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物理概念的掌握和理解是学生能否学好物理的关键之一。然而学生在学习物理概念时,往往对概念只是采用死记硬背的学习方法,不去理解物理概念的本质,因而在应用物理概念时就会含混不清是是而非,解题时生搬硬套错误百出,直接导致很多学生认为物理难学。现在据统计,很多地区的选考文科的学生已经超过50%,从而超过选考理科的学生。笔者联系近几年在新课改下物理教学中的体会,谈谈在物理概念教学中的认知冲突,写出此文与同仁共享,更期望得到同仁的指教。
(一)日常生活中的经验和思维定势与物理概念的认知冲突
物理学是一门自然科学,物理概念来源于生活经验,学生在学习物理概念之前,已经在生活中对客观世界有了一定的认识和了解,对一些物理现象和问题早已形成了自己的看法和认识 ,如力的合成,同学们在日常生活中就已经有了经验,即“合力就是几个力的和”,一桶水一个人提不动,则两个人一起提;又如“重力的方向是向下的,浮力的方向是向上的”;再如“汽车由静止变为运动,必须施加一个驱动力作用,而由运动变为静止则必须施加一个制动力作用”“鹅毛、纸屑等轻小物体在空中下落的慢,而石块、铁块等重的物体在空中下落的慢”等等,这些对客观事物的感性认识是学习物理知识的宝贵财富,这些感性认识有些是片面的,有些甚至是错误的。与人们在生产生活实践中经过抽象、概括而来的物理概念不可同日而语。如合力是一些力的矢量和,应该遵循力的平行四边形定则,而不是简单的代数和;物体由静止变为运动,必须施加一个驱动力作用,而由运动变为静止则必须施加一个制动力作用,但力并不是维持物体运动的原因;羽毛、纸屑等轻小物体在空中下落的慢,而石块、铁块等重的物体在空中下落的慢,但并不能说轻小物体比重的物体就一定下落的慢……我们生活中的经验和感性认识很多一部分是在某一特定的条件之下是成立的,或者说在某一条件下是对的。但要值得注意的是,也不能简单地提示学生说“按照生活中的感性认识和生活经验去认识、去理解是会发生错误的!”这又会使得学生的认识走向另一个极端,错误地认为“学习物理要完全摒弃日常生活中的感性认识和生活经验,学习物理不能联系生活和实际”与学习物理学这门自然科学的科学精神相违背、相冲突。
在从教多年的物理教学工作中,教者有这么一个体会,既要做到科学地应用正确的日常生活中积累的感性认识和经验来引导学生学习物理概念,又要做到让学生了解感性认识和经验对学习物理概念的干扰和抵触作用,传统的讲授式教学方式很难做到。那么,针对这一现象较好的解决问题的策略是什么呢?笔者认为让学生认识并体验到认知冲突是行之有效的一种方法。
(二)应用数学方法引起学习物理概念的认知冲突
物理学是应用数学方法最充分、最成功的一门学科。教学实践证明 :数学方法引起的认知冲突的利用,通常是只要老师把问题提出,让学生以小组形式展开讨论,合作探究,比起简单的灌输概念教学,其收效会更好些。现在我们学校正在大力开展学生小组合作探究学习的新的教学模式,笔者在教学中体会到,在小组合作学习中学生间、师生间的口头交流可以使学生大脑思维和推理过程外观化,同时也了解到学生掌握的物理概念与物理科学概念之间的差距,从而在老师有针对性地概念讲解中,学生的错误观念也会渐渐变成科学的物理观念。
(三)应用类比方法引起学习物理概念的认知冲突
所谓类比,就是由两个对象的某些相同或相似的性质,推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。如光和声都是直线传播,有反射、折射和干扰现象等,由于声呈波动状态,因而推出光也呈波动状态。类比是一种主观的不充分的似真推理,因此,要确认其猜想的正确性,还须经过严格的逻辑论证.通过类比,可以帮助学生理解抽象的物理概念更形象化,而类比对象则应选择直观、生动且为学生所熟悉的事物。
物理学是自然科学中的一门基础科学,它不仅有一定的知识内容,而且这些内容之间存在着必然的内在联系。将新、旧知识进行类比,给学生以启示,使学生易于掌握新知识,同时也巩固了旧知识。
学生在日常学习生活中积累了一定的生活经验。用学生身边的事例进行类比,可启发学生的思维,调动学生学习的积极性,培养学生在生活中观察和分析事物的能力。
如讲电势差概念时,可用瀑布来作为例子,瀑布的水量越大,落到底部的动能越大;而瀑布落差越大,落到底部的动能也越大,动能是由重力势能转化获得的,即瀑布的重力势能与瀑布的水量、落差有关。让学生自己类比得出:电势能与电荷量和电势差有关:ε=qu
总之,各种不同事物之间的差异和区别,在引进新概念、新规律时,应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样,才能使学生更好地理解所学习的内容,深刻的认识到物理概念学习种的认知冲突,启发学生的思维和加深对学习内容的理解,在教学中起到举一反三的好效果。
(一)日常生活中的经验和思维定势与物理概念的认知冲突
物理学是一门自然科学,物理概念来源于生活经验,学生在学习物理概念之前,已经在生活中对客观世界有了一定的认识和了解,对一些物理现象和问题早已形成了自己的看法和认识 ,如力的合成,同学们在日常生活中就已经有了经验,即“合力就是几个力的和”,一桶水一个人提不动,则两个人一起提;又如“重力的方向是向下的,浮力的方向是向上的”;再如“汽车由静止变为运动,必须施加一个驱动力作用,而由运动变为静止则必须施加一个制动力作用”“鹅毛、纸屑等轻小物体在空中下落的慢,而石块、铁块等重的物体在空中下落的慢”等等,这些对客观事物的感性认识是学习物理知识的宝贵财富,这些感性认识有些是片面的,有些甚至是错误的。与人们在生产生活实践中经过抽象、概括而来的物理概念不可同日而语。如合力是一些力的矢量和,应该遵循力的平行四边形定则,而不是简单的代数和;物体由静止变为运动,必须施加一个驱动力作用,而由运动变为静止则必须施加一个制动力作用,但力并不是维持物体运动的原因;羽毛、纸屑等轻小物体在空中下落的慢,而石块、铁块等重的物体在空中下落的慢,但并不能说轻小物体比重的物体就一定下落的慢……我们生活中的经验和感性认识很多一部分是在某一特定的条件之下是成立的,或者说在某一条件下是对的。但要值得注意的是,也不能简单地提示学生说“按照生活中的感性认识和生活经验去认识、去理解是会发生错误的!”这又会使得学生的认识走向另一个极端,错误地认为“学习物理要完全摒弃日常生活中的感性认识和生活经验,学习物理不能联系生活和实际”与学习物理学这门自然科学的科学精神相违背、相冲突。
在从教多年的物理教学工作中,教者有这么一个体会,既要做到科学地应用正确的日常生活中积累的感性认识和经验来引导学生学习物理概念,又要做到让学生了解感性认识和经验对学习物理概念的干扰和抵触作用,传统的讲授式教学方式很难做到。那么,针对这一现象较好的解决问题的策略是什么呢?笔者认为让学生认识并体验到认知冲突是行之有效的一种方法。
(二)应用数学方法引起学习物理概念的认知冲突
物理学是应用数学方法最充分、最成功的一门学科。教学实践证明 :数学方法引起的认知冲突的利用,通常是只要老师把问题提出,让学生以小组形式展开讨论,合作探究,比起简单的灌输概念教学,其收效会更好些。现在我们学校正在大力开展学生小组合作探究学习的新的教学模式,笔者在教学中体会到,在小组合作学习中学生间、师生间的口头交流可以使学生大脑思维和推理过程外观化,同时也了解到学生掌握的物理概念与物理科学概念之间的差距,从而在老师有针对性地概念讲解中,学生的错误观念也会渐渐变成科学的物理观念。
(三)应用类比方法引起学习物理概念的认知冲突
所谓类比,就是由两个对象的某些相同或相似的性质,推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。如光和声都是直线传播,有反射、折射和干扰现象等,由于声呈波动状态,因而推出光也呈波动状态。类比是一种主观的不充分的似真推理,因此,要确认其猜想的正确性,还须经过严格的逻辑论证.通过类比,可以帮助学生理解抽象的物理概念更形象化,而类比对象则应选择直观、生动且为学生所熟悉的事物。
物理学是自然科学中的一门基础科学,它不仅有一定的知识内容,而且这些内容之间存在着必然的内在联系。将新、旧知识进行类比,给学生以启示,使学生易于掌握新知识,同时也巩固了旧知识。
学生在日常学习生活中积累了一定的生活经验。用学生身边的事例进行类比,可启发学生的思维,调动学生学习的积极性,培养学生在生活中观察和分析事物的能力。
如讲电势差概念时,可用瀑布来作为例子,瀑布的水量越大,落到底部的动能越大;而瀑布落差越大,落到底部的动能也越大,动能是由重力势能转化获得的,即瀑布的重力势能与瀑布的水量、落差有关。让学生自己类比得出:电势能与电荷量和电势差有关:ε=qu
总之,各种不同事物之间的差异和区别,在引进新概念、新规律时,应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样,才能使学生更好地理解所学习的内容,深刻的认识到物理概念学习种的认知冲突,启发学生的思维和加深对学习内容的理解,在教学中起到举一反三的好效果。