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在物理課堂教學中,物理教師應充分重視概念教學的重要性,并與時俱進地將多媒體這一教學輔助工具引入到課堂活動中,將物質概念變得更為生動而直觀,從而切實提高概念教學實效;本文采取理論與案例結合方式,從三個角度進行闡述多媒體教學在物理概念教學中的優越性和實效性,以饗讀者.
一、借助多媒體,幫助學生科學構建概念
初中物理概念的形成需要一個圖式積累的過程,教師在實際教學中應借助多媒體,依據具體的教學內容為學生播放相關材料,以充分激發學生學習興趣,從而促使其以更大熱情投入到物理概念的學習中去.物理是一門以實驗為基礎的學科,在物理概念教學中,教師可借助多媒體為學生播放相關實驗,使得學生獲得豐富知覺與感覺圖式,從而盡可能多地了解和物理概念有關的各類矛盾現象.在日常教學中教師可借助提問手段喚醒學生記憶,引導他們有針對性地知覺,積極把新的物理感性素材同化到舊的知識體系中去,從而恰當找到記憶的“銜接點”,使得學生精準了解自己要學習的物理概念和什么相關.在實際教學中,教師應全面分析學生新了解的信息和舊知識之間有無矛盾之處,如果有的話在什么位置出現了什么矛盾.這就有助于學生排除與發現舊概念的影響,從而為構建新的物理概念做好了準備.比如,在學習蘇科版初中物理中《浮力》這一概念時,教師就可借助多媒體為學生播放人在死海漂浮的視頻,并提問他們為什么人在死海中不會下沉?然后再播放實驗:將小木塊、壓扁了的易拉罐放在水槽中后,小木塊漂浮在水面,而壓扁了的易拉罐沉到了水槽底.教師提問是不是只有木塊受到了水的向上作用力,壓扁了的易拉罐沒有受到作用力呢?很多學生回答“是”.有的學生回答水只會對自己密度小的物體產生作用力.教師可先不評價學生的回答,將壓扁的易拉罐恢復原狀后放回水中,當學生看到它也能漂浮起來都感到很吃驚.教師這時可告訴學生:所有物體都會受到液體的浮力,這也是人們在水中搬運重物更輕松的原因.
二、借助多媒體,幫助學生抓住理解概念
在初中物理概念教學中,教師借助多媒體為學生盡可能多地展示出與概念相關的感性材料之后,就要引導學生分析材料并逐漸構建出新的物理概念.建立新概念的過程也是將客觀材料主觀化的過程,這就需要教師積極發揮自身的教學主導作用,借助課堂討論、發現問題、提出問題等形式不斷激發學生努力思考,從而逐漸排除物理現場中的無效因素,挖掘出與概念形成有重大關系的核心因素,從而獲得物理概念的本質屬性,進而構建出新的物理概念,最終實現從感性到理性的質的飛躍.比如,在學習蘇科版初中物理教材八年級下冊《浮力》概念時,教師就可將多媒體作為教學輔助手段,幫助學生抓住浮力概念的本質,從而使得他們更加深刻理解概念內涵.物理教材中是這樣定義“浮力”的:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對它豎直向上的力.但是影響浮力的因素有哪些呢?在實際教學中,教師可借助多媒體為學生播放幾組實驗,并要求學生一一記錄實驗中彈簧秤讀數.實驗中體積不同但質量相同的兩個銅塊鐵塊,上端用繩子懸掛在彈簧秤先浸泡在水中,同學們會發現懸掛鋁塊的彈簧秤讀數小于鐵塊,在更改鋁塊外形后彈簧秤讀數不變;再將懸掛在彈簧秤上的鐵塊與鋁塊再次放到油中,彈簧秤讀數均變大.然后,再為學生播放牙膏管放在水中的實驗:處于正常狀態的牙膏管漂浮在水面,而將牙膏管揉成一團后再次放進水中后下沉.實驗播放完畢,教師引導學生就幾組實驗現象展開討論,分析影響浮力的各種因素,最終學生在對比中抓住了影響浮力的因素為物體排開液體的體積與液體密度.
三、借助多媒體,幫助學生精準應用概念
興趣;演示實驗;引導
作用;練習
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004―0463(2014)
07―0060―01
物理學理論由概念和規律構成,所以物理教學的主要問題是教好物理概念和物理規律。學生如果對物理概念領會得正確,一般來說,物理規律也就容易掌握,如果學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律和物理公式的物理意義,在解決實際問題時就會感到困難,要更進一步通過物理教學去培養學生的自學能力、思維能力、分析能力將成為空話。學生反映物理概念抽象難懂,運用物理知識解釋日常生活中的問題很難,關鍵在于對物理概念一知半解。因此,認真研究物理概念的教學規律,幫學生打好基礎,是物理教學中的重要課題。
一、重視概念的引入,激發學生學習興趣
在概念教學中要盡量在回憶舊知識的基礎上引入新概念。概念的引入要能激發學生的學習興趣。有了興趣,思維就能集中,學習的主動性就被調動了起來;提出的問題必須和引入的新概念密切相關,學生在生活中熟悉而又不能解決的問題,就能激發學生學習新概念的強烈愿望;用實驗引入新概念,既生動又形象,可以使學生獲得與概念有聯系的感性認識,而又不能解釋其原因,學生必然要滿腔熱情地去探索新知識。總之,不管采用什么途徑引入概念,都必須使學生認識到引入新概念的必要性,激發學生的學習興趣和探索新知識的愿望,把學生的思維活動引導到新概念上來。
二、做好演示實驗,使學生獲得形成概念的感性認識
初中學生的知識和經驗都較少,思維活動往往依靠直觀材料。做好演示實驗,使學生獲得與物理概念有直接聯系的、具體直觀的感性認識,是學生形成概念的基礎。因此在概念教學中,每個演示實驗都必須突出實驗所要達到的目的,抓住主要因素使它鮮明、形象,給學生留下深刻的印象。在實驗過程中,教師必須恰當地指導學生觀察、思考,使學生通過觀察實驗獲得形成概念的感性認識,打好理解概念的基礎。實驗的“可見度”和“準確度”都必須有恰當的要求。演示實驗應盡可能讓全班同學都能看見,準確程度則根據不同的儀器、不同實驗的要求來確定,但必須達到實驗要求和實驗目的。
三、發揮教師的引導作用,促進學生概念的形成
教學過程是學生的認知過程。初中學生處于形象思維向抽象思維過渡的階段,所以學生獲得感性認識后,教師的作用在于引導學生積極思維,使學生從感性認識逐步提高到理性認識。這是學生形成概念的關鍵。對初中學生來說,從感性認識到形成概念是比較困難的,要想獲得良好效果,應注意以下幾點。
1.概念形成過程,教師的啟發和引導很重要。2.要引導、訓練學生用自己的語言來表達概念的物理意義,逐字逐句地研究概念的定義。3.引導學生用數學公式表示概念。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,日常生活的直觀錯覺、相近概念的混淆等。在啟發學生討論問題時,教師必須引導學生暴露與概念形成相關的直觀錯覺,然后加以糾正;必須引導學生分析、對比容易混淆的概念,搞清它們之間的區別和聯系,才能使學生印象深刻,加深對概念的理解。
四、通過練習鞏固和深化概念
物理概念是對物理現象的概括,是從個別的物理現象,具體過程和狀態中抽象出的具有相同本質的物理實體。在中學物理中主要有兩大類。一類是用詞語直接表達的概念。如力、重心、點電荷、理想氣體、干涉、靜電平衡、勻速直線運動、衰變等等。另一類是用數學語言表達的概念,常稱為物理量。如加速度,動能,動量,電場強度等等。
對一個物理概念的認識,一般需經三個階段:一、感性的具體,二、理性的抽象,三、理性的具體。老師每講一個新的概念的時候,總是首先引入我們比較熟悉的一些具體物理現象,物理實例或做一些物理實驗,使我們產生具體的感性的認識;再經過去粗取精,去偽存真,由表及里的分析比較,抽象出本質屬性,上升到理性認識;再經過演繹的練習,使物理的抽象上升為理性的具體,實現應用所學概念有針對性的解決有關問題。
二、物理概念的特點
物理概念準確地反映了物理現象及過程的本質屬性,它是在大量的觀察、實驗基礎上,獲得感性認識,通過分析比較、歸納綜合,區別個別與一般、現象與本質,然后把這些物理現象的共同特征集中起來加以概括而建立的,是物理事實本質在人腦中的反映。任何一個物理概念的學習又會與其他 概念相聯系,概念之間的這種關聯著的邏輯關系,是構成物理規律和公式的理論基礎。物理概念不僅是物理基礎理論知識的一個重要組成部分,也是學生通過邏輯推理方法,構建知識體系的 基本元素,學生學習物理知識的過程,就是要不斷地建立物理概念,弄清物理規律。如果概念不清,就不可能真正掌握物理基礎知識,不可能有效構建物理模型,不可能形成清晰的思維過程。在解決物理問題時,常常表現出選擇題選不全,計算題審題時,由于對某些概念理解不到位,導致挖掘不出有效信息、不能快速建立未知量與已知量之間的聯系,解題效率低下。因此,在中學物理教學中,概念教學是一個重點,也是一個難點,搞好物理概念的教學,使學生的認識能力在形成概念的過程中得到充分發展,是物理教學的重要任務。
三、學習物理概念中往往存在以下蔽病,應注意:
1.只記結論,不注意引過程。
2.只背公式,不理解其含義和條件。
3.只重視物理,不重視用詞語直接表達的概念。
4.對于這些課本中明確出來的規律,不但要記住它的內容表述和對應表達式。更重要的是透徹理解。一般應抓住以下幾個方面:
①實驗基礎。驗證牛頓第二定律實驗,研究楞次定律實驗等。
②導出方式。如根據動量定理和牛頓它三定律推導動量守恒定律;據玻一瑪定律和查理
定律推導一定質量的理想氣體狀態方程等。
③清楚規律揭示的內涵及公式中各字母的含義。如動量定理:Ft=P,從整體上揭示物體所受合外力的沖量與它的動量變化的直接對應關系,即兩者大小相等,方向相同。如果題目中要求合外力沖量,就有了兩條思路:一是用合外力乘時間,二是先求其動量變化。分解看:式中F為合外力,解題時就需從受力分析入手,找出合外力,等號右邊為動量變化,特定要求末態動量減初態動量。該式為矢量式,中學大綱只要求一維情況,解題時一定規定正方向,列代數式方程。變形有:F=p/t ,說明物體所受的合外力等于它的動量的變化率,等。
④注意適用條件。如:庫侖定律F=Kθ1θ2/r2只適用于真空中點電荷。動量定守恒定律用于不受外力或合外力為零的系統。動量定理對一于不論直線還是曲線,恒力還是變力,物理過程是單一的還是多階段組合的,幾個力作用于物體上的時間是否相同都適用。在中學階段對處理打擊。碰撞一類問題尤為方便。
一、創設情境,引入概念
物理概念是從物理現象、物理過程中抽象出來的共同特征與本質屬性.它不是表現事物的現象,而是表現事物的本質與事物的內在聯系.因此,學生學習物理概念常感到比較枯燥,難以理解.如果在教學過程中能從學生熟悉的生活現象引入概念,創設一定的情境,制造特定的氣氛,這樣就既能提高學生學習物理概念的積極性,又容易使學生理解物理概念.
例如,在講“大氣壓強”時,為了定性說明大氣存在壓強,我取兩個粗細差別不大的試管,在大試管中裝滿水,并將小試管壓入大試管中.實驗前先讓學生猜測將它們倒過來時會出現什么現象,同學們都猜測小試管會掉下來.然后讓學生觀察實驗現象,結果小試管不但不會掉下來,反而慢慢上升.學生目睹這特設的實驗情境十分好奇.為什么小試管受到重力和水對它壓力的作用,不但不掉下來反而慢慢上升呢?接著我引導學生得出結論――是由于受到大氣壓強作用的結果.這樣,學生對大氣存在壓強就有感性的認識,能形成正確的概念.
二、利用類比,講清概念
物理知識本身既有許多相近之處,又有不同的地方,如果不加以區別比較,就很容易混淆,甚至張冠李戴.因此,在教學中要把一些容易混淆的概念作對比分析,明確這些概念之間的區別和聯系,幫助學生糾正錯誤的理解,加深對概念的正確認識.
例如,在熱學中“熱量”和“內能”這兩個概念,“內能”常常又稱為“熱能”,所以學生經常會說物體溫度越高具有的熱量越多.如果在講熱量這個概念的同時,講清熱量和內能的區別在于:熱量是在熱傳遞過程中物體吸收或放出內能的多少,當物體之間沒有發生熱傳遞時,就沒有內能的轉移,也就不存在熱量的問題,但因為分子的熱運動,物體總是具有內能的;再者在熱傳遞過程中,也只是一部分內能發生轉移,因此不能說物體“具有”熱量.
三、注意引導,理解概念的內涵
物理概念的內涵是指概念所反映的物理現象,物理過程的本質屬性.在教學中必須引導學生對所學的概念從多方面去理解.
例如,在講“導體的電阻”時,除了讓學生知道電阻是導體對電流的阻礙作用外,還要通過實驗來分析:對同一導體來說,無論電壓和電流怎樣改變,電壓與電流的比值總是一常數;換用另一導體,電壓與電流的比值也總是一常數,只是兩個常數不同.只有從這兩方面來分析,才能使學生明白:對同種導體來說,不管加在導體兩端的電壓和通過導體的電流的大小如何,它們的比值是不變的.這種比值的不變性,說明了電阻是導體本身具有的一種特性.理解了這一點,學生在計算電阻時,就不會由此而得出電壓為零時電阻為零的結論了.
四、通過應用,加深概念的理解
運用物理概念進行分析,解決實際問題,既是深化認識的過程,也是檢驗學生對概念認識是否正確的主要標準.學生對概念的模糊認識,更多的是在應用中反饋出來.因此,概念形成以后,我一般都讓學生用概念去分析一兩個典型實例.這樣不僅能加深學生對概念的理解,而且又培養了學生運用知識解決問題的能力.
例如,在講“電阻”后,可以讓學生練習這樣一道習題:加在某段導體兩端的電壓是2伏,通過這段導體的電流是100毫安,則這段導體的電阻是多少?若加在該導體兩端的電壓是8伏,則這段導體的電流是多少?若電壓降為零時,則電阻變為多少?電流變為多少?做這道題時,前面的兩問,學生一般均能做對,但第三問可能只顧用公式,忽略了電阻這個概念的內涵,而得出電阻為零的結論,這時我利用學生出錯的原因,再次強調電阻這個概念的內涵,使學生加深對電阻概念的理解,同時也讓學生知道利用公式計算要考慮公式的物理意義.
一、物理概念混淆的原因
1.概念本質屬性被現象掩蓋
物理概念是對某一類物理事物和物理現象的本質屬性的熟悉,本質屬性往往隱藏在表面現象之后,生動的表面現象往往給人深刻的印象。例如,熱傳遞現象中究竟傳遞的是溫度還是熱量?物體間發生熱傳遞時給學生留下的表面熟悉是:一個物體溫度降低,另一個物體溫度升高,最后達到溫度相同,表面上看是物體間發生了溫度傳遞。要熟悉現象的本質,需要經過充分的分析、理解才能熟悉到,這種強烈的表面印象抑制了學生對熱傳遞本質屬性的熟悉。
2.學前概念的負遷移
學生在學習新的物理概念之前,往往已經接觸過許多相關的物理現象,并在頭腦中形成一些近似的概念,即學前概念。這些概念往往是未經充分的科學抽象而獲得的,因此,大多是不準確甚至是錯誤的。不正確的學前概念妨礙概念理解的全面性、完整性,影響著學生對新概念的同化,造成新舊概念的模糊熟悉。例如,對于光和光線,學生在生活中已經有諸如“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”時產生迷惑,片面認為光線就是光。
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,對這些相似概念區分不清,就會造成理解的混亂。例如液體壓強計算公式與浮力計算公式;物體的相互作用力與物體受到的平衡力;功率與機械效率;慣性與慣性定律;汽化與升華;電動機與發電機;音調與音色等等。
4.概念之間既相互聯系又相互區別
有一些概念盡管物理含義不同,但在同一類問題或現象中有著密切的聯系,有的學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系簡單化,不了解它們在本質上的區別,就會混淆不清。例如,對于溫度、熱量、內能這三個概念,有些學生常認為:熱的物體熱量多,內能也大;相同溫度的水,質量越大熱量越多等。還有如重力與壓力、壓力與壓強、功與功率、電功與電熱等等,都經常產生混淆。
二、比較法是學習易混淆概念的有效策略
1.概念形成過程的比較
物理學概念是從物理現象和物理過程中抽象出來的事物本質特征,概念形成過程的比較涉及到建立概念的目的、有關的典型物理事物或物理現象、思維過程等。這些方面的區分度一般較大,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生相互擠壓,而產生垂直作用在物體表面上的力,其性質屬于彈性力;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,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。從壓力和重力的產生過程看,它們是性質完全不同的兩種力。
2.概念內涵的比較
物理概念內涵的比較是易混概念之間最實質、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涵。如平均速度和速度都是用來描述物體運動的快慢,但要分清前者是描述一段時間內的平均快慢,而后者表示物體的運動快慢不變。
3.在運用中比較
把易混概念運用于某些具體情況中,經常能獲得生動的、直觀形象的感受,使概念之間的區別更鮮明。例如:熱量和溫度,學生往往認為熱量是一種物質,溫度是熱量的強度,熱量和溫度成比例,熱傳遞中是溫度被轉移等等。教學過程中運用“概念沖突”來促進學生概念的轉化,提供一些實例和需要學生解決的問題,學生用個人的理解和解釋這些實例往往會產生矛盾,只有運用科學的物理概念才能解決“沖突”,解釋這些現象。
4.在結構中比較
把易混概念分別放在不同或相同的知識網絡結構中,比較它們在結構中的不同位置、不同功能以及與其他知識的不同關系,更能清楚地區分易混概念。例如:慣性和慣性定律。①小車上豎立一木塊,當忽然拉動小車時,怎樣解釋木塊向后倒的現象?②教室里懸掛著的電燈處于靜止狀態,假如它受到所有的力忽然全部消失,電燈的運動狀態將會怎樣?上述兩例是用慣性還是慣性定律解釋呢?在實例分析中就能明確,例①木塊由于慣性保持原來的靜止狀態而向后倒;例②電燈不受外力作用時,總保持靜止狀態不變。通過比較可以看出:“慣性”是一切物體在任何狀態下都具有的物理屬性,而“慣性定律”是物體不受外力作用時的一種運動規律。