新课程下物理核心概念教学的几点实践

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  [摘 要] 新课程要求我们高中物理教学要突出科学领域中最基本的一些概念和重要规律,必须挑选对学生终生有用的精华内容如关于物质、运动、能量的概念,因为这些是学生未来知识和能力的基础,是从事学习和工作过程中学会思考与探索科学问题的方法与技巧。本文结合平时课堂教学实践,就如何在新课程理念下通过开展高中物理重要的核心概念教学让他们的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展方面来谈谈自已的切身体会。
  [关键词]高中物理 核心概念 实践
  
  高中物理中的有些核心概念比较复杂,学生不易理解,如摩擦力、惯性、加速度、向心力、功和能量等,对这些重要的核心概念,能否使学生真正地理解,直接影响到某一章乃至整个物理学的学习,在教学中一定要使学生学好。本文结合平时课堂教学实践,就如何在新课程理念下开展高中物理重要的核心概念教学谈谈自已的切身体会。
  物理概念是反映物理现象,物理过程本质属性的一种抽象。教学设计时必须通过感知体验,观察实验,科学抽象,归纳总结,理解运用等一系列实践活动,才能获得研究物理问题的感性材料,在这个基础上,经过认识加工,思维整理,从而突破对物理概念的理解。
  一、通过感知体验必要的感性认识,为概念的形成提供认识基础。
  概念的形成是极为复杂的认识过程,教学中要引导学生在日常生活中对身边的物理问题勤观察,勤记录,勤比较,以收集丰富的感性材料,形成具体的感性认识。例如在“加速度”这一重要概念的教学中,由于学生对加速度反映加速快慢的程度生活中很少有体验,因此笔者通过以下环节层层深入:
  ①、通过播放视频(汽车两次不同的起动);感受到汽车两次起动都在加速,但速度增加的快慢不一样。引导学生如何比较汽车起动快慢。
  ②、播放视频(比较两次起动在相同时间内速度的变化)体会△t相同,△v越大,速度变化越快
  ③、播放视频(比较两次起动速度变化相同时所花的时间)体会△v相同,△t越小,速度变化越快
  ④、播放视频(比较两次起动速度变化不同,所花的时间不同的速度变化快慢情况)
  得出△v不同,△t不同时,两者的比值越大,速度变化越快,从而引出加速度公式
  a=△v/△t
  ⑤、演示斜面上小车加速,让学生体会1m/s2的感觉,再播放视频(火车起动、火箭起飞、炮弹出堂)让学生体会不同物体的加速度
  ⑥、播放视频(汽车刹车)给出数据;根据学生的讨论解析加速度的方向,明确加速度是矢量。根据情景和数据计算刹车时的加速度,讨论负号的意义,得出加速度的方向。
  新课程指出:学生的学习过程不仅是一个接受知识的过程,而且是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。本例通过大量的现象和视频及一些数据,调动学生的积极思维,对感知事物或现象经思维加工,剔除次要的、非本质的因素,从而揭示事物的本质以形成概念。
  二、通过观察实验,为概念的形成提供科学依据。
  物理知识来源于实践,特别来源于观察和实验,物理学是一门实验性科学,在新课程理念的指导下,我们应该针对学生学习过程中的一些认识误区设计实验演示突破其错误认识。如“摩擦力”的概念教学中,不少学生有这样的错误概念:摩擦力总是阻碍物体运动的,它的方向总与物体的运动方向相反;摩擦力的大小与物体的重力成正比。为了纠正这些错误认识,我们首先演示图1所示的实验,让学生感到上述观点似乎是正确的。接着进行图2、图3、图4所示的实验。图2中木板上面的木块受到的摩擦力的方向和它的运动方向相同,并“促进”它的运动,这就与“摩擦力总是与运动方向相反,总是阻碍物体的运动”相矛盾;图3中物体之间的正压力大小,虽与重力有关,但并不等于重力,而在图4中,正压力的大小与物体的重力毫无关系。通过这些有效典型的实验,强烈对比,学生头脑中的片面的认识就会发展成为全面的认识;错误的认识就会转化为正确的认识;表面的认识就会深化为内在的认识。
  在新课程的教学理念指导下中,教师要根据概念形成的需要,有计划、有目的地精心设计实验,通过实验来揭示隐含的不易察觉的规律,从而形成稳固的概念。
  三、通过科学抽象,突出本质,摒弃非本质,使认识由感性上升到理性。这是学生形成概念的关键。
  物理概念是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。教学中,在介绍或学生已获取的有关感性材料的基础上,要引导学生通过比较、分类、类比、归纳和演绎、分析和综合等抽象思维的方法,参与“科学抽象”活动,概括总结得出结论。例如,要使学生形成“惯性”的概念,其关键在于要使学生认识“物体具有保持匀速直线运动状态”这一本质属性。但是,在物体的纷繁复杂的运动中,这一本质属性却被许多非本质的联系掩盖着。如“同辆汽车在高速行驶时比低速行驶时更难停下来,学生就认为汽车在高速行驶时比低速行驶时惯性大”。这个结论看起来好象是正确的,事实上是错误的。这就需要教师在教学过程中引导学生逐步深入分析,才能纠正这一错误认识。首先不能把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度”理解成“惯性大小表示把物体从运动变为静止的难易程度”或理解成“惯性大小表示把物体从运动变为静止所用时间的长短”。不能只是比较速度的变化量,否则是不公平的,而应比较加速度,实际上,受到相同阻力的情况下,速度不同,质量相同的汽车,在相同的时间内速度的减少量是相同的。这说明质量相同的物体,它们改变运动状态的难易程度是相同的,即惯性是相同的,与它们的速度无关。还要通过举例,说明惯性大小与物体是否受力无关,质量是惯性大小的唯一量度,是物体本身所固有的属性。
  四、突出物理过程的教学,通过学生合作讨论辨析物理现象归纳出物理结论,是掌握概念的内涵和外延的必要途径。
  学生在学习向心力时,往往觉得对向心力产生一种误解,在受力分析时,很喜欢再多加一个向心力,针对这种情况,笔者在《匀速圆周运动的实例分析》这一新课教学中进行了尝试,对教材的进行自己的改编,把这节课的重点放在让学生认识得出向心力是各力沿半径方向的合力的过程上。设计这样的教学过程:
  ①出示学生熟悉的两个物理情形:
  情景一:在一张光滑的水平桌面上,有一个小球在细线的作用下,绕O点做匀速圆周运动
  情景一情景二情景三
  情景二:如上图所示在一根细线的作用下,一个小球在水平面上做匀速圆周运动
  分别针对这两种情形问同样的三个问题:
  1) 小球受到哪几个力的作用?
  2) 那个力有指向圆心的效果?
  3) 小球所受的向心力是什么?
  学生在情景二中会讲重力和绳拉力的合力提供向心力,针对学生的回答,引导学生讲出其实有指向圆心的效果是绳拉力,但绳拉力又不直接指向圆心,那怎么办?让学生分析讲出将绳拉力分解成沿半径方向的力和垂直半径方向的力,那么沿半径方向上的那个力就是向心力。
  ②、再出示另一种情形,引导学生分析向心力的来源:
  情景三:一条细线吊着一个小球在竖直平面内做圆周运动通过共同分析不仅绳拉力有指向圆心的效果,还有重力也有指向圆心的效果,引导学生讲出要将重力分解成沿半径方向上的力和垂直半径方向上的力,然后将沿半径方向上的力进行合成,因为这个合力有指向圆心的效果,所以从效果上命名向心力。
  新课程要求我们关注学生学习动机的培养,学生通过探究与日常生活有关的问题能够有效的激发出学习物理的需要,获得一种学习的成就感,增强其学习的内部动力。本例将学生平时习以为常的生活事例通过学生合作讨论辨析总结,让学生对向心力的来源获得较为深刻的理解,从而形成许多表面不同事物其本质是相同哲学意识。
  总之,一个概念的形成,理解并掌握是一个较为复杂的过程。是一个特殊的认识和一般的认识、感性认识与理性认识的反复结合,相互作用的辩证发展过程,是认识的不断深化的过程。而通过以上的教学过程可以让学生他们的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展方面。新课程不但改变学生的学习方式,同时也改变教师的教学方式。作为一名物理教师,我们一定要更新物理课程理念,不断接受新知识、新技术、新信息,主动适应社会发展和科技进步的时代需要,不断地改善和发展自已的认知结构,采用多种现代手段,高效地完成高中物理有关概念教学,为学生进一步学好物理打下坚实的基础。
  
  参考文献:
  [1]李尚仁主编《高中物理课程标准教师读本》华中师范大学出版社
  [2]黄济黄策三《现代教育论》人民教育出版社
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