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一、初中物理概念教学的基本特点
1.感性特点
概念是人们在感觉、知觉和表象有效积累的基础上,通过分析综合、抽象概括等思维活动形成的,所以概念给人们的感觉是抽象的。但是概念并非凭空产生的,离开了感觉、知觉和表象的有效积累,人们也就无法科学、有效地建构概念,因此从这个意义上讲,初中物理概念教学应该是感性的。
(1)观察和实验
物理学是一门以观察和实验为基础的科学,观察和实验也是学习物理、探索物理的基本方法。观察和实验会给学习者带来许多生活经验以外的直接经验和感性体验,为科学地建构概念积累宝贵素材,所以强调初中物理概念教学的感性特点符合物理学科的特点。
(2)媒体与软件
考虑到某些物理对象和实验对条件、成本、可看性、可重复性等的具体要求,物理教学中可以选用一些图片、动画、音视频和仿真实验室(如国内的仿真物理实验室、美国的鳄鱼夹仿真物理实验室等)加以辅助教学。例如在探究“热运动与温度的关系”时,不妨调用一下分子的无规则运动模拟动画;再如在讨论“声音的三要素”时,可以调用一下示波器仿真软件,对各种声源特征进行对比分析;又如在进行有关“电路”方面的习题教学时,不妨运用仿真物理电学实验室加以动态演示,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,以促进学生对物理概念的科学建构。
(3)问题与情境
众所周知,物理问题并不是凭空产生的,都是有其现实根源的。合理地设置物理问题与情境,可以让学生感受到物理就在自己的身边,有利于引导学生进行积极而有效的思维。例如在讨论力的作用的相互性特点时,教师不妨设置这样一个问题情境:假如你站立在一个绝对光滑的冰冻的湖面上,如何才能顺利地返回岸边?(参考答案:脱去鞋子向前扔出去,你会沿相反的方向退回岸边)我们在教学中,每每会激发出许多学生的奇思妙想。当然这样的案例不胜枚举,关键是要注意如何积极、及时地加以运用,努力避免机械地就事论事,了然无趣的概念教学。
2.渐进性特点
影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。弄清了一点后,再进行相应的教学。”的确,学生并不是空着脑袋走进教室的,他们或多或少地带着一些“先验经验”,这些先验经验是概念教学的起点,它们也常被称作“前概念”。学生的前概念大多是零散的、肤浅的、片面的、甚至还是错误的,有的是学习物理前形成的,有的是在学习物理过程中形成的,有待于在教学中不断地加以甄别、矫正、完善和巩固、强化,逐步地趋近于科学的物理概念。
前概念中有许多积极的元素,值得我们在物理教学中加以发现和利用。例如教学中可以借助学生对水流、水压的认识,逐步建立起电流和电压的概念;将小车在不同路面的分界线上发生偏转的原因类比光的折射原因。
前概念中也不乏错误的元素,值得教师予以关注和警惕。例如许多学生常认为“白雾”是水蒸气、物体远离平面镜成像变小、没有力就不运动……如果教师漠视学生头脑中与科学认识相异的这些前概念,经过一段时间,学生对该物理概念的理解很容易会退回到原有的水平,以至于在新的问题情境下连连出错。面对学生的错误,教师不要简单地求全责备,要更多地反思和改进教学的不足,要让他们知道科学家在探索物理世界时,也经常受到一些前概念的干扰,例如他们曾把对宏观现象的理解简单地映射到微观领域,以至于对光本性的认识、黑体辐射的认识出现过错误。
3.严谨性特点
许多初中物理概念虽谈不上严密,但都很严谨。例如在力臂和功的概念表述上,学生稍不留神就会犯错。这一严谨性特点同样地体现对许多物理规律的表述上。如对于光的反射定律的表述,应该是反射角等于入射角,而不可以说成是入射角等于反射角;再如在描述重力与质量的关系时,应该说重力与质量成正比,而不可以说成是质量与重力成正比。这些都需要教师在教学中加以关注,并进行深入、细致的分析,同时为学生提供必要练习和及时的诊断反馈。
4.系统性特点
任何概念的学习都不是孤立的,都要和其他概念发生联系,概念与概念的联系就形成了命题,而命题是知识意义的最小单元。从这个意义上讲,概念教学还应该体现系统性特点。
概念图模拟学习者认知结构的层次性,并以层级结构组织知识,有利于学习者把握新知识的“同化点”,从而促进有意义学习的发生。同时,概念图将知识以图形的方式表示,增强了信息的回忆和识别,为基于语言的理解提供了很好的辅助和补充,大大降低了语言通道的认知负荷,从而加速了学习者思维的发生。为此,笔者一直在课堂教学实践中积极地尝试着基于概念图的物理概念教学,取得了积极的效果。
在初中物理概念教学中,积极地引入并运用概念图建立、梳理概念之间的相互关系,不仅可以突出概念教学的系统性特点,同时也有利于打破传统的概念教学过于孤立化、线性化的倾向,从而拓展学生思维的广度与深度,发展学生对概念的自主建构能力,激活学生的创新思维。
二、关于初中物理概念教学的建议
鉴于初中物理概念教学的上述特点,笔者对初中物理概念教学给出3条建议,即感性入手、理性辨析和系统建构。在物理教改实践中,相对而言,教师对理性辨析过于倚重,主要表现为教师的讲解和学生的练习偏多。例如有些学生刚刚学完初中物理第1章,就已经基本做完了包括初三中考题在内的相关习题;而对于感性入手和系统建构的落实则又显得不够“给力”,重“纸”工,轻“手”工;重演绎,轻归纳;重灌输,轻启发;重局部,轻整体的现象还时有发生,从而导致理性辨析的有效性不佳,也影响了初中学生对物理深入、高效的学习。
感性入手、理性辨析、系统建构,这3条建议应该是一个分层递进的有机整体,其中感性入手是基础,理性辨析是保障,系统建构是关键。三者互为支撑,环环相扣,不可偏废,有待于广大物理教师在教改实践中智慧地加以运用。
1.感性特点
概念是人们在感觉、知觉和表象有效积累的基础上,通过分析综合、抽象概括等思维活动形成的,所以概念给人们的感觉是抽象的。但是概念并非凭空产生的,离开了感觉、知觉和表象的有效积累,人们也就无法科学、有效地建构概念,因此从这个意义上讲,初中物理概念教学应该是感性的。
(1)观察和实验
物理学是一门以观察和实验为基础的科学,观察和实验也是学习物理、探索物理的基本方法。观察和实验会给学习者带来许多生活经验以外的直接经验和感性体验,为科学地建构概念积累宝贵素材,所以强调初中物理概念教学的感性特点符合物理学科的特点。
(2)媒体与软件
考虑到某些物理对象和实验对条件、成本、可看性、可重复性等的具体要求,物理教学中可以选用一些图片、动画、音视频和仿真实验室(如国内的仿真物理实验室、美国的鳄鱼夹仿真物理实验室等)加以辅助教学。例如在探究“热运动与温度的关系”时,不妨调用一下分子的无规则运动模拟动画;再如在讨论“声音的三要素”时,可以调用一下示波器仿真软件,对各种声源特征进行对比分析;又如在进行有关“电路”方面的习题教学时,不妨运用仿真物理电学实验室加以动态演示,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,以促进学生对物理概念的科学建构。
(3)问题与情境
众所周知,物理问题并不是凭空产生的,都是有其现实根源的。合理地设置物理问题与情境,可以让学生感受到物理就在自己的身边,有利于引导学生进行积极而有效的思维。例如在讨论力的作用的相互性特点时,教师不妨设置这样一个问题情境:假如你站立在一个绝对光滑的冰冻的湖面上,如何才能顺利地返回岸边?(参考答案:脱去鞋子向前扔出去,你会沿相反的方向退回岸边)我们在教学中,每每会激发出许多学生的奇思妙想。当然这样的案例不胜枚举,关键是要注意如何积极、及时地加以运用,努力避免机械地就事论事,了然无趣的概念教学。
2.渐进性特点
影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。弄清了一点后,再进行相应的教学。”的确,学生并不是空着脑袋走进教室的,他们或多或少地带着一些“先验经验”,这些先验经验是概念教学的起点,它们也常被称作“前概念”。学生的前概念大多是零散的、肤浅的、片面的、甚至还是错误的,有的是学习物理前形成的,有的是在学习物理过程中形成的,有待于在教学中不断地加以甄别、矫正、完善和巩固、强化,逐步地趋近于科学的物理概念。
前概念中有许多积极的元素,值得我们在物理教学中加以发现和利用。例如教学中可以借助学生对水流、水压的认识,逐步建立起电流和电压的概念;将小车在不同路面的分界线上发生偏转的原因类比光的折射原因。
前概念中也不乏错误的元素,值得教师予以关注和警惕。例如许多学生常认为“白雾”是水蒸气、物体远离平面镜成像变小、没有力就不运动……如果教师漠视学生头脑中与科学认识相异的这些前概念,经过一段时间,学生对该物理概念的理解很容易会退回到原有的水平,以至于在新的问题情境下连连出错。面对学生的错误,教师不要简单地求全责备,要更多地反思和改进教学的不足,要让他们知道科学家在探索物理世界时,也经常受到一些前概念的干扰,例如他们曾把对宏观现象的理解简单地映射到微观领域,以至于对光本性的认识、黑体辐射的认识出现过错误。
3.严谨性特点
许多初中物理概念虽谈不上严密,但都很严谨。例如在力臂和功的概念表述上,学生稍不留神就会犯错。这一严谨性特点同样地体现对许多物理规律的表述上。如对于光的反射定律的表述,应该是反射角等于入射角,而不可以说成是入射角等于反射角;再如在描述重力与质量的关系时,应该说重力与质量成正比,而不可以说成是质量与重力成正比。这些都需要教师在教学中加以关注,并进行深入、细致的分析,同时为学生提供必要练习和及时的诊断反馈。
4.系统性特点
任何概念的学习都不是孤立的,都要和其他概念发生联系,概念与概念的联系就形成了命题,而命题是知识意义的最小单元。从这个意义上讲,概念教学还应该体现系统性特点。
概念图模拟学习者认知结构的层次性,并以层级结构组织知识,有利于学习者把握新知识的“同化点”,从而促进有意义学习的发生。同时,概念图将知识以图形的方式表示,增强了信息的回忆和识别,为基于语言的理解提供了很好的辅助和补充,大大降低了语言通道的认知负荷,从而加速了学习者思维的发生。为此,笔者一直在课堂教学实践中积极地尝试着基于概念图的物理概念教学,取得了积极的效果。
在初中物理概念教学中,积极地引入并运用概念图建立、梳理概念之间的相互关系,不仅可以突出概念教学的系统性特点,同时也有利于打破传统的概念教学过于孤立化、线性化的倾向,从而拓展学生思维的广度与深度,发展学生对概念的自主建构能力,激活学生的创新思维。
二、关于初中物理概念教学的建议
鉴于初中物理概念教学的上述特点,笔者对初中物理概念教学给出3条建议,即感性入手、理性辨析和系统建构。在物理教改实践中,相对而言,教师对理性辨析过于倚重,主要表现为教师的讲解和学生的练习偏多。例如有些学生刚刚学完初中物理第1章,就已经基本做完了包括初三中考题在内的相关习题;而对于感性入手和系统建构的落实则又显得不够“给力”,重“纸”工,轻“手”工;重演绎,轻归纳;重灌输,轻启发;重局部,轻整体的现象还时有发生,从而导致理性辨析的有效性不佳,也影响了初中学生对物理深入、高效的学习。
感性入手、理性辨析、系统建构,这3条建议应该是一个分层递进的有机整体,其中感性入手是基础,理性辨析是保障,系统建构是关键。三者互为支撑,环环相扣,不可偏废,有待于广大物理教师在教改实践中智慧地加以运用。