时间:2023-06-25 16:02:54
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇初中物理概念,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
作者简介:李源贵(1986-),男,广东信宜人,大学本科,学士学位,中学一级教师,主要研究方向:初中物理概念的教学.
物理概念是构成物理知识体系的基本要素,它是在大量观察实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把一些事物的本质的共同特征集中起来加以概括而形成的.物理概念包括了物理现象、物理本质属性、物理意义、物理思维形成过程、物体间的相互作用和规律等,掌握和界定每个物理概念才能形成物理学体系.但是在学习中,却有部分同学对物理概念的学习存在问题,出现物理概念的混淆,物理概念界定不清等现象,在解决实际问题时出现乱用概念、滥用概念等问题.因此,正确认识物理概念,帮助学生形成完整的物理知识体系非常重要.
1认识物理概念时存在的问题
11把物理概念等同于定义
初中学生刚接触物理,头脑中缺乏科学严谨的物理思维,在学习物理概念时,部分同学会对物理概念理解不深,简单的认为物理概念就是物理定义,只是从定义上来记忆物理概念,而没有深入理解到物理概念是从物理现象、物理过程中归纳出来的事物的共同特征、本质属性.
例如:在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度.学生从定义上理解到密度其实是一个比值,如同数学一样,通过公式ρ=mV来计算其大小就可以了,但是正确理解密度应从它的物理意义上理解,密度是由物质的种类来决定,跟物质的质量、体积无关,它反映的是物质的一种特性,单从定义上理解并没有正确理解密度的概念.
12没有区别物理概念的个别现象与一般现象
物理概念是物理事实的抽象,它是在大量观察实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把一些事物的本质的共同特征集中起来加以概括而形成的.但是物理概念中也有个别案例是在概念界限之外的,应当加以区别.
例如:在学习“浮力”时,一般学生都是从大量的例子认识到浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力.所以就在一般现象中概括形成了“浮力”的概念.但是所有浸在液体中的物体都会受到浮力吗?显然不是的,例如浸在水中的桥墩,它就没有受到水的浮力,这个应该从浮力产生的原因进行思考.
13没有分清“前概念”与“物理概念”
在学习物理之前,学生根据生活经验或现象在头脑中已经形成“前概念”,但“前概念”是一把双刃剑,既可以帮助学生形成正确的物理概念,也能阻碍学生形成正确的物理概念,如果没有把“前概念”和“物理概念”区分,则容易把物理概念混淆.
例如:学生在学习摩擦力前,从大量的生活经验中就形成了摩擦力的前概念,而且都认为摩擦力总是阻碍物体运动的,是属于阻力.但是从实验中发现,摩擦力也可以是动力,如运动员起跑时的摩擦力就属于动力,所以学习摩擦力的概念时,关键要认识到摩擦力只是阻碍物体的相对运动或相对运动的趋势,“相对”两个字就把前概念和正确的物理概念分清.
14没有界定清楚概念的范围
物理教材中出现的概念基本是从大量的实验和现象中总结归纳出来的,但是每个概念也有一定的范围,学生在学习中容易出现概念范围界定不清的问题,导致在知识点上出现前后矛盾.例如:学生学习声的产生时,知道声是由物体的振动产生的.但学生容易把“声”等同于生活中的“声音”,但是他们的范围不同.人们能够听到的才叫做“声音”,把声音、超声波、次声波统称为声.声音只是声的一部分,所以振动的物体能够产生声,但不一定能够听到声音.
2初中物理概念的分类
在初中阶段,学生学习到的物理概念很多,但大致可以归纳为三类:
21对物理现象描述的概念
在初中物理中,对物理现象的观察尤其重要,有些概念就是物理现象的直接描述.例如:把一块固态冰放在室温中慢慢变成了液体的水,对于这种现象就叫做“熔化”.所以把匀速直线运动、熔化、凝固、扩散、光的直线传播、反射、折射等概念都归纳为对物理现象描述的概念.
22反映物理本质特性或属性的概念
在初中阶段,有些物理定义只是根据实验现象归纳出总结,但并没有描述出物理的本质,当我们深入学习时,就会发现它反映的事物的本质属性或特性.例如:在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度.这个定义只是给出了密度如何计算,但实际上密度反映的是物质本身的特性.除此以外,特性还有、比热容、电阻、热值等,属性的有:质量、惯性.
23反映物体间相互作用及其规律的概念
物理概念除了描述物理现象和物理本质属性或特性外,还有就是反映物体间的相互作用及其规律的,它往往是通过公式的计算来描述.例如:物理学中如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功.用公式表示就是W=FS.这就是通过描述物体间相互作用的概念.除此以外还有力、功率、机械能、电流、压强、效率等.
3怎样学习初中物理概念
31理解概念的物理意x
在物理学中,虽然物理概念很多,但是每个物理概念都有物理意义,如果学习中忽略了物理意义,那就不叫物理了.例如:物理学中引入了“速度”,如果学生只是知道速度等于路程除以时间,当路程越远,时间越短时,速度就越大.这就等同于数学中学习的速度,物理学中之所以引入速度的概念目的就是为了描述物体运动的快慢,是物体运动的一种本领,它的大小不是由路程的大小和时间的长短来决定,而是由物体本身的性能决定.所以学习物理概念一定要理解它的物理意义.
32分清物理现象与本质
物理现象的概念和物理本质属性的概念是物理概念中最难区分的,有些概念从物理定义上看好像是描述物理现象的,但实际上是反映物理本质的,这样的概念最容易造成混淆.例如:在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小.从定义上看是一种阻碍现象,但实际上导体的电阻是导体本身的一种性质.因此,学习物理概念时应分清现象概念和本质属性概念.
33分清物理概念的范围
物理概念都有它的适用范围,界定清楚概念的范围能让学生正确理解和使用物理概念.而物理概念的范围有大小之分,也有过程量和状态量之分.例如:学习“密度”的概念时,我们清楚密度的大小是由物质的种类决定,跟物体的质量和体积无关,但是这只是针对固体和液体而言,而对于气体则不成立.又例如:在学习“热量”的概念时,我们知道在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,“热量”是一个过程量,只会出现在热传递的过程中,我们不能说某个物体具有多少的“热量”,但我们能说某个物体具有多少的“能量”.
34用科学实验学习物理概念
物理学是一门以观察、实验为基础的科学,人们的许多物理知识和概念是通过观察和实验,经过认真的思考而总结出来的,但是在做实验时一定要遵循科学性和严谨性,只有正确的实验才能得出正确的物理概念或知识.例如:在学习“分子热运动”的概念时,气体扩散实验是把装有二氧化氮的瓶子放在下面,上面倒扣的是空瓶子,这两个瓶子的上下位置不能颠倒,否则不能说明分子在不停的做无规则运动.
一、实验辅助教学
物理是一门建立在实验基础上的学科,物理实验是学习物理、探索物理的基本方法.纯粹的物理概念理论知识枯燥而乏味,观察和实验则可以给学生带来更多的直接经验和感性体验,为了科学地构建概念知识,初中物理教学强调概念教学的感性特点要符合物理学科的特点.物理实验是属于学生的实验,但是当前的物理教学中经常出现忽视、轻视观察和物理实验的现象.物理实验使学生通过自身实践,对物理现象产生真实体会,而不是用空乏解说代替的“演示实验”.教师的语言再精湛再具体,都比不过学生自己亲手操作的经验有说服力.实验是物理的基础,离开了实验,学生对物理的概念没有真正的理解,当然也就容易混淆了.
例如,在讲“浮力”时,浸在水中的物体要受到水向上的浮力.那么浮力的效果又是怎样的呢?其中又蕴涵着怎样的规律呢?几个完全相同的容器,几个不同的物件就可以对其轻松进行探究.学生通过自己操作,对不同物体在同一装满水的容器中所受到的浮力情况、同一物体在密度不同的溶液中受到的浮力情况进行观察和记录并且探究.通过自己亲手的实验,学生对浮力的概念不仅可以深刻理解,还加深了对这个概念的印象,提高了学生的学习效率.
二、充分运用媒体
有的物理概念抽象难懂,其实验对成本、条件、可看性等要求较高,难以在实际生活中进行展示,教师可以借助多媒体辅助教学.一些图片、动画、视频和仿真实验室等,都是辅助物理概念教学的最佳选择.教师可以将教学中出现的抽象又难以实际操作讲解的难点,利用多媒体进行虚拟的展示,同时还可以扩宽学生的视野,让教学更顺利地进行.
例如,在探究“声学”时,声音虽然是无时无刻存在我们身边的,但是其传播的原理却比较抽象,通过讲解,学生虽然对其概念略懂一二,但是要做到清晰地理解“声的传播”的概念,就必须利用多媒体在不同的环境、不同的介质进行虚拟演示,让学生充分理解.
又如,在探究“光学”时,光给我们的感觉往往只是一瞬间便可以照亮整片大地,但是光其实是有速度的,只是非常快,快得我们难以用肉眼去分辨,这给教学增加难度.多媒体的辅助就可以轻松解决这个问题,利用多媒体对光的传播进行模拟,学生就可以更好地理解“光速”这个概念了.教师通过科学、合理地应用媒体和软件,可以有效增强物理教学的感性特点,促进学生对物理概念的科学建构.
三、渐进式教学
作用;练习
〔中图分类号〕 G633.7
〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004―0463(2014)
07―0060―01
物理学理论由概念和规律构成,所以物理教学的主要问题是教好物理概念和物理规律。学生如果对物理概念领会得正确,一般来说,物理规律也就容易掌握,如果学生对物理概念不理解或死记硬背,就不可能真正理解物理规律和物理公式的物理意义,在解决实际问题时就会感到困难,要更进一步通过物理教学去培养学生的自学能力、思维能力、分析能力将成为空话。学生反映物理概念抽象难懂,运用物理知识解释日常生活中的问题很难,关键在于对物理概念一知半解。因此,认真研究物理概念的教学规律,帮学生打好基础,是物理教学中的重要课题。
一、重视概念的引入,激发学生学习兴趣
在概念教学中要尽量在回忆旧知识的基础上引入新概念。概念的引入要能激发学生的学习兴趣。有了兴趣,思维就能集中,学习的主动性就被调动了起来;提出的问题必须和引入的新概念密切相关,学生在生活中熟悉而又不能解决的问题,就能激发学生学习新概念的强烈愿望;用实验引入新概念,既生动又形象,可以使学生获得与概念有联系的感性认识,而又不能解释其原因,学生必然要满腔热情地去探索新知识。总之,不管采用什么途径引入概念,都必须使学生认识到引入新概念的必要性,激发学生的学习兴趣和探索新知识的愿望,把学生的思维活动引导到新概念上来。
二、做好演示实验,使学生获得形成概念的感性认识
初中学生的知识和经验都较少,思维活动往往依靠直观材料。做好演示实验,使学生获得与物理概念有直接联系的、具体直观的感性认识,是学生形成概念的基础。因此在概念教学中,每个演示实验都必须突出实验所要达到的目的,抓住主要因素使它鲜明、形象,给学生留下深刻的印象。在实验过程中,教师必须恰当地指导学生观察、思考,使学生通过观察实验获得形成概念的感性认识,打好理解概念的基础。实验的“可见度”和“准确度”都必须有恰当的要求。演示实验应尽可能让全班同学都能看见,准确程度则根据不同的仪器、不同实验的要求来确定,但必须达到实验要求和实验目的。
三、发挥教师的引导作用,促进学生概念的形成
教学过程是学生的认知过程。初中学生处于形象思维向抽象思维过渡的阶段,所以学生获得感性认识后,教师的作用在于引导学生积极思维,使学生从感性认识逐步提高到理性认识。这是学生形成概念的关键。对初中学生来说,从感性认识到形成概念是比较困难的,要想获得良好效果,应注意以下几点。
1.概念形成过程,教师的启发和引导很重要。2.要引导、训练学生用自己的语言来表达概念的物理意义,逐字逐句地研究概念的定义。3.引导学生用数学公式表示概念。4.在概念形成过程中,往往存在一些妨碍正确概念建立的因素。如,日常生活的直观错觉、相近概念的混淆等。在启发学生讨论问题时,教师必须引导学生暴露与概念形成相关的直观错觉,然后加以纠正;必须引导学生分析、对比容易混淆的概念,搞清它们之间的区别和联系,才能使学生印象深刻,加深对概念的理解。
初中生刚接触到物理这门课程,不知道该怎么学。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现象、物理过程和物理实验的内容为基础,是形成物理规律的前提,是培养学生掌握物理科学方法的出发点,是解决物理问题的核心。可以说物理概念是整个物理知识体系的支撑点。如果学生对概念不理解或死记硬背,就不能真正掌握物理规律和物理公式,要应用物理规律去解决实际问题就会感到困难。学生经常反映物理概念抽象难懂,运用物理知识去说明日常生活的各种问题有较大的困难,关键在于对物理概念的一知半解。
我认为,要学好物理概念,关键就是要弄清物理概念的内涵与外延。这就要求我们学会对物理概念的反复分析、琢磨,透彻理解它的内涵与外延。
以“热传递”这个概念为例,教材中是这样描述的:“当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。热传递时能量从高温处转移到低温处,直至温度相同”。经过分析,我们首先能找出概念中的关键字句:“当物体或物体的不同部分之间”“存在温度差时”“能量”“从高温处转移到低温处”“直至温度相同”。然后琢磨、体会这些字句的含义。“当物体或物体的不同部分之间”说出了热传递发生的位置是既可以在两个物体之间,也可以在一个物体的不同部分之间。“存在温度差时”说明了热传递发生的条件是存在温度差。能否发生热传递,关键是看温度是否相同,而非其他。温度相同,不会发生热传递;反之,温度不同时就一定会发生热传递。“能量”二字指明了热传递中传递的是能量,而不是温度或其他,说明了热传递的实质是能量发生了转移,温度变化只能是表象。“从高温处转移到低温处”道出了热传递时能量转移的方向,是从高温处转移到低温处,而不是从质量、体积大的物体转移到质量、体积小的物体上。“直至温度相同”指出了热传递停止的条件是温度是否相同,温度相同时热传递就会停止,否则热传递将会继续。经过这样的反复分析、琢磨,我们对热传递发生的位置、条件、实质、方向以及热传递停止的条件自然就会清楚、透彻,哪里还会有似是而非之感呢?
能否学好物理,很大程度上决定于你对物理概念理解得是否透彻。物理概念因其抽象性,总有“只可意会,不可言传”之感,比如“能量”“惯性”等这些概念,单靠老师的“言传”并不能传神地表达出其真谛,而只有自己做到了“意会”才能真正领略出它的全部内涵。这种“意会”的感觉只有靠我们对概念的反复分析、琢磨才能体会得到,所谓“师傅引进门,修行在个人”意义正在于此。
针对初中学生的年龄特征和接受能力,讲解比较抽象的物理概念时,应选择典型的、能突出本质现象的演示实验,使学生获得深刻的印象,并在头脑中形成一个能转化为明确概念的清晰观念,从而认识到物理概念的客观性和必要性。例如,教学“电阻”的概念时,我利用图1所示的电路进行演示实验,按下列顺序——在MN间接入一段普通导线,观察安培表的示数,可以看到电流有某一数值;在M、N间换接一段同样长度,同时粗细锰铜线,可以看到安培表示的示数减小了,在M、N间再换接一段同样长度、同样粗细的镍铬线,可以看到安培表的示数又随之变化,从而引出“导体的电阻”这样初步概念,指出:导体一方面具有导电的能力,另一方面又有阻碍电流通过的作用,这种对电流阻碍作用大小的性质称为导体的电阻。要向学生指出:导体的电阻是导体的一种属性,将在讲“决定电阻大小的因素”时再作进一步阐述。
在上述演示实验引出电阻初步概念的基础上,提出:“怎样量度一个导体的电阻值呢?”可以在导体两端加上相同的电压,观察通过导体的电流的阻碍是怎样变化的,这样就可以找到这个导体对电流的阻碍作用的强弱(大小)。教师应该引导学生设计出为此目的而设计的实验线路——“伏安法测定电阻”的实验线路,如图2所示(由于学生尚未学习过滑动变阻器,为了直观,可以采用改变蓄电池个数的方法来改变电路两端的电压,因为电池的内电阻很小,当电路中通过的电流很小时,可以认为蓄电池的路端电压是不变的。为此,演示对应选择电阻值较大的锰铜线和镍铬线做实验;安培表应采用安级的,演示时只需要读出具体的电流值)。进而分别选用两种不同的导体(例如一种用锰铜线,另一种用镍铬线)进行实验,分别测出几组U值和I值对应的实验数据。然后通过分析、概括和比较,就会发现:对同一个金属导体来说,它两端的电压值U跟通过它的电流值I的比值是一个定的值,但对不同的金属导体来说,比值 是不同的。
= = =……=R1
= = =……=R2
可见比值反映了导体本身的一种属性,在相同的电压下 值越大,电流越小,说明这个比值反映的是导体对电流阻碍作用的强弱,称为导体的电阻。然后引导学生进一步进行科学抽象,用R代表导体的电阻,抽象出电阻的定义公式:
R= = =
应该指出,R= R= 是电阻的定义公式,也是量度公式。一些物理概念用“比值”的方式下定义时,其定义公式仅表示量度方法,而不是表示物理间的函数关系。讲清这个问题,对学生正确理解物理概念能起着良好的作用,从而使学生弄明白:是I与U成正比,还是 标志导体对电流的阻碍作用的强弱,还应使学生搞清楚,电阻虽用比值来 量度,但它的大小跟导体两端的电压U和通过的电流I无关。而是由它的本身物理条件所决定(讲“决定电阻大小的因素”时再具体阐述)。这样学生就不会错误地认为导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中通过的电流成反比;更不会由R= 错误地认为U=0时,R也等于0,在这个基础上,教师还应该简要地阐明导体为什么会有电阻,使学生形成比较完整的概念,获得比较系统的知识。
学生弄清了电阻的定义公式,电阻的单位就很容易理解了——电阻的国际单位是欧姆,它是从电阻的定义公式R = 来规定的,即当U=1伏特,I=1安培时,规定R=1欧姆,也就是1欧姆= 。
上述的整个教学过程既扎扎实实地抓基础知识的教学,又使学生透彻理解电阻这一概念是怎样在实验和分析的基础上被抽象概括出来的。这样,概念的形成过程就使学生进行科学思维的过程。教学实践使我们体会到,教学中有计划地遵循物理概念形成的这种科学思维过程来组织教学,就会使学生在形成概念中,反复经历思考活动的训练,并逐步学会抽象概念的思维方法,学生的思维能力就会得到很好的发展。
二、引导思考,理解概念
1立足生活实际,积累感性材料
学生对具体的物理现象或探究过程的认识经验会影响他们对物理的思考和概念的形成.经验越丰富,形成的概念就越精细、详尽和准确.当下的学生往往缺少对生活经验的科学性认识和提炼.一方面,现在的独生子女生活经验很少,父母对孩子的生活方面也缺少正确而及时的科学性引导.因此在上物理课时他们表现出对生活现象的科学性理解和课堂生成都比较浅.另一方面,初中生本身知识结构不丰富,辩证能力和独立思考能力不成熟,考虑问题时容易只看事情的表面,产生一些错误或片面的概念性理解.面对生活中习见的现象,他们容易忽略分析的过程和问题的实质而直奔结果.针对这些现状,教师在日常教学中,可以通过引导学生多阅读科普杂志,与学生多聊聊生活趣事、新闻时事,尽量为概念形成提供大量的感性材料,为学生进一步思维加工提供依据.引导学生多问几个为什么,从探究的角度试着建立假设,收集证据,分析问题,拉近物理概念和学生的心理距离,让他们感觉物理科学就在身边,从而举一反三,融会贯通.
如在讲授简单机械的基本知识点后,学生对杠杆五要素的认识体会仍然较浅,笔者要求学生回家找到在生活中能带入教室的杠杆.第二天,学生们带来了剪刀,老虎钳,筷子,啤酒瓶起子,胡桃夹等等,琳琅满目.让不同的学生拿着自己带的杠杆在讲台前讲述该杠杆的工作原理,并让同学讨论它们的五要素.学生结合演示的活动过程,感性体会绕着转动的固定点(支点),使杠杆转动(或阻碍转动)的力等.然后老师将典型例子的简图画在黑板上,学生分析画出杠杆的五要素,使他们进一步巩固杠杆的概念要点.
2集思广益,构建概念
2.1顾名思义,勿断章取义
“顾名思义”是语文学习中理解词义的一般方法,而物理概念也是用文字的形式进行表述的.如果学生看到一个概念名词(哪怕是没有接触的),敢于从字面意思抓住关键词,猜测其涵义,那么出现新概念时学生就不会感到怯气和被动.“顾名思义”教物理概念是基于我们汉语特有的性质决定的.物理概念的名称体现了汉语的语言美,它们往往准确、精炼,其中每一个字、词,每一句话,每一个注释都是经过认真推敲并有其特定的意义,以保证概念的完整性和科学性.在概念教学中抓住关键的词字,注重引导学生从字面上逐步深入概念的深层涵义.
案例压力
概念垂直作用在物体表面上的力.概念中的关键词是“垂直”和“表面”.
我在教学时是这样设计的:第一步:让学生看着“压力”这个概念名词,说说对这个词的理解.
生:压力是压在物体上的力.
生:压力就是重力.
生:压力是两个物体放着时,上面物体对下面物体的力.
……这些对于“压力”前概念的理解已经基本到位.
第二步:给学生一个海绵,请学生演示手对海绵的压力,用简单实验器具演示压力发生时的现象.当第一个学生向大家演示手对海绵向下的压力后,马上就有学生补充也可以对其施加向上的压力,思维的闸门一下子打开了,学生们纷纷补充对海绵也可以有向左向右……各个方向的压力.随即用海绵向全班学生演示向各个方向的压力,让学生总结这些力有什么共同特点.用海绵来演示“压力”可以让学生更好的观察压力作用在物体上的位置,通过观察海绵发生形变的部位和形变的方向,学生对压力作用在物体的部位和压力的垂直指向有了具体的感性认识.
第三步:让学生再谈谈对“压力”这个名词的理解.当确定了事物的本质后,概念的定义就水落石出了,学生用简单、恰当、准确地语言概括出这个本质就可以了.当然在“顾名思义”教学中要避免片面理解字面意思,于是在下定义后,让学生通过画向着桌面朝下,向着天花板朝上、向着墙壁朝里,垂直于斜面朝下等不同方向的压力示意图,然后引导学生分析上下底面积不相同的杯子正放、倒放时液体对杯底的压力和杯子对桌面的压力,从简单到复杂,从侧面到综合多方位地启发学生的思维活动,让学生真正理解物理概念的内涵和外延,使定义的内容更加饱满.
2.2将错就错,借题发挥
在课堂教学过程中,难免会出现这样或那样的失误、错误.当错误或失误出现时,教师适时“将错就错”,把这种“错误”当成教学资源来利用,变废为宝.有时甚至可以故意犯“错误”,或把“错误”的结果放大,当错误的结果强烈冲击学生的感观,学生会自觉的辨清一些模糊、相近的概念.
比如在一次讲解电路连接时,我设计开放性实验:提供电路元件,让学生分组实验,连接电路,让两个小灯泡同时发光.学生兴致勃勃的连着电路,我在各组指导检查时,发现一个组把电路连成了电源短路,我本想制止,但转念一想,这不是一个现成的“好教材”吗?于是装着没看见,直接走过.当其他组都使两个灯泡发光时,这组同学却忙得焦头烂额,怎么都检查不出哪里出现问题了.我把他们的电路实物连接插在电路板上,向学生演示,让同学帮他们看哪出现问题.学生刚接触电学,对于这种电路中有用电器时的短路情况不能马上分辨.于是我又让他们摸摸电池,学生们马上发现:电池很烫,短路了.我乘胜让学生将“短路”的概念、类型和判断方法再一次巩固.随后举一反三,在电路图中加上电表、电阻等其他电器,指导学生辨别复杂电路中短路的情况.所谓“吃一堑,长一智”,有了这次由“错误”的结果带来的深刻体会,学生在运用电路图时,总会自觉地多下一步“检验”的棋.
3创设情境,多角度运用概念
概念教学的最终目的是运用概念来解决具体问题.因此课后及时地对学生进行难度适中的练习是必不可少的.同时实际地运用概念是概念的具体化,而每一次的概念具体化都会使其进一步丰富和深化,使学生对概念有更全面、更深刻的理解,能促使他们把新知识纳入已有的概念系统中去.在日常教学中,要贴切学生的日常生活,利用小游戏、学生发生的小意外,文具盒和书包里现有的物件,校内外学生常看见的事情,学生之间常聊的话题等多角度对概念进行运用.
如在学习了“压强”的概念后,我让学生做比赛握鸡蛋的游戏,就是把鸡蛋握在手里,看谁能把鸡蛋握破,结果是没一个人能做到,然后我让班级中最柔弱的女生轻敲这枚鸡蛋,很容易就敲破了,说明压力大不一定效果就明显,而压力小不见得就效果小;同样是“压强”,课后有个学生让我改作业,一用力学生的作业本被我用笔划破了,我及时引导学生思考用大小不等的力写字时,压力的效果是否相同?压力的作业效果到底与压力大小有什么关系?通过对与概念相临近的、相对立的、相反的方面多角度运用,可以避免过于单调的生活经验让学生缺少在多变情况下应用概念的应变能力.
4析汉字、编口诀,识记概念
在中学物理概念教学中,给学生创设情境的教学方法很多,常用的有运用实验创设情境、利用学生积累的生活经验带入情境和通过抓新旧知识的逻辑关系展开情境.无论运用哪种方法,教师所创设的情境都必须凸显出事物的“共同属性”和“基本特征”,让学生能够清晰、迅速和直接地感知到事物的物理“共同属性”和“本质特征”,帮助学生形成概念.
例如,在进行压强的新课教学时,教师所创设的情境应当充分凸显出压强大小所产生的效果是材料压缩形变的大小、压强等于压力除以面积等于弹性模量乘以相对压缩形变这一本质属性,压强大则压缩形变大,当压强增加到一定程度时,材料就破坏了.所以创设的情境应该让学生观察或感受物体在压强作用下所产生的压缩形变大小或者压力变化对物体的破坏程度.如教学中播放一段视频,沙滩上穿平底鞋且体重较重的男士和穿高跟鞋但体重较轻的女士散步后会留下深浅不一的脚印;让学生改变图1中实验小桌在海绵上的安放形式;或在图1的乙图和丙图中通过改变小桌上的砝码让学生观察海绵压迫的深浅程度.老师通过这样一些简洁、直观的实验现象来表现压强大小对材料压缩形变影响这一概念本质特征,学生理解起来就非常清晰.
如图1所示,甲图把小桌放在海棉上;乙图在桌面上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下,并在其上放一个砝码.注意观察三次实验时海绵被压下的深浅,这显示了压力作用的效果.
2 思维加工,形成定义
老师向学生提供感性材料的同时还应让学生按照一定的物理思维方法对感性材料进行加工,概括出物理事物的共同属性,抽象出物理事物的本质特征,用精练的语言将物理概念的内涵表达出来,这一思维加工环节是在初中物理概念教学中举足轻重但又常被教师省略的.如在进行压强概念教学时老师通过实验让学生得到了面积一定,压力越大压强越大;压力一定,面积越小压强越大的感知后,许多教师就直接给出了压强定义,而没有再对学生提出压力与面积都
不相同时该如何比较压强.如果此时老师让学生通过思考、寻找比较方法,学生就可自行得出压强定义,这样学生就不是机械地接受知识,而是从物理事物的本质特征上得出了压强的定义,真正实现学生从感性的认识到思维的抽象的飞跃,从而形成正确的概念.
老师对学生进行思维加工,仍须围绕概括共同属性、抽象出事物的物理本质特征展开,引导学生运用比较、分析、概括、抽象、综合的思维方法形成概念.如在进行电阻的概念教学中可引导学生整理、分析实验数据得出感性认知.任一纯电阻导体加在它两端的电压与通过它的电流之比是一个与U和I都无关的物理量R,再引导学生初步概括出每一个金属导体本身都存在一个恒量R,且不同导体具有不同的R值这一导体的共同属性.这时老师可以启发学生运用类比,联想同种物质的质量和体积的比是一个恒量,不同的物质这个恒量也不尽相同,这个恒量表示物体的一种本质特征――密度,再让学生悟出导体这一不同恒量R也一定表征着导体的某种固有本质特征.接着引导学生对几组实验数据进行比较,分析并推理得出:在相同的电压下,恒量R值大则电流小,恒量R值小则电流大,因此R的大小反映了导体对电流的阻碍作用的大小,于是引出电阻的概念.最后可让学生试用文字及数学式R=U/I得出R的正确的表达形式.
初中物理教学多从实验入手,通过观察和感知来总结知识,对理论逻辑的运用相对较少,但在高中物理课程的学习中对学生理论逻辑思维有着较高的要求,所以通过引导学生运用理论抽象出物理事物的本质特征可为学生的高中学习做铺垫.如对升华这一概念进行教学时,老师可先告知学生碘的熔点是113℃,然后学生进行实验,将含固态碘的密闭容器放在热水中,学生观察到固态碘变为了气态,此时提问学生:固态碘是直接变为了气态还是中间经过液化再变为气态,让学生在思考的过程中引导学生分析由于固态碘的溶化温度为113℃而热水温度最高不过100℃,最终得出固态的碘是直接变为了气态,所以这一过程就叫做升华.
3 基础练习,熟悉概念
初步形成概念后学生对概念的认识仍然是肤浅、片面的,要加深学生对概念的认识就需要进行紧贴概念全部含义的基础性练习.练习要囊括概念的全部含义,多一些巩固解释现象的练习,少一些复杂的问题训练.提出的问题应定性的多一些,定量计算的少一些,问题设计层次依次递进,难度逐步加深,不急于拓展、提高.如在给出压强的概念后进行这样一个基础练习,如图2所示,一张报纸平放在桌面上对桌面的压强为0.5Pa,若是将报纸对折,则对折后的报纸对桌面的压强是多少Pa?将报纸撕去一半后对桌面的压强又是多少Pa?练习紧贴压强是作用于单位面积上的压力这一含义,先改变影响压强的一个因素(面积),提问学生压强如何改变,再使压力和面积都改变再次提问学生压强的变化,使问题由浅入深,层次递进,让学生在问题难度的递进中逐步加深对概念的认识.
物理概念是物理科学的大门,要进入物理科学的神奇世界,首先就要敲开这扇大门,而掌握概念学习的技巧就是打开这扇大门的金钥匙。然而受传统学习观念的影响,很多学生乃至部分教师都没能重视概念学习的技巧,仅仅倾心于以死记硬背的方式学习物理概念。这样的学习方式不但无法让学生真正地领会概念的内涵和灵魂,反而由于枯燥的学习方式和低效率的学习效果,导致学生的学习负担大大加大,容易滋生厌学情绪。由此可见,我们要对概念学习树立全新的认识,努力探索概念教学技巧和方法,提高概念教学的科学性和高效性。
一、注意从实践中引入概念
物理概念都是经过高度抽象概括得出的结论,因此,物理概念最大的特点是抽象性和概括性很强,而我们要理解概念的本质和内涵,首先要做的就是对概念进行具体化处理,使得概念描述方式更符合学生的认知喜好和认知水平。那么如何具体化处理概念呢?物理学科作为一门实践类学科,各种概念都是从实践中总结归纳得出的,我们在学习物理概念的时候可以重新回到实践中,从实践中引入物理概念,让学生借助生活实践留在头脑中的印象或经验初步认识概念,这样会大大降低概念的学习难度。例如,在学习“简单机械”的概念时,让学生寻找一些生活中比较熟悉的杠杆、滑轮,在学习“压强”的概念时,拿出铅笔,用手指压住铅笔的两端,感受来自两端的不同的触感等,这种随时随地能够列举的实践问题可以将抽象的物理概念还原成具体的物理表象及学生的直观感受,便于学生初步形成概念,这样不仅理解的难度降低,而且拉近学生与物理概念之间的距离,有利于形成良好的学习心态。
二、充分利用课堂演示实验的优势
实验是物理学习中不可缺少的手段,在学习物理概念的时候,适当的实验演示可以将概念清楚明了地展现在学生眼前,这对学生掌握概念的内涵具有非常积极的作用。因此,在进行概念教学时,教师一定要懂得充分利用课堂演示实验的优势,通过实验现象的展示和分析,帮助学生一步步地从表象到本质,逐渐深入概念的内涵,抓住概念的特征与核心,从而更好地运用概念。例如在讲到“摩擦起电”这个概念时,笔者就请来一位长头发的女学生来到讲台上协助教师演示实验:首先笔者准备一块已经使它带电的泡沫块,然后将它放在女同学的头发上轻轻摩擦,很快头发就如同被粘住一样吸附在泡沫块上。这个现象很容易将学生的注意力给吸引住,接下来带着学生进行现象的解密活动,即概念学习活动,这样学生的学习热情会明显高涨,学习效果很理想。在做课堂演示实验的时候,有一个问题要注意,那就是保证实验现象的鲜明,这样才能保证概念的形象生动直观,让学生通过有效的现象观察激活思维,从而为进一步理解认识概念打好基础。
三、积极分析概念间的相互联系
物理概念学习的一个最大难点是概念数量庞大,内容纷繁复杂,一不小心学生就会在概念学习中晕头转向。怎样解决这个概念学习的大难题呢?事实上,物理概念看似各不相干,但其实很多概念稍加分析,就会发现不同的概念之间存在很多内在的联系。有些概念在定义上的思路存在相似性,如速度、密度、功率等,这些概念都是通过两个物理量之间的比重定义物体的某些属性,这些类似的概念,可以通过类比的方式让学生牢记这些概念,同时这种类比方式可以有效避免学生出现概念上的混淆。还有一些概念本身比较抽象,在讲解这些概念的时候,教师可以通过与之相似的比较具体的概念形象帮助学生理解。例如,电流做功的概念可以用水流做功进行类比分析,电压概念可以用具体形象的水压进行对比等,比起看不见摸不着的抽象概念,这些看得见摸得着的概念学生更容易理解接受,借助于相对比较形象的概念建立起来的认知可以引导学生理解与之相近的抽象概念。通过寻找概念间的相互联系,教师在进行概念教学的时候,可以使得各概念之间形成一个系统,各个概念之间做到相互启发,深化认知。例如在复习“电工电功率”时,在讲到电功和电热的计算公式的时候,学生会发现它们的公式形式竟然是一样的,这时学生就能大概猜到两者之间可能存在一定的联系,教师只要稍加引导,让学生分析电流做功的实质、两个物理量之间隐藏一条共同的规律等问题,很快学生就能联想到能量转化与守恒定律,从而把这两个概念纳入同一系统中,更好地理解应用这两个概念。
四、积极利用概念理解中的错误经验
在概念理解中,学生经常会受到很多因素的影响而出现概念理解错误,然而这些错误不见得都会成为概念学习道路中的“绊脚石”,相反,如果运用恰当,这些错误经验反而会变成学生进一步理解概念的“助推器”。以学习力学时的一个典型案例来说,通常教师向学生提问“一块木块在斜坡中下滑时受到哪些力的作用”时,大多数学生的答案都会包含重力、摩擦力、支持力、下滑力这样几个力,很显然,下滑力是错误的答案,而这个错误出现的原因就是学生不能真正理解力的产生的条件。因此,这个错误的发生就给学生进一步理解巩固力的产生条件提供有利的机会,教师可以借助这个典型的错误进行分析,通过犯错加深学生的印象,从而达到进一步巩固概念的目的。
总之,概念的学习并非我们想象得那么简单,仅仅依靠死记硬背就能实现目标,同时,概念学习也没有我们想象得那么困难,只要教师教法得当,概念学习不但不会给学生造成太大的负担,反而会变成一个体验物理学习乐趣的过程。因此,物理教师一定要牢记物理概念教学技巧,努力增强概念教学的趣味性和有效性,争取用科学的概念教学技巧上好概念课,为进一步的物理学习打下坚定的基石。
参考文献:
1.概念本质属性被现象掩盖
物理概念是对某一类物理事物和物理现象的本质属性的熟悉,本质属性往往隐藏在表面现象之后,生动的表面现象往往给人深刻的印象。例如,热传递现象中究竟传递的是温度还是热量?物体间发生热传递时给学生留下的表面熟悉是:一个物体温度降低,另一个物体温度升高,最后达到温度相同,表面上看是物体间发生了温度传递。要熟悉现象的本质,需要经过充分的分析、理解才能熟悉到,这种强烈的表面印象抑制了学生对热传递本质属性的熟悉。
2.学前概念的负迁移
学生在学习新的物理概念之前,往往已经接触过许多相关的物理现象,并在头脑中形成一些近似的概念,即学前概念。这些概念往往是未经充分的科学抽象而获得的,因此,大多是不准确甚至是错误的。不正确的学前概念妨碍概念理解的全面性、完整性,影响着学生对新概念的同化,造成新旧概念的模糊熟悉。例如,对于光和光线,学生在生活中已经有诸如“这里光线太暗”之类的说法,显然是用光线代替了光,在理解“光线是表示光束及其方向的直线”时产生迷惑,片面认为光线就是光。
3.概念形式相似或意义相近
物理概念中,有相当多概念与其他一些概念形式上相似,更多的是意义上的相近,对这些相似概念区分不清,就会造成理解的混乱。例如液体压强计算公式与浮力计算公式;物体的相互作用力与物体受到的平衡力;功率与机械效率;惯性与惯性定律;汽化与升华;电动机与发电机;音调与音色等等。
4.概念之间既相互联系又相互区别
有一些概念尽管物理含义不同,但在同一类问题或现象中有着密切的联系,有的学生由于头脑中没有完整的物理情境,对它们的物理意义理解不透,轻易将它们之间的关系简单化,不了解它们在本质上的区别,就会混淆不清。例如,对于温度、热量、内能这三个概念,有些学生常认为:热的物体热量多,内能也大;相同温度的水,质量越大热量越多等。还有如重力与压力、压力与压强、功与功率、电功与电热等等,都经常产生混淆。
二、比较法是学习易混淆概念的有效策略
1.概念形成过程的比较
物理学概念是从物理现象和物理过程中抽象出来的事物本质特征,概念形成过程的比较涉及到建立概念的目的、有关的典型物理事物或物理现象、思维过程等。这些方面的区分度一般较大,容易起到鉴别概念的作用。例如:压力和重力。压力的形成是由于互相接触的物体发生相互挤压,而产生垂直作用在物体表面上的力,其性质属于弹性力;重力是地表四周的物体由于受到地球的吸引而使物体受到的力,其性质属于引力。在有些情况下,压力是由物体的重力引起的,如放在水平地面上的物体对地面的压力,此时也仅仅是压力的大小与物体的重力大小相等。但在许多情况下,压力并不是由于重力引起的,如用手握住物体时,手对物体的压力;用力往墙壁上按图钉,图钉对墙壁的压力等。从压力和重力的产生过程看,它们是性质完全不同的两种力。
2.概念内涵的比较
物理概念内涵的比较是易混概念之间最实质、最重要的比较。一般说来,易混概念往往描述的是同一类物理事物或物理过程的不同属性。因此,区分这样的易混概念,要指明它们分别描述了同一对象的哪些不同属性,明确理解它们的不同的物理内涵。如平均速度和速度都是用来描述物体运动的快慢,但要分清前者是描述一段时间内的平均快慢,而后者表示物体的运动快慢不变。
3.在运用中比较
把易混概念运用于某些具体情况中,经常能获得生动的、直观形象的感受,使概念之间的区别更鲜明。例如:热量和温度,学生往往认为热量是一种物质,温度是热量的强度,热量和温度成比例,热传递中是温度被转移等等。教学过程中运用“概念冲突”来促进学生概念的转化,提供一些实例和需要学生解决的问题,学生用个人的理解和解释这些实例往往会产生矛盾,只有运用科学的物理概念才能解决“冲突”,解释这些现象。
4.在结构中比较
物理概念教学程序一般为概念的引入、概念的理解、概念的应用。通过多媒体进行教学,具体策略分为以下几个阶段。
一、运用课件选角度、抓引入、建构概念
概念的形成首先要有一个图式积累的过程,教师可以运用课件播放有关片段,激发学生的好奇心,从而引起学生的求知欲。学生通过实验,可以获取丰富的感觉、知觉图式,可以了解与物理概念相关的多种矛盾现象。教师可以用提问的方式唤起学生的记忆,促使学生有目标地感知,将新的感性材料同化到原有认知结构体系中去,找到记忆的“增长点”,让学生知道他们即将学习的概念“像什么”。教师要分析学生新接收到的信息与原认识领域中的信息有无冲突的地方,如有的话,在哪里出现不符,甚至出现了对抗,这种做法有利于帮助学生发现和排除前概念的影响,为建立科学的物理概念打下基础。
如,在教学“浮力”概念时,可以先播放一段人在死海中自如活动的图片,让学生思考:他们为什么不下沉?再做小实验,将小木块、牙膏袋等先后放入透明的水槽中,学生会发现木块浮在水面上,牙膏袋沉在槽底。此时教师可以提问:是否只有木块才受到水对它向上的作用力,而牙膏袋却不受到水对它的作用力?很多学生都会作出这样的回答:木块受到水对它的作用力,牙膏袋不会受到水对它的作用力。学生甚至还会解释说密度比水大的物体不会受到水对它力的作用,所以下沉。接下来,教师通过改变牙膏袋的形状,再放入水中,发现它浮在水面上,学生会非常惊讶,兴趣大增,因为他们头脑中的前概念受到了极大的挑战。教师适时地告诉学生:任何物体在液体中都会受到浮力作用,与物体的密度无关。如,人在水中搬运石头就比岸上感到轻松,是因为受到水对石头浮力作用的缘故。再通过进一步举例、分析,引入“浮力”的概念。
二、运用实验录像揭现象、抓本质、理解概念
由于获得了足够多的感性材料以及为建立新概念而引入的相关知识,这些感性材料和相关知识为新概念的建立做好了心理图式上的准备。但新的概念的建立是客观作用于主观,经过思维后的产物,这就要求教师充分发挥其主导作用,通过设疑、质疑、课堂讨论等多种方法逐步启发学生去积极思考,逐渐摒弃物理现象中的无关因素,找到形成概念的相关因素,甚至关键因素,抽象概括出本质属性,形成新的概念,实现思维由感性到理性,又具体到抽象的飞跃。
如,在学“浮力”的概念时,通过实验己构建了概念的雏形:浮力是物体在液体中所受到的向上的作用力。但浮力究竟与哪些因素有关呢?我们可以进一步实验:选择质量相同但体积不同的两金属块,如铁块与铝块,通过弹簧秤悬挂并浸没在水中,我们马上就发现,与铁块相连的弹簧秤的读数大于与铝块相连的弹簧的读数,而改变铝块的形状后,弹簧秤读数并不发生变化,最后将水换成油,弹簧秤的读数都变大。教师让学生将数据逐一记录下来,连同用牙膏袋引入浮力概念的实验,组织学生讨论,学生很容易得出物体所受到浮力只与液体的密度、物体排开液体的体积有关,与物体的其他因素无关的结论。
三、恰当应用,及时反馈,明确概念
应用就是让问题显现出具体矛盾,这些问题的矛盾既可以分为概念所反映的事物自身的矛盾,又具备认识上的矛盾。概念的应用实际上是对具体认识和理解的延续,是认识层面的第二次跨越,能够让思维运用到具体的实践中,作用于实践层面,也可以使得我们对概念的理解程度得到检验。对概念的运用可以分为两个层面:一是指学习者在了解和运用具体教材内容的前提下,用所学的概念来解决相似的问题;二是指学生在学习概念的同时进行把握,可以根据所学的概念来解决实际中出现的新的问题。只有那些包含了物理的表面现象、物理内在规律、多种多样的物理应用题和那些同其他科目有包含关系的物理题目,才能够真正检验和运用到物理概念。
这样一来,教师也可以对学生知识面的掌握程度进行了解。关于概念运用的第一个层面的教学方法,教师大多能较好地把握和运用。了解、分析、鉴别、运用这些是教学的程序也可以说是具体的教学方法。所以,教师可以充分运用计算机,根据以上要求,设计出对应的题目,根据具体情况巧妙组合题目来进行练习。现把概念运用的第二个层面做如下的理解:
1.在物理概念的具体教学过程中运用信息构建物理模型
应用题中大多包含着很多矛盾对象,可是由于要受到一些题目条件的限制,我们总是选择那些能够解答出问题的矛盾作为对象来回答,通过问题的一些物理模式来进行把握,写出分析过程,最终解答出来。但是需要说明的是,能不能通过现有的物理模式进一步突出对物理概念的教学却是一件有意义的事情。从心理学的认知角度来看,具体情景越新鲜,能够使得学生兴趣越浓烈,物理模型中包含的物理概念自身或者是概念之间的一些统一结合的关系,如果在教师有目的地提取后,展现在学生面前的这些问题就更具有特殊的关系,将使得物理概念更加明确。
2.在物理规律中延伸概念教学
运用多媒体来演绎物理的运动过程,可以让学生直观明白相关概念之间的那些统一对立的物理现象,或者是物理过程中的关系以及发展的趋势。这些都是靠相应的物理规律来建立的,物理规律不是单一存在的,它是物理概念之间的联系。学生在具体解决题目的时候,不容易建立正确、全面的物理方程,从一定程度来说是对物理的相应概念不能够全部理解造成的。在具体的物理规律中延伸物理概念的教学能更深层次解释和理解相关概念之间的关系,这样就能够在具体的学习过程中活化物理概念。
比如,在探究“声音传播的条件”时,可提出问题:“声音能在固体、液体、气体中传播吗?”教材图1-2所示的实验,可以初步总结得出:声音能在固体中传播;教材图1-3所示的实验,可以初步总结得出:声音能在液体中传播;教材图1-4所示的实验,可以初步总结得出:声音能在气体中传播,但不能在真空中传播。通过多媒体与教材相结合得到最优化的效果。
3.借助具体的物理实验来巩固物理概念教学
在物理教学过程中,直观的物理实验在概念的学习中具有很强的作用,实验具有很强的直观性,这个特性可以强化对物理概念的反复记忆,还可以利用实验的可操作性这一特性,使得学生的创造性思维能力得到培养,可以利用实验的可信性,可及时考验学生对概念的认识。此外,具体的物理实验还可以培养学生的实验操作技能。在条件成熟的情况下,教师可以引导学生在平时生活中,学做书本上的相关实验,并且可以让学生根据书本上的知识来设计实验。例如,九年级小实验“空气的力量”简单易做:对两张平行的纸吹气,两张纸吸到一起。通过这个小实验使得学生明白了流体压强与流速的关系,这样就可以理解大气的问题。但是有些实验必须提醒学生的安全性,以免造成一些不必要的伤害。
教无定法,贵在得法。在初中物理概念的教学中,教师要根据学生的特点和概念的内涵、外延,科学合理、灵活地应用多媒体,这样才能收到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]都晓辉.高中物理教学中渗透环境教育的研究[D].山东师范大学,2010.