基于構建物理概念下的實驗教學探究

張繼青

【摘 要】在教學中，教師帶領學生學習如何觀察實驗，如何分析影響實驗結果的各種因素，如何歸納出概念的基本特征，以獲得新的概念。本文從三個方面談實驗在概念教學中的運用。

【關鍵詞】物理概念；實驗；內涵和外延

2017年河南中考物理試卷第11題機器人爬桿問題，考察摩擦力概念的外延，很多孩子錯選了B.增大握力，摩擦力變大。究其原因，考生只是死記硬背影響摩擦力大小的因素：壓力大小和接觸面的粗糙程度，而忽略了摩擦力概念的理解，題中的摩擦力不是滑動摩擦而是靜摩擦，所以與前面兩個因素均無關。在很長一段時間內，我們物理教師為了加快教學的進度，在概念的建立和讓學生理解概念上都是簡單的一筆帶過，取而代之的是大量的刷題，導致很大一部分學生只是簡單對于概念進行熟記，卻沒有真正領會物理概念的內涵和外延，很多學生的物理能力被限制了上升的空間。

《教學大綱》中規(guī)定“物理是一門實驗科學，通過學生實驗，能夠使學生理解物理概念和規(guī)律的建立與實驗關系，培養(yǎng)學生一定的實驗能力”。因此說：實驗是中學物理概念教學的基礎。在教學中，教師帶領學生學習如何觀察實驗，如何分析影響實驗結果的各種因素，如何歸納出概念的基本特征，以獲得新的概念。

一、變抽象為形象，建立物理概念

在初中物理知識體系中，有很多物理概念是相對抽象的，對于初中生來說，理解是比較困難的，如果能通過實驗將抽象的概念形象地展現(xiàn)出來，例如：講“磁場”是，我們只從生活中體會，則很難建立“場”的概念，再如學習“大氣壓強”的概念時，雖然我們生活在空氣中，卻感受不到大氣壓的作用，如果我們借助實驗用一個指南針演示一下，通過磁力線就很容易把抽象的場的概念形象的表達出來；做一個“玻璃杯咬氣球實驗”就容易建立起大氣壓的概念。通過一些典型實驗，達到事半功倍的效果。

二、對比實驗，糾正錯誤概念

為了糾正學生在生活經驗中形成的錯誤觀念，建立正確概念，恰當?shù)剡\用對比性實驗也能收到較好的教學效果。例如關于“阻力大小與哪些因素有關”的教學，針對學生認為質量大的物體受到的阻力大，質量小的物體受到的阻力小，質量相同的物體所受阻力相同的錯誤認識，設計了以下的對比性實驗。先從相同高度處同時釋放質量不同的一大一小兩張紙片，結果質量大的大紙下落得快。不少學生得出所受阻力由其質量決定的錯誤結論。此時教師不要急于糾正學生的錯誤，而是接著分別演示：①兩張相同的紙片，其中一張揉成一個小團，從同樣高度同時釋放，結果觀察到紙團下落快。②將一張質量較小的小紙片揉成一團與一張質量較大的紙片，同時從同樣高度開始下落，可觀察到質量小的紙團反而下落得快。當學生弄清紙片之所以比紙團下落得慢是因為空氣阻力對紙片影響大以后，前后兩次實驗的對比分析，得出空氣阻力大小與物體的形狀有關，與質量無關。通過對比實驗，讓本來易錯的物理概念變得容易理解。

三、改進實驗，深化概念理解

同一個實驗，操作方法不同，對學生產生的效果也不盡相同，和孩子們一起探索有關實驗的改進和創(chuàng)新，使實驗活動在操作方面更便捷，現(xiàn)象更明顯，更利于學生對重要概念的建立和理解。如觀察水沸騰條件的實驗，問孩子們有哪些方法縮短加熱時間，1.給試管口加蓋子，2.使用溫水，3.將燒杯換成小號的，但是方法3中由于燒杯較小，不易觀察氣泡上升過程中的體積變化，孩子們想到將燒杯換成試管，既確保水量不多，又能觀察水沸騰前后氣泡上升過程中體積的變化。在師生互動中完成了沸騰概念的理解。又如碘的升華和凝華實驗，如果直接用酒精燈對碘加熱，酒精燈外焰的溫度約為800℃，碘的熔點為113.7℃。由于火焰的溫度高于碘的熔點，碘在升華的同時會發(fā)生熔化，碘錘中出現(xiàn)液態(tài)碘，升華現(xiàn)象不明顯。孩子們經過討論，如果采用圖甲的對碘錘進行水浴加熱，控制碘的溫度≤100℃，使其達不到碘的熔點，觀察固態(tài)的碘直接變成氣態(tài)的碘，現(xiàn)象更明顯。同時還將一些改進的實驗拍攝了視頻錄像，便于其他老師借鑒。通過實驗創(chuàng)新， 在概念形成各環(huán)節(jié)中，正確引導使學生在掌握概念的同時提高認知能力，糾正一些不良思維習慣，形成科學的物理學思想方法。

綜上所述，物理概念抽象，對教學要求較高；而學生的認識能力、知識基礎較差，這一矛盾造成了概念教學的復雜性和艱巨性。但只要教師樹立正確的教學指導思想，清楚學生的認知結構特點，按教學規(guī)律和學生心理特點進行教學，是能夠完成形成概念、培養(yǎng)能力的艱巨任務的。著名心理學家布魯納認為：“在教學過程中，教師的職責不是提供現(xiàn)成的知識，而是幫助學生形成一種獨立探究的情境，教師不是傳授知識的機器，學生也不能只顧接受，而應成為一個積極的探究者。”很多物理概念是在實驗中歸納總結得出的，因此在物理概念教學中利用物理實驗創(chuàng)設探究的情境，基于構建物理概念下的實驗教學研究就顯得尤為重要。

【參考文獻】

[1]顧仁權.合作探究中優(yōu)化初中物理概念教學——以《物質的比熱容》概念教學為例[J].華夏教師，2017（01）：28-29

[2]貝婧一.立足核心素養(yǎng) 優(yōu)化物理實驗——初中物理實驗教學策略研究，中學教學參考，2017（5）：59-60

【課題：2015年河南省教育技術裝備和實踐教育研究立項課題：《基于構建物理概念下的實驗教學研究》（編號：PZS079）】endprint