,這種強(qiáng)烈的表面印象抑制了學(xué)生對熱傳遞本質(zhì)屬性的熟悉。
2.學(xué)前概念的負(fù)遷移
學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理概念之前,往往已經(jīng)接觸過許多相關(guān)的物理現(xiàn)象,并在頭腦中形成一些近似的概念,即學(xué)前概念。這些概念往往是未經(jīng)充分的科學(xué)抽象而獲得的,因此,大多是不準(zhǔn)確甚至是錯(cuò)誤的。不正確的學(xué)前概念妨礙概念理解的全面性、完整性,影響著學(xué)生對新概念的同化,造成新舊概念的模糊熟悉。例如,對于光和光線,學(xué)生在生活中已經(jīng)有諸如“這里光線太暗”之類的說法,顯然是用光線代替了光,在理解“光線是表示光束及其方向的直線”時(shí)產(chǎn)生迷惑,片面認(rèn)為光線就是光。
3.概念形式相似或意義相近
物理概念中,有相當(dāng)多概念與其他一些概念形式上相似,更多的是意義上的相近,對這些相似概念區(qū)分不清,就會(huì)造成理解的混亂。例如液體壓強(qiáng)計(jì)算公式與浮力計(jì)算公式;物體的相互作用力與物體受到的平衡力;功率與機(jī)械效率;慣性與慣性定律;汽化與升華;電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī);音調(diào)與音色等等。
4.概念之間既相互聯(lián)系又相互區(qū)別
有一些概念盡管物理含義不同,但在同一類問題或現(xiàn)象中有著密切的聯(lián)系,有的學(xué)生由于頭腦中沒有完整的物理情境,對它們的物理意義理解不透,輕易將它們之間的關(guān)系簡單化,不了解它們在本質(zhì)上的區(qū)別,就會(huì)混淆不清。例如,對于溫度、熱量、內(nèi)能這三個(gè)概念,有些學(xué)生常認(rèn)為:熱的物體熱量多,內(nèi)能也大;相同溫度的水,質(zhì)量越大熱量越多等。還有如重力與壓力、壓力與壓強(qiáng)、功與功率、電功與電熱等等,都經(jīng)常產(chǎn)生混淆。
二、比較法是學(xué)習(xí)易混淆概念的有效策略
1.概念形成過程的比較
物理學(xué)概念是從物理現(xiàn)象和物理過程中抽象出來的事物本質(zhì)特征,概念形成過程的比較涉及到建立概念的目的、有關(guān)的典型物理事物或物理現(xiàn)象、思維過程等。這些方面的區(qū)分度一般較大,容易起到鑒別概念的作用。例如:壓力和重力。壓力的形成是由于互相接觸的物體發(fā)生相互擠壓,而產(chǎn)生垂直作用在物體表面上的力,其性質(zhì)屬于彈性力;重力是地表四周的物體由于受到地球的吸引而使物體受到的力,其性質(zhì)屬于引力。在有些情況下,壓力是由物體的重力引起的,如放在水平地面上的物體對地面的壓力,此時(shí)也僅僅是壓力的大小與物體的重力大小相等。但在許多情況下,壓力并不是由于重力引起的,如用手握住物體時(shí),手對物體的壓力;用力往墻壁上按圖釘,圖釘對墻壁的壓力等。從壓力和重力的產(chǎn)生過程看,它們是性質(zhì)完全不同的兩種力。
2.概念內(nèi)涵的比較
物理概念內(nèi)涵的比較是易混概念之間最實(shí)質(zhì)、最重要的比較。一般說來,易混概念往往描述的是同一類物理事物或物理過程的不同屬性。因此,區(qū)分這樣的易混概念,要指明它們分別描述了同一對象的哪些不同屬性,明確理解它們的不同的物理內(nèi)涵。如平均速度和速度都是用來描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,但要分清前者是描述一段時(shí)間內(nèi)的平均快慢,而后者表示物體的運(yùn)動(dòng)快慢不變。
3.在運(yùn)用中比較
把易混概念運(yùn)用于某些具體情況中,經(jīng)常能獲得生動(dòng)的、直觀形象的感受,使概念之間的區(qū)別更鮮明。例如:熱量和溫度,學(xué)生往往認(rèn)為熱量是一種物質(zhì),溫度是熱量的強(qiáng)度,熱量和溫度成比例,熱傳遞中是溫度被轉(zhuǎn)移等等。教學(xué)過程中運(yùn)用“概念沖突”來促進(jìn)學(xué)生概念的轉(zhuǎn)化,提供一些實(shí)例和需要學(xué)生解決的問題,學(xué)生用個(gè)人的理解和解釋這些實(shí)例往往會(huì)產(chǎn)生矛盾,只有運(yùn)用科學(xué)的物理概念才能解決“沖突”,解釋這些現(xiàn)象。
4.在結(jié)構(gòu)中比較
物理概念教學(xué)程序一般為概念的引入、概念的理解、概念的應(yīng)用。通過多媒體進(jìn)行教學(xué),具體策略分為以下幾個(gè)階段。
一、運(yùn)用課件選角度、抓引入、建構(gòu)概念
概念的形成首先要有一個(gè)圖式積累的過程,教師可以運(yùn)用課件播放有關(guān)片段,激發(fā)學(xué)生的好奇心,從而引起學(xué)生的求知欲。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),可以獲取豐富的感覺、知覺圖式,可以了解與物理概念相關(guān)的多種矛盾現(xiàn)象。教師可以用提問的方式喚起學(xué)生的記憶,促使學(xué)生有目標(biāo)地感知,將新的感性材料同化到原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)體系中去,找到記憶的“增長點(diǎn)”,讓學(xué)生知道他們即將學(xué)習(xí)的概念“像什么”。教師要分析學(xué)生新接收到的信息與原認(rèn)識(shí)領(lǐng)域中的信息有無沖突的地方,如有的話,在哪里出現(xiàn)不符,甚至出現(xiàn)了對抗,這種做法有利于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和排除前概念的影響,為建立科學(xué)的物理概念打下基礎(chǔ)。
如,在教學(xué)“浮力”概念時(shí),可以先播放一段人在死海中自如活動(dòng)的圖片,讓學(xué)生思考:他們?yōu)槭裁床幌鲁??再做小?shí)驗(yàn),將小木塊、牙膏袋等先后放入透明的水槽中,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)木塊浮在水面上,牙膏袋沉在槽底。此時(shí)教師可以提問:是否只有木塊才受到水對它向上的作用力,而牙膏袋卻不受到水對它的作用力?很多學(xué)生都會(huì)作出這樣的回答:木塊受到水對它的作用力,牙膏袋不會(huì)受到水對它的作用力。學(xué)生甚至還會(huì)解釋說密度比水大的物體不會(huì)受到水對它力的作用,所以下沉。接下來,教師通過改變牙膏袋的形狀,再放入水中,發(fā)現(xiàn)它浮在水面上,學(xué)生會(huì)非常驚訝,興趣大增,因?yàn)樗麄冾^腦中的前概念受到了極大的挑戰(zhàn)。教師適時(shí)地告訴學(xué)生:任何物體在液體中都會(huì)受到浮力作用,與物體的密度無關(guān)。如,人在水中搬運(yùn)石頭就比岸上感到輕松,是因?yàn)槭艿剿畬κ^浮力作用的緣故。再通過進(jìn)一步舉例、分析,引入“浮力”的概念。
二、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)錄像揭現(xiàn)象、抓本質(zhì)、理解概念
由于獲得了足夠多的感性材料以及為建立新概念而引入的相關(guān)知識(shí),這些感性材料和相關(guān)知識(shí)為新概念的建立做好了心理圖式上的準(zhǔn)備。但新的概念的建立是客觀作用于主觀,經(jīng)過思維后的產(chǎn)物,這就要求教師充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用,通過設(shè)疑、質(zhì)疑、課堂討論等多種方法逐步啟發(fā)學(xué)生去積極思考,逐漸摒棄物理現(xiàn)象中的無關(guān)因素,找到形成概念的相關(guān)因素,甚至關(guān)鍵因素,抽象概括出本質(zhì)屬性,形成新的概念,實(shí)現(xiàn)思維由感性到理性,又具體到抽象的飛躍。
如,在學(xué)“浮力”的概念時(shí),通過實(shí)驗(yàn)己構(gòu)建了概念的雛形:浮力是物體在液體中所受到的向上的作用力。但浮力究竟與哪些因素有關(guān)呢?我們可以進(jìn)一步實(shí)驗(yàn):選擇質(zhì)量相同但體積不同的兩金屬塊,如鐵塊與鋁塊,通過彈簧秤懸掛并浸沒在水中,我們馬上就發(fā)現(xiàn),與鐵塊相連的彈簧秤的讀數(shù)大于與鋁塊相連的彈簧的讀數(shù),而改變鋁塊的形狀后,彈簧秤讀數(shù)并不發(fā)生變化,最后將水換成油,彈簧秤的讀數(shù)都變大。教師讓學(xué)生將數(shù)據(jù)逐一記錄下來,連同用牙膏袋引入浮力概念的實(shí)驗(yàn),組織學(xué)生討論,學(xué)生很容易得出物體所受到浮力只與液體的密度、物體排開液體的體積有關(guān),與物體的其他因素?zé)o關(guān)的結(jié)論。
三、恰當(dāng)應(yīng)用,及時(shí)反饋,明確概念
應(yīng)用就是讓問題顯現(xiàn)出具體矛盾,這些問題的矛盾既可以分為概念所反映的事物自身的矛盾,又具備認(rèn)識(shí)上的矛盾。概念的應(yīng)用實(shí)際上是對具體認(rèn)識(shí)和理解的延續(xù),是認(rèn)識(shí)層面的第二次跨越,能夠讓思維運(yùn)用到具體的實(shí)踐中,作用于實(shí)踐層面,也可以使得我們對概念的理解程度得到檢驗(yàn)。對概念的運(yùn)用可以分為兩個(gè)層面:一是指學(xué)習(xí)者在了解和運(yùn)用具體教材內(nèi)容的前提下,用所學(xué)的概念來解決相似的問題;二是指學(xué)生在學(xué)習(xí)概念的同時(shí)進(jìn)行把握,可以根據(jù)所學(xué)的概念來解決實(shí)際中出現(xiàn)的新的問題。只有那些包含了物理的表面現(xiàn)象、物理內(nèi)在規(guī)律、多種多樣的物理應(yīng)用題和那些同其他科目有包含關(guān)系的物理題目,才能夠真正檢驗(yàn)和運(yùn)用到物理概念。
這樣一來,教師也可以對學(xué)生知識(shí)面的掌握程度進(jìn)行了解。關(guān)于概念運(yùn)用的第一個(gè)層面的教學(xué)方法,教師大多能較好地把握和運(yùn)用。了解、分析、鑒別、運(yùn)用這些是教學(xué)的程序也可以說是具體的教學(xué)方法。所以,教師可以充分運(yùn)用計(jì)算機(jī),根據(jù)以上要求,設(shè)計(jì)出對應(yīng)的題目,根據(jù)具體情況巧妙組合題目來進(jìn)行練習(xí)?,F(xiàn)把概念運(yùn)用的第二個(gè)層面做如下的理解:
1.在物理概念的具體教學(xué)過程中運(yùn)用信息構(gòu)建物理模型
應(yīng)用題中大多包含著很多矛盾對象,可是由于要受到一些題目條件的限制,我們總是選擇那些能夠解答出問題的矛盾作為對象來回答,通過問題的一些物理模式來進(jìn)行把握,寫出分析過程,最終解答出來。但是需要說明的是,能不能通過現(xiàn)有的物理模式進(jìn)一步突出對物理概念的教學(xué)卻是一件有意義的事情。從心理學(xué)的認(rèn)知角度來看,具體情景越新鮮,能夠使得學(xué)生興趣越濃烈,物理模型中包含的物理概念自身或者是概念之間的一些統(tǒng)一結(jié)合的關(guān)系,如果在教師有目的地提取后,展現(xiàn)在學(xué)生面前的這些問題就更具有特殊的關(guān)系,將使得物理概念更加明確。
2.在物理規(guī)律中延伸概念教學(xué)
運(yùn)用多媒體來演繹物理的運(yùn)動(dòng)過程,可以讓學(xué)生直觀明白相關(guān)概念之間的那些統(tǒng)一對立的物理現(xiàn)象,或者是物理過程中的關(guān)系以及發(fā)展的趨勢。這些都是靠相應(yīng)的物理規(guī)律來建立的,物理規(guī)律不是單一存在的,它是物理概念之間的聯(lián)系。學(xué)生在具體解決題目的時(shí)候,不容易建立正確、全面的物理方程,從一定程度來說是對物理的相應(yīng)概念不能夠全部理解造成的。在具體的物理規(guī)律中延伸物理概念的教學(xué)能更深層次解釋和理解相關(guān)概念之間的關(guān)系,這樣就能夠在具體的學(xué)習(xí)過程中活化物理概念。
比如,在探究“聲音傳播的條件”時(shí),可提出問題:“聲音能在固體、液體、氣體中傳播嗎?”教材圖1-2所示的實(shí)驗(yàn),可以初步總結(jié)得出:聲音能在固體中傳播;教材圖1-3所示的實(shí)驗(yàn),可以初步總結(jié)得出:聲音能在液體中傳播;教材圖1-4所示的實(shí)驗(yàn),可以初步總結(jié)得出:聲音能在氣體中傳播,但不能在真空中傳播。通過多媒體與教材相結(jié)合得到最優(yōu)化的效果。
3.借助具體的物理實(shí)驗(yàn)來鞏固物理概念教學(xué)
在物理教學(xué)過程中,直觀的物理實(shí)驗(yàn)在概念的學(xué)習(xí)中具有很強(qiáng)的作用,實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的直觀性,這個(gè)特性可以強(qiáng)化對物理概念的反復(fù)記憶,還可以利用實(shí)驗(yàn)的可操作性這一特性,使得學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力得到培養(yǎng),可以利用實(shí)驗(yàn)的可信性,可及時(shí)考驗(yàn)學(xué)生對概念的認(rèn)識(shí)。此外,具體的物理實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。在條件成熟的情況下,教師可以引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)生活中,學(xué)做書本上的相關(guān)實(shí)驗(yàn),并且可以讓學(xué)生根據(jù)書本上的知識(shí)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。例如,九年級小實(shí)驗(yàn)“空氣的力量”簡單易做:對兩張平行的紙吹氣,兩張紙吸到一起。通過這個(gè)小實(shí)驗(yàn)使得學(xué)生明白了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,這樣就可以理解大氣的問題。但是有些實(shí)驗(yàn)必須提醒學(xué)生的安全性,以免造成一些不必要的傷害。
教無定法,貴在得法。在初中物理概念的教學(xué)中,教師要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和概念的內(nèi)涵、外延,科學(xué)合理、靈活地應(yīng)用多媒體,這樣才能收到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]都曉輝.高中物理教學(xué)中滲透環(huán)境教育的研究[D].山東師范大學(xué),2010.