注重學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn)優(yōu)化物理概念引入

李加莊（平潭第一中學(xué)，福建平潭350400）

注重學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn)優(yōu)化物理概念引入

李加莊
（平潭第一中學(xué)，福建平潭350400）

中學(xué)物理教學(xué)的核心問(wèn)題是學(xué)生形成概念、掌握規(guī)律，并在此過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的思維能力。物理概念是組成物理知識(shí)的基本元素，物理概念的教學(xué)是物理教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，物理概念教學(xué)的成敗將直接影響物理教學(xué)的成敗，文章將從分析高中學(xué)生對(duì)物理概念難以掌握的原因入手，針對(duì)目前高中物理概念教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，提出優(yōu)化物理概念引入，提高物理概念教學(xué)有效性的方案。

認(rèn)知體驗(yàn)；優(yōu)化；概念引入

概念教學(xué)的有效性直接關(guān)系到學(xué)生知識(shí)體系和認(rèn)知結(jié)構(gòu)順利建構(gòu)，關(guān)系到其世界觀、人生觀和辯證唯物主義思想的培養(yǎng)。［1］

高中物理概念難以理解和掌握，在教學(xué)中，概念引入如果方法恰當(dāng)，不僅有助于學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握，而且還會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和探究科學(xué)的興趣，因此注重學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn)，優(yōu)化物理概念的引入就顯得非常重要。

一、物理概念難以掌握的原因

（一）缺乏足夠的感性認(rèn)識(shí)

物理概念形成的過(guò)程中，包含了不斷歸納事物共性，不斷檢驗(yàn)概念正確性的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)感性與理性相互作用的過(guò)程，因此，缺少感性認(rèn)知，必然導(dǎo)致概念形成困難。

（二）把物理概念等同于數(shù)學(xué)表達(dá)式

很多物理概念最終以數(shù)學(xué)公式表現(xiàn)，但物理概念又不能完全從數(shù)學(xué)角度理解。如電容的定義C=Q/U，學(xué)生經(jīng)常會(huì)錯(cuò)誤的理解為“電容器的電容與電容器所帶的電荷量成正比，與兩極板的電勢(shì)差成反比”。

（三）被以前的概念誤導(dǎo)，養(yǎng)成定式思維

如對(duì)“功”的概念是力與在力方向的位移乘積，當(dāng)力與位移方向成θ角時(shí)W=Fsocsθ。學(xué)到“沖量”這個(gè)概念時(shí)，把這個(gè)力的沖量也寫(xiě)成：I=Ftocsθ。

二、物理概念教學(xué)存在的普遍問(wèn)題

（一）重知識(shí)，輕能力。教師教學(xué)過(guò)程只重視把一個(gè)概念硬生生的塞給學(xué)生，讓學(xué)生背概念的內(nèi)容，記概念的數(shù)學(xué)表達(dá)式，未創(chuàng)設(shè)必要的情境，讓學(xué)生通過(guò)理性，科學(xué)推理，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)。

（二）重結(jié)果，輕過(guò)程

不少物理教師為了節(jié)約課時(shí)，多講練習(xí)，在概念教學(xué)中只重結(jié)果，不重過(guò)程，如動(dòng)能概念的教學(xué)，直接把動(dòng)能的定義與表達(dá)式拋給學(xué)生，沒(méi)有讓學(xué)生經(jīng)歷概念形成過(guò)程，學(xué)生對(duì)概念和表達(dá)式的由來(lái)感到迷茫。

（三）重教學(xué)，輕學(xué)生

一些物理教師平時(shí)備課也很用功，但只注重備教材、備概念知識(shí)，忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)情的分析，課堂上只注重概念的邏輯性、科學(xué)性，忽視了學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)知能力，忽略了學(xué)生課堂上對(duì)物理概念形成的主動(dòng)體驗(yàn)過(guò)程，只重視教師的主導(dǎo)作用，忽視了學(xué)生的主體作用。

三、注重認(rèn)知體驗(yàn)，優(yōu)化概念引入

要破解學(xué)生難以掌握物理概念的困局，就必須從分析物理概念難以掌握的原因入手，針對(duì)目前物理概念教學(xué)普遍存在的現(xiàn)狀，研究如何優(yōu)化概念引入，筆者的觀點(diǎn)是物理概念教學(xué)中必須注重學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn)過(guò)程，創(chuàng)設(shè)條件讓學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探究，類(lèi)比分析、認(rèn)知感悟的過(guò)程，才能達(dá)到深刻理解，熟練掌握，下面談?wù)勛约涸诮虒W(xué)實(shí)踐中如何根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知體驗(yàn)，優(yōu)化物理概念的引入。

（一）通過(guò)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)引入

物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的基本理念。它要求物理教學(xué)要貼近學(xué)生生活，加強(qiáng)課程與學(xué)生生活和現(xiàn)實(shí)社會(huì)的聯(lián)系，學(xué)生從日常生活經(jīng)驗(yàn)中獲得了豐富的感性材料，這些都是學(xué)生形成概念的基礎(chǔ)。［2］

在魯科版物理必修1第2章第3節(jié)加速度概念的引入中，教材內(nèi)容是這樣的：“物體運(yùn)動(dòng)速度改變的快慢不一定相同，例如，飛機(jī)起飛時(shí)速度變化很大，而火車(chē)啟動(dòng)時(shí)速度變化就要小些，那么，怎么比較物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢呢？”

筆者的教學(xué)過(guò)程是這樣，先播放一段車(chē)手舒馬赫駕駛F1方程式賽車(chē)與超音速戰(zhàn)機(jī)競(jìng)速視頻，該比賽分600米、900米和1200米三段，結(jié)果是前600米舒馬赫的賽車(chē)居然勝過(guò)戰(zhàn)斗機(jī)，900米和1200米戰(zhàn)斗機(jī)勝出，學(xué)生大感驚訝，由此引出學(xué)生興趣，教師趁熱打鐵提出兩問(wèn)題：1.為什么900米和1200米飛機(jī)取勝？學(xué)生不假思索回答：飛機(jī)速度快；2.既然飛機(jī)速度快，那前600米賽車(chē)勝出又說(shuō)明了什么？激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈好奇心，讓學(xué)生分組討論然后回答，結(jié)果答案五花八門(mén)，但有一個(gè)學(xué)生答案是“賽車(chē)提速快”，教師乘機(jī)抓住“提速”兩字往下追問(wèn)，提示學(xué)生思考如何引入一個(gè)描述提速性能的物理量，引導(dǎo)學(xué)生與速度概念類(lèi)比，引出加速度的概念。這樣學(xué)生通過(guò)生活常見(jiàn)的競(jìng)速比賽，讓學(xué)生感到出乎意料的時(shí)候，順勢(shì)引導(dǎo)，引入物理概念，學(xué)生不但感覺(jué)物理概念引出自然，還能即刻領(lǐng)悟到物理概念引入的目的和意義，掌握物理概念深刻內(nèi)涵。

（二）利用已學(xué)概念對(duì)比引入

有些概念抽象，不好想象，難以理解，特別是電磁場(chǎng)相關(guān)的概念，如電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能三個(gè)概念，在魯科版教材中，三個(gè)概念分三節(jié)課敘述，第1節(jié)是《電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能》，在這一節(jié)中，第一部分介紹電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)，得出電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)的結(jié)論，在第二部分中引入電勢(shì)能的概念，按照魯科版教材的順序講解，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)感到一頭霧水，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，筆者根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和已有知識(shí)，對(duì)這一章的內(nèi)容進(jìn)行重新組織，打破教材原有章節(jié)順序，大膽探索新的教學(xué)邏輯，收到很好的效果。

根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生在學(xué)習(xí)電場(chǎng)能的性質(zhì)知識(shí)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力場(chǎng)中的能——重力勢(shì)能，對(duì)重力做功的計(jì)算非常熟悉，筆者從這一點(diǎn)入手，用類(lèi)比的方法，告訴學(xué)生根據(jù)前面學(xué)習(xí)知道電場(chǎng)力跟重力一樣，做功也跟路徑無(wú)關(guān)，都只跟始末位置有關(guān)，重力做功只跟始末位置的高度差有關(guān)，重力做功與物體本身重力的比值是始末位置的高度差，同理，電場(chǎng)力做功與電荷本身的帶電量的比值叫電場(chǎng)始末位置的電勢(shì)差，這樣引入電勢(shì)差的概念比較自然，同理，下一節(jié)跟高度類(lèi)比，重力場(chǎng)跟電場(chǎng)一樣，都要選取一個(gè)零勢(shì)能點(diǎn)，重力場(chǎng)中某點(diǎn)跟零點(diǎn)高度差就是這點(diǎn)的高度，電場(chǎng)中某點(diǎn)跟零點(diǎn)的電勢(shì)差叫這點(diǎn)的電勢(shì)，引入電勢(shì)概念也順理成章；接著跟重力勢(shì)能類(lèi)比，物體的重力跟所在位置高度的乘積是物體在該位置的重力勢(shì)能，同理，在電場(chǎng)中，電荷的電量與所在位置的電勢(shì)的乘積就是電荷在該位置具有的電勢(shì)能。這樣處理，遵從了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，邏輯關(guān)系明確，條理清晰，學(xué)生學(xué)習(xí)感覺(jué)自然順暢，理解透徹，易于掌握。

（三）根據(jù)物理概念的科學(xué)性引入

物理概念具有很強(qiáng)的科學(xué)性與嚴(yán)密性，用它可以揭示物理現(xiàn)象的某種本質(zhì)屬性，但魯科版教材中對(duì)部分概念的引入往往缺乏科學(xué)性與嚴(yán)密性，如魯科版物理3-1第5章第3節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，在魯科版教材中是這樣敘述的：“把小磁針?lè)旁诖艌?chǎng)中的不同位置，會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針受力大小、指向可能是不同的，這說(shuō)明在磁場(chǎng)中的各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、方向可能不一樣”，然后用一個(gè)迷你實(shí)驗(yàn)室——電磁鐵吸引別針實(shí)驗(yàn)來(lái)感受磁場(chǎng)強(qiáng)弱，接著這樣敘述“從上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，磁場(chǎng)不僅有方向性，而且有強(qiáng)弱，人們借鑒用電場(chǎng)強(qiáng)度表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法，用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱及方向。我們規(guī)定：穿過(guò)垂直于磁感線(xiàn)的單位面積的磁感線(xiàn)條數(shù)等于該處磁感應(yīng)強(qiáng)度”。

用這種方法引入磁感應(yīng)強(qiáng)度，學(xué)生會(huì)不會(huì)丈二和尚摸不著頭腦？學(xué)生至少會(huì)有兩方面疑惑，第一，教材中提到磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度類(lèi)似，都可以描述場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向，卻沒(méi)有按引入電場(chǎng)強(qiáng)度的方法引入磁感應(yīng)強(qiáng)度；第二，磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向的，那一定是個(gè)矢量，而它卻規(guī)定成磁感線(xiàn)的條數(shù)，顯然不符合邏輯，這樣定義，既不科學(xué)，也不嚴(yán)密，嚴(yán)重違背了學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。

筆者的教學(xué)過(guò)程是這樣的，先讓學(xué)生通過(guò)迷你實(shí)驗(yàn)室感受一下磁場(chǎng)也有強(qiáng)弱、方向之分，然后讓學(xué)生回顧電場(chǎng)強(qiáng)弱的描述方法——電場(chǎng)強(qiáng)度，接下來(lái)引導(dǎo)學(xué)生用類(lèi)比法自己想辦法為描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、方向引入一個(gè)物理量，讓學(xué)生分組討論，之后各組派代表總結(jié)發(fā)言。

由此激發(fā)學(xué)生的興趣，然后引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)探究磁場(chǎng)力的決定因素，把下一章的安培力提上來(lái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生知道了磁場(chǎng)力跟導(dǎo)線(xiàn)中的電流強(qiáng)度有關(guān)，跟導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān)，然后讓學(xué)生分組討論如何引入一個(gè)概念來(lái)科學(xué)地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，提問(wèn)學(xué)生，學(xué)生會(huì)很自然地說(shuō)出磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用導(dǎo)線(xiàn)受力比去導(dǎo)線(xiàn)中的電流和導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度的乘積，這樣磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念就順理成章地引入了。

總之，由于物理概念抽象，難以掌握，在物理概念教學(xué)特別是物理概念的引入教學(xué)中，只要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，給學(xué)生足夠的探究、體會(huì)、感悟的空間和時(shí)間，優(yōu)化物理概念教學(xué)的引入過(guò)程，是完全可以降低概念教學(xué)難度，提高概念教學(xué)效率的。

［1］鄭淳，郭定和.新課程理念下高中物理概念課的有效教學(xué)策略［J］.教育與教學(xué)研究，2009（11）.

［2］武少文.中學(xué)物理概念教學(xué)淺議［J］.宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（12）.

（責(zé)任編輯：詹國(guó)榮）