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在物理课堂教学中,物理教师应充分重视概念教学的重要性,并与时俱进地将多媒体这一教学辅助工具引入到课堂活动中,将物质概念变得更为生动而直观,从而切实提高概念教学实效;本文采取理论与案例结合方式,从三个角度进行阐述多媒体教学在物理概念教学中的优越性和实效性,以飨读者.
一、借助多媒体,帮助学生科学构建概念
初中物理概念的形成需要一个图式积累的过程,教师在实际教学中应借助多媒体,依据具体的教学内容为学生播放相关材料,以充分激发学生学习兴趣,从而促使其以更大热情投入到物理概念的学习中去.物理是一门以实验为基础的学科,在物理概念教学中,教师可借助多媒体为学生播放相关实验,使得学生获得丰富知觉与感觉图式,从而尽可能多地了解和物理概念有关的各类矛盾现象.在日常教学中教师可借助提问手段唤醒学生记忆,引导他们有针对性地知觉,积极把新的物理感性素材同化到旧的知识体系中去,从而恰当找到记忆的“衔接点”,使得学生精准了解自己要学习的物理概念和什么相关.在实际教学中,教师应全面分析学生新了解的信息和旧知识之间有无矛盾之处,如果有的话在什么位置出现了什么矛盾.这就有助于学生排除与发现旧概念的影响,从而为构建新的物理概念做好了准备.比如,在学习苏科版初中物理中《浮力》这一概念时,教师就可借助多媒体为学生播放人在死海漂浮的视频,并提问他们为什么人在死海中不会下沉?然后再播放实验:将小木块、压扁了的易拉罐放在水槽中后,小木块漂浮在水面,而压扁了的易拉罐沉到了水槽底.教师提问是不是只有木块受到了水的向上作用力,压扁了的易拉罐没有受到作用力呢?很多学生回答“是”.有的学生回答水只会对自己密度小的物体产生作用力.教师可先不评价学生的回答,将压扁的易拉罐恢复原状后放回水中,当学生看到它也能漂浮起来都感到很吃惊.教师这时可告诉学生:所有物体都会受到液体的浮力,这也是人们在水中搬运重物更轻松的原因.
二、借助多媒体,帮助学生抓住理解概念
在初中物理概念教学中,教师借助多媒体为学生尽可能多地展示出与概念相关的感性材料之后,就要引导学生分析材料并逐渐构建出新的物理概念.建立新概念的过程也是将客观材料主观化的过程,这就需要教师积极发挥自身的教学主导作用,借助课堂讨论、发现问题、提出问题等形式不断激发学生努力思考,从而逐渐排除物理现场中的无效因素,挖掘出与概念形成有重大关系的核心因素,从而获得物理概念的本质属性,进而构建出新的物理概念,最终实现从感性到理性的质的飞跃.比如,在学习苏科版初中物理教材八年级下册《浮力》概念时,教师就可将多媒体作为教学辅助手段,帮助学生抓住浮力概念的本质,从而使得他们更加深刻理解概念内涵.物理教材中是这样定义“浮力”的:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力.但是影响浮力的因素有哪些呢?在实际教学中,教师可借助多媒体为学生播放几组实验,并要求学生一一记录实验中弹簧秤读数.实验中体积不同但质量相同的两个铜块铁块,上端用绳子悬挂在弹簧秤先浸泡在水中,同学们会发现悬挂铝块的弹簧秤读数小于铁块,在更改铝块外形后弹簧秤读数不变;再将悬挂在弹簧秤上的铁块与铝块再次放到油中,弹簧秤读数均变大.然后,再为学生播放牙膏管放在水中的实验:处于正常状态的牙膏管漂浮在水面,而将牙膏管揉成一团后再次放进水中后下沉.实验播放完毕,教师引导学生就几组实验现象展开讨论,分析影响浮力的各种因素,最终学生在对比中抓住了影响浮力的因素为物体排开液体的体积与液体密度.
三、借助多媒体,帮助学生精准应用概念
兴趣;演示实验;引导
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。
四、通过练习巩固和深化概念
物理概念是对物理现象的概括,是从个别的物理现象,具体过程和状态中抽象出的具有相同本质的物理实体。在中学物理中主要有两大类。一类是用词语直接表达的概念。如力、重心、点电荷、理想气体、干涉、静电平衡、匀速直线运动、衰变等等。另一类是用数学语言表达的概念,常称为物理量。如加速度,动能,动量,电场强度等等。
对一个物理概念的认识,一般需经三个阶段:一、感性的具体,二、理性的抽象,三、理性的具体。老师每讲一个新的概念的时候,总是首先引入我们比较熟悉的一些具体物理现象,物理实例或做一些物理实验,使我们产生具体的感性的认识;再经过去粗取精,去伪存真,由表及里的分析比较,抽象出本质属性,上升到理性认识;再经过演绎的练习,使物理的抽象上升为理性的具体,实现应用所学概念有针对性的解决有关问题。
二、物理概念的特点
物理概念准确地反映了物理现象及过程的本质属性,它是在大量的观察、实验基础上,获得感性认识,通过分析比较、归纳综合,区别个别与一般、现象与本质,然后把这些物理现象的共同特征集中起来加以概括而建立的,是物理事实本质在人脑中的反映。任何一个物理概念的学习又会与其他 概念相联系,概念之间的这种关联着的逻辑关系,是构成物理规律和公式的理论基础。物理概念不仅是物理基础理论知识的一个重要组成部分,也是学生通过逻辑推理方法,构建知识体系的 基本元素,学生学习物理知识的过程,就是要不断地建立物理概念,弄清物理规律。如果概念不清,就不可能真正掌握物理基础知识,不可能有效构建物理模型,不可能形成清晰的思维过程。在解决物理问题时,常常表现出选择题选不全,计算题审题时,由于对某些概念理解不到位,导致挖掘不出有效信息、不能快速建立未知量与已知量之间的联系,解题效率低下。因此,在中学物理教学中,概念教学是一个重点,也是一个难点,搞好物理概念的教学,使学生的认识能力在形成概念的过程中得到充分发展,是物理教学的重要任务。
三、学习物理概念中往往存在以下蔽病,应注意:
1.只记结论,不注意引过程。
2.只背公式,不理解其含义和条件。
3.只重视物理,不重视用词语直接表达的概念。
4.对于这些课本中明确出来的规律,不但要记住它的内容表述和对应表达式。更重要的是透彻理解。一般应抓住以下几个方面:
①实验基础。验证牛顿第二定律实验,研究楞次定律实验等。
②导出方式。如根据动量定理和牛顿它三定律推导动量守恒定律;据玻一玛定律和查理
定律推导一定质量的理想气体状态方程等。
③清楚规律揭示的内涵及公式中各字母的含义。如动量定理:Ft=P,从整体上揭示物体所受合外力的冲量与它的动量变化的直接对应关系,即两者大小相等,方向相同。如果题目中要求合外力冲量,就有了两条思路:一是用合外力乘时间,二是先求其动量变化。分解看:式中F为合外力,解题时就需从受力分析入手,找出合外力,等号右边为动量变化,特定要求末态动量减初态动量。该式为矢量式,中学大纲只要求一维情况,解题时一定规定正方向,列代数式方程。变形有:F=p/t ,说明物体所受的合外力等于它的动量的变化率,等。
④注意适用条件。如:库仑定律F=Kθ1θ2/r2只适用于真空中点电荷。动量定守恒定律用于不受外力或合外力为零的系统。动量定理对一于不论直线还是曲线,恒力还是变力,物理过程是单一的还是多阶段组合的,几个力作用于物体上的时间是否相同都适用。在中学阶段对处理打击。碰撞一类问题尤为方便。
一、创设情境,引入概念
物理概念是从物理现象、物理过程中抽象出来的共同特征与本质属性.它不是表现事物的现象,而是表现事物的本质与事物的内在联系.因此,学生学习物理概念常感到比较枯燥,难以理解.如果在教学过程中能从学生熟悉的生活现象引入概念,创设一定的情境,制造特定的气氛,这样就既能提高学生学习物理概念的积极性,又容易使学生理解物理概念.
例如,在讲“大气压强”时,为了定性说明大气存在压强,我取两个粗细差别不大的试管,在大试管中装满水,并将小试管压入大试管中.实验前先让学生猜测将它们倒过来时会出现什么现象,同学们都猜测小试管会掉下来.然后让学生观察实验现象,结果小试管不但不会掉下来,反而慢慢上升.学生目睹这特设的实验情境十分好奇.为什么小试管受到重力和水对它压力的作用,不但不掉下来反而慢慢上升呢?接着我引导学生得出结论――是由于受到大气压强作用的结果.这样,学生对大气存在压强就有感性的认识,能形成正确的概念.
二、利用类比,讲清概念
物理知识本身既有许多相近之处,又有不同的地方,如果不加以区别比较,就很容易混淆,甚至张冠李戴.因此,在教学中要把一些容易混淆的概念作对比分析,明确这些概念之间的区别和联系,帮助学生纠正错误的理解,加深对概念的正确认识.
例如,在热学中“热量”和“内能”这两个概念,“内能”常常又称为“热能”,所以学生经常会说物体温度越高具有的热量越多.如果在讲热量这个概念的同时,讲清热量和内能的区别在于:热量是在热传递过程中物体吸收或放出内能的多少,当物体之间没有发生热传递时,就没有内能的转移,也就不存在热量的问题,但因为分子的热运动,物体总是具有内能的;再者在热传递过程中,也只是一部分内能发生转移,因此不能说物体“具有”热量.
三、注意引导,理解概念的内涵
物理概念的内涵是指概念所反映的物理现象,物理过程的本质属性.在教学中必须引导学生对所学的概念从多方面去理解.
例如,在讲“导体的电阻”时,除了让学生知道电阻是导体对电流的阻碍作用外,还要通过实验来分析:对同一导体来说,无论电压和电流怎样改变,电压与电流的比值总是一常数;换用另一导体,电压与电流的比值也总是一常数,只是两个常数不同.只有从这两方面来分析,才能使学生明白:对同种导体来说,不管加在导体两端的电压和通过导体的电流的大小如何,它们的比值是不变的.这种比值的不变性,说明了电阻是导体本身具有的一种特性.理解了这一点,学生在计算电阻时,就不会由此而得出电压为零时电阻为零的结论了.
四、通过应用,加深概念的理解
运用物理概念进行分析,解决实际问题,既是深化认识的过程,也是检验学生对概念认识是否正确的主要标准.学生对概念的模糊认识,更多的是在应用中反馈出来.因此,概念形成以后,我一般都让学生用概念去分析一两个典型实例.这样不仅能加深学生对概念的理解,而且又培养了学生运用知识解决问题的能力.
例如,在讲“电阻”后,可以让学生练习这样一道习题:加在某段导体两端的电压是2伏,通过这段导体的电流是100毫安,则这段导体的电阻是多少?若加在该导体两端的电压是8伏,则这段导体的电流是多少?若电压降为零时,则电阻变为多少?电流变为多少?做这道题时,前面的两问,学生一般均能做对,但第三问可能只顾用公式,忽略了电阻这个概念的内涵,而得出电阻为零的结论,这时我利用学生出错的原因,再次强调电阻这个概念的内涵,使学生加深对电阻概念的理解,同时也让学生知道利用公式计算要考虑公式的物理意义.
一、物理概念混淆的原因
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
把易混概念分别放在不同或相同的知识网络结构中,比较它们在结构中的不同位置、不同功能以及与其他知识的不同关系,更能清楚地区分易混概念。例如:惯性和惯性定律。①小车上竖立一木块,当忽然拉动小车时,怎样解释木块向后倒的现象?②教室里悬挂着的电灯处于静止状态,假如它受到所有的力忽然全部消失,电灯的运动状态将会怎样?上述两例是用惯性还是惯性定律解释呢?在实例分析中就能明确,例①木块由于惯性保持原来的静止状态而向后倒;例②电灯不受外力作用时,总保持静止状态不变。通过比较可以看出:“惯性”是一切物体在任何状态下都具有的物理属性,而“惯性定律”是物体不受外力作用时的一种运动规律。