高中物理概念教學(xué)的優(yōu)化策略

黃文利

(江蘇省江陰市華士高級中學(xué) 214421)

在當(dāng)前的物理教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生之所以感到物理難學(xué)，其原因之一就在于他們對物理概念的理解和認(rèn)識止步于對定義的背誦和對公式的記憶，他們徹底忽視了物理概念形成的事實依據(jù)和概念形成背后的思維方法，這些都在一定程度上限制著學(xué)生對概念的理解與掌握.因此，物理教師要重視學(xué)生對概念的學(xué)習(xí)，教學(xué)過程中不僅要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會相關(guān)概念的物理含義，更要幫助學(xué)生發(fā)掘隱含在概念中的物理思想.教師要積極研究學(xué)生的思維習(xí)慣和認(rèn)知特征，要按照易于學(xué)生理解的方式來組織學(xué)生進行學(xué)習(xí)，并幫助學(xué)生克服相應(yīng)的認(rèn)知困難.

一、利用學(xué)生的已有認(rèn)知展開類比，明確概念

和學(xué)生在課外溝通時，我們也經(jīng)常聽到學(xué)生的感慨：教材上的概念表述都很清楚，但是理解起來卻很難到位.從教師的角度來講，學(xué)生對概念的掌握不能只關(guān)心他們是否能夠流利地背誦出來，而應(yīng)該關(guān)注學(xué)生是否在頭腦中形成較為清晰的認(rèn)識.

比如電流的概念，其定義是“電荷的定向移動形成了電流”，如果從字面來理解，就應(yīng)該認(rèn)為電荷排著整整齊齊的隊列，邁著整齊的步伐向前運動，進而形成電流.這種想法顯然是錯誤的，實際上自由電荷本身就在進行無規(guī)則的熱運動，在此基礎(chǔ)上如果電荷還受到外界電場的影響，就將在原有運動的基礎(chǔ)上疊加上一個定向偏移，這就是電流的形成.初次接觸電流的概念，很多學(xué)生對電流的傳導(dǎo)速度容易引起誤解，他們會把這個速度理解為電荷從導(dǎo)線的一端運動到另一端的速度.為了幫助學(xué)生明確電流的實質(zhì)，教師可以通過一個學(xué)生非常熟悉的例子來幫助學(xué)生來建立概念：操練隊形時，所有的學(xué)生排成了一列，體育老師發(fā)號施令：齊步走！所有的學(xué)生幾乎同時發(fā)生移動，雖然每一個學(xué)生的移動步調(diào)很小，但是體育老師的命令導(dǎo)致學(xué)生隊列的整體性運動，此刻我們就認(rèn)為人群的流動已經(jīng)發(fā)生，但是卻無需讓隊尾的同學(xué)行進到隊首位置.類似的，當(dāng)我們將電鍵閉合時，電路中的自由電荷就像聽到老師命令的學(xué)生一樣，它們統(tǒng)一按照指令向前推進，而且?guī)缀踉谕粫r刻發(fā)生移動，整個電路在同一時刻感受到電流的存在.在此基礎(chǔ)上，我們告訴學(xué)生，電流的傳導(dǎo)速度其實應(yīng)該是電場的傳播速度，在數(shù)值上它等同于光速.在這樣的比喻下，學(xué)生能夠更加清晰地建構(gòu)物理模型，并對電流的微觀機制產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)識，這也為學(xué)生在后續(xù)諸如“洛倫茲力和安培力關(guān)系”的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ).

二、從學(xué)生熟悉的場景著手，建立變式學(xué)習(xí)

中學(xué)生對物理概念的學(xué)習(xí)應(yīng)該是一個由淺入深，逐漸深入的過程.如果教師只是平鋪直敘地進行講授，則學(xué)生未必得對概念形成深刻的理解.比如在指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識摩擦力時，教師都會從其產(chǎn)生的條件著手：存在彈力、接觸面粗糙、兩物體之間存在相對運動或相對運動趨勢；然后再講摩擦力的分類——滑動摩擦力和靜摩擦力；再指導(dǎo)學(xué)生對滑動摩擦力的大小和方向進行研究；最后再指導(dǎo)學(xué)生對靜摩擦力的大小和方向進行分析.這樣的處理貌似條理分明，學(xué)生在課堂上也是一聽就懂，但是在結(jié)合概念處理具體問題時卻一錯再錯.出現(xiàn)上述問題的原因是學(xué)生沒有在頭腦中建立正確的圖景，這也成為教師在教學(xué)過程中必須進行針對性調(diào)整的地方.

對摩擦力的認(rèn)識，我們可以引導(dǎo)學(xué)生從實際化的場景入手，按照如下次序來創(chuàng)設(shè)情境.

師：這是本靜止放在講臺的書，它受到摩擦力嗎？

生：沒有.

師：如果用大小為2N的水平力向右推，但是沒有推動，它會受到摩擦力嗎？

生：受到.

師：這是什么性質(zhì)的摩擦力？

生：由于相對靜止，因此這屬于靜摩擦力.

師：接觸面必須是粗糙的嗎？

生：是的.

師：如果用大小為6N的水平力來推書，書依然沒有運動，這說明什么？

生：這表明靜摩擦力的大小是能夠發(fā)生變化的.

師：如果改用7N的水平力來推書，書發(fā)生了運動，這又說明什么？

生：這說明靜摩擦力有一定的取值范圍.

師：如果我們繼續(xù)增大這個推力，書所受摩擦力還會增大嗎？

生：這時就是滑動摩擦力了，而且書又不是平衡狀態(tài)，大小還真不好說.

師：你有什么辦法來處理這個問題呢？

生：可以通過實驗對滑動摩擦力的大小進行測量.

師：請大家設(shè)計實驗，并在實驗中研究滑動摩擦力的大小和哪些因素有關(guān).

在老師引導(dǎo)下，學(xué)生開始進行實驗探究，并形成了對滑動摩擦力的認(rèn)識.以上過程，我們從學(xué)生熟悉的場景出發(fā)，逐步推進，引導(dǎo)學(xué)生完成了對靜摩擦力和滑動摩擦力的概念建構(gòu).

三、幫助學(xué)生深刻領(lǐng)會概念的內(nèi)涵和外延

學(xué)習(xí)物理概念，不僅僅是熟知概念的基本表述，我們還要引導(dǎo)學(xué)生理解概念的內(nèi)涵，一般來講，內(nèi)涵包括以下幾個方面的內(nèi)容：(1)概念反映的是哪一類事物的哪些屬性？(2)概念是如何定義的？(3)對于定量的概念，其計算和測量分別如何進行？它的單位是什么？當(dāng)然，我們也必須明確，構(gòu)成概念內(nèi)涵的本質(zhì)屬性可以是一個，也可以是若干個.比如，勻速圓周運動的概念包括以下三方面含義：(1)物體運動；(2)運動軌跡是圓形；(3)速度的大小保持不變，其方向不斷變化.

總之，我們在概念教學(xué)時應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生熟知概念形成的過程，通過對比、辨析概念的內(nèi)涵與外延，實現(xiàn)對物理概念更為準(zhǔn)確和深刻的認(rèn)識.

[1]阮家列．基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理復(fù)習(xí)中學(xué)生思維能力的提升[J]．課程教育研究，2004(1)．