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物理概念是物理思维的产物,是反映物理现象中同类事物本质特征的思维形式.概念教学是物理课堂教学中最基本、最重要的组成部分.有效实施概念教学能够帮助学生掌握物理知识,形成物理思维,解决物理问题.但如何能让学生有效地理解、掌握并运用好物理概念是教学中的关键问题,初中物理教师应特别关注概念的建构过程.
1 理论支撑
建构主义理论强调学生的巨大潜力,认为教学要把学生已有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生对知识的主动探索、主动发现及主动建构.学习是学生个体主动获取知识的过程,在这个过程中学生借助教师或者同伴的引导和帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得.“情境、协作、会话、意义建构”是教学环境的四大要素,也是概念建构的指导思想.
2 核心含义
学生在生活和学习中,对日常声、光、热、力等物理现象比较熟悉,形成了初步的认识及前概念.物理概念教学应从学生现有的生活经验作为新知识的生长点,使他们对某一类物理现象产生多角度的感性认识,从而对概念本质特征形成抽象化、概括化的思维过程,建立物理概念,再将概念“返回”到各种物理现象中,帮助学生识别、巩固、深化和活化概念,这就是物理概念的建构过程.这种建构式的概念教学过程符合学生的认知规律,激发学生的学习兴趣,帮助学生树立自信心.
3 过程分析
根据初中学生以形象思维为主的学习特点,概念建构过程应关注学生从日常生活中观察、体悟到的大量丰富的物理现象,从感性认识升华为理性思考,在通过大量思维活动,将知识同化或顺应,整个过程分为五大环节.
3.1 创设情境、生成问题
物理概念教学过程中,首先应创设物理情境,为学生建构物理概念提供感性认识.物理情境的创设并不是“信手拈来”或者“胡编乱造”.首先,要了解学生的原有知识经验、能力水平、生活经历等学生实际,要尽量选取真实、贴切并能够激发学生学习兴趣的物理情境;其次,应调动学生多种感官参与情境活动.如利用物理学科以实验为主的特点,设计趣味实验引导学生参与,调动学生视觉、听觉、触觉等多种感官参与、体验情境;再次,应创设问题情境——引起学生认知结构上的“不平衡”,造成学生心理上的悬念,激发学生的认知冲突.学生生成问题,经历思维过程,才会更深刻地理解物理概念的含义.最后,在设置物理情景时,要注意前后知识的衔接,充分利用学生已有经验和认知来生成问题或产生困惑,从而形成对新知识的渴望.例如,有位教师在讲《磁场》时,首先在讲桌上做个小魔术,即隔空控制小指针,小磁针会随着老师的手而开始转动,时快时慢.随后提问,“大家猜一猜,是什么能让指针运动起来?”学生们都很感兴趣,积极猜想其中的原因,有些同学还起了争论,这样更激发出学生的探究欲望.小魔术的情境创设使学生心理放松、精神愉快,自然而然地进入思考状态,接着继续提问“现实生活中有没有不通过接触就发生相互作用呢?”随着学生的思维活动进一步深入展开,紧跟着教师思路积极思考答案.这时有学生会想到用磁铁吸引小磁针的情况,教师顺势邀请学生演示,顺势引发“磁场”的概念.巧妙有趣的情境创设,使课堂节奏从轻松、舒缓到紧张、激昂,容易激发学生学习兴趣,使其注意力聚焦到物理课堂上.
3.2 意义建构、抽象概念
在物理概念教学中,意义建构是学生围绕某一概念的感性认识,由形象思维转化为抽象思维,主动归纳其事物的本质特征的概念化过程.例如,在建构“电功率”这一概念时,首先设问“如何比较电流做功的快慢”.通过分析讨论,学生得出两种方法;一是相同电功W,比较时间t,二是相同通电时间t,比较电功W.然后,教师适时增加难度,设问“如果电功和时间都不相同时,如何来比较.” 这时学生的认知平衡被打破,积极思考新问题,教师依据学生的课堂表现适时引导,提醒学生将“未知问题”向“已知条件”过渡,即将不同电功值转化为相同值或不同时间转化成相同时间……随着不断深入分析,学生会想到用“电功与时间之比” 的方式描述电流做功的快慢——这就完成了“电功率”的意义建构过程.再如,在建构“力”这一概念时,首先让学生分组体验“推拉提压”等生活常见行为,使学生通过切身感受,感知力的存在及特点.接着追问,是否只有人才能对物体施加力的作用?学生举例生产生活中更多的实例来否定答案.教师可以让学生边回答问题边总结板书.
教师引导学生思考观察发现,有力存在时,总有一个物体对另一个物体发生了作用(这种作用产生时,两个物体相互接触,也可以不接触),推、拉、挤、打击、吸引、举、排斥等都是对这些作用的具体描绘.学生在已有认知结构基础上通过对力的感性认识和理性分析,建立的力概念——力是物体对物体的作用.如果在教学中教师没有引导学生建构物理概念的意识,直接给出物理概念,那么学生就没有经历完整的思维过程,也就不会真正理解和掌握物理概念.
3.3 提炼概念、理性认识
提炼概念是对某一物理现象抽象概括化的语言表述过程,教师在此环节起到关键作用,应能够准确地向学生呈现概念的表述内容,并帮助学生理解概念中的关键词,使学生对概念的内涵生成理性认识.例如,在建构比热容的概念时,学生通过演示实验,比较不同种物质吸热情况的过程中,逐渐发现某种物质吸热能力与其种类、质量、温度有关系,但却不能提炼出比热容的具体含义.此时,教师应及时点出比热容这一概念的准确表述,帮助学生解开“悱愤”之困,并解释概念中的关键词“某种物质”、“吸收的热量”、“升高的温度”等.
3.4 熟悉概念、巩固新知
学生初步形成概念后,首先应提供一些时间让学生消化概念,即明确概念的物理意义、定义、公式及其单位等;然后,回归生活或物理现象之中,识别概念.例如在介绍完电功率概念后,通过书上小资料给学生介绍各种家用电器的电功率参数,以提问或讨论的方式引领学生解释某一用电器电功率值的含义,比较各种家用电器耗电快慢情况,最后在具体情境中练习使用电功率的计算公式.为学生提供学以致用的机会,及时把抽象概念“返回”到生活现象中去,促使学生在联系实际、解决问题的过程中巩固、深化和活化概念.学生看到自己在学习中的收获,会更激起自身学习的兴趣和主动性.
每个学生对物理概念的认识和理解都是在已有认知的基础上建构生成的.在教学中要重视学生概念学习的建构过程,不要生硬地把“概念”传递给学生,再利用大量习题来使学生理解概念,这是本末倒置的做法,应遵循初中学生思维发展特点和规律,循序渐进、扎扎实实地实施概念教学,只有合理有效地抓住新授课上建构概念的最佳时机,帮助学生自我建构概念,才会事半功倍,有效提高物理课堂教学效率.
1 理论支撑
建构主义理论强调学生的巨大潜力,认为教学要把学生已有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生对知识的主动探索、主动发现及主动建构.学习是学生个体主动获取知识的过程,在这个过程中学生借助教师或者同伴的引导和帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得.“情境、协作、会话、意义建构”是教学环境的四大要素,也是概念建构的指导思想.
2 核心含义
学生在生活和学习中,对日常声、光、热、力等物理现象比较熟悉,形成了初步的认识及前概念.物理概念教学应从学生现有的生活经验作为新知识的生长点,使他们对某一类物理现象产生多角度的感性认识,从而对概念本质特征形成抽象化、概括化的思维过程,建立物理概念,再将概念“返回”到各种物理现象中,帮助学生识别、巩固、深化和活化概念,这就是物理概念的建构过程.这种建构式的概念教学过程符合学生的认知规律,激发学生的学习兴趣,帮助学生树立自信心.
3 过程分析
根据初中学生以形象思维为主的学习特点,概念建构过程应关注学生从日常生活中观察、体悟到的大量丰富的物理现象,从感性认识升华为理性思考,在通过大量思维活动,将知识同化或顺应,整个过程分为五大环节.
3.1 创设情境、生成问题
物理概念教学过程中,首先应创设物理情境,为学生建构物理概念提供感性认识.物理情境的创设并不是“信手拈来”或者“胡编乱造”.首先,要了解学生的原有知识经验、能力水平、生活经历等学生实际,要尽量选取真实、贴切并能够激发学生学习兴趣的物理情境;其次,应调动学生多种感官参与情境活动.如利用物理学科以实验为主的特点,设计趣味实验引导学生参与,调动学生视觉、听觉、触觉等多种感官参与、体验情境;再次,应创设问题情境——引起学生认知结构上的“不平衡”,造成学生心理上的悬念,激发学生的认知冲突.学生生成问题,经历思维过程,才会更深刻地理解物理概念的含义.最后,在设置物理情景时,要注意前后知识的衔接,充分利用学生已有经验和认知来生成问题或产生困惑,从而形成对新知识的渴望.例如,有位教师在讲《磁场》时,首先在讲桌上做个小魔术,即隔空控制小指针,小磁针会随着老师的手而开始转动,时快时慢.随后提问,“大家猜一猜,是什么能让指针运动起来?”学生们都很感兴趣,积极猜想其中的原因,有些同学还起了争论,这样更激发出学生的探究欲望.小魔术的情境创设使学生心理放松、精神愉快,自然而然地进入思考状态,接着继续提问“现实生活中有没有不通过接触就发生相互作用呢?”随着学生的思维活动进一步深入展开,紧跟着教师思路积极思考答案.这时有学生会想到用磁铁吸引小磁针的情况,教师顺势邀请学生演示,顺势引发“磁场”的概念.巧妙有趣的情境创设,使课堂节奏从轻松、舒缓到紧张、激昂,容易激发学生学习兴趣,使其注意力聚焦到物理课堂上.
3.2 意义建构、抽象概念
在物理概念教学中,意义建构是学生围绕某一概念的感性认识,由形象思维转化为抽象思维,主动归纳其事物的本质特征的概念化过程.例如,在建构“电功率”这一概念时,首先设问“如何比较电流做功的快慢”.通过分析讨论,学生得出两种方法;一是相同电功W,比较时间t,二是相同通电时间t,比较电功W.然后,教师适时增加难度,设问“如果电功和时间都不相同时,如何来比较.” 这时学生的认知平衡被打破,积极思考新问题,教师依据学生的课堂表现适时引导,提醒学生将“未知问题”向“已知条件”过渡,即将不同电功值转化为相同值或不同时间转化成相同时间……随着不断深入分析,学生会想到用“电功与时间之比” 的方式描述电流做功的快慢——这就完成了“电功率”的意义建构过程.再如,在建构“力”这一概念时,首先让学生分组体验“推拉提压”等生活常见行为,使学生通过切身感受,感知力的存在及特点.接着追问,是否只有人才能对物体施加力的作用?学生举例生产生活中更多的实例来否定答案.教师可以让学生边回答问题边总结板书.
教师引导学生思考观察发现,有力存在时,总有一个物体对另一个物体发生了作用(这种作用产生时,两个物体相互接触,也可以不接触),推、拉、挤、打击、吸引、举、排斥等都是对这些作用的具体描绘.学生在已有认知结构基础上通过对力的感性认识和理性分析,建立的力概念——力是物体对物体的作用.如果在教学中教师没有引导学生建构物理概念的意识,直接给出物理概念,那么学生就没有经历完整的思维过程,也就不会真正理解和掌握物理概念.
3.3 提炼概念、理性认识
提炼概念是对某一物理现象抽象概括化的语言表述过程,教师在此环节起到关键作用,应能够准确地向学生呈现概念的表述内容,并帮助学生理解概念中的关键词,使学生对概念的内涵生成理性认识.例如,在建构比热容的概念时,学生通过演示实验,比较不同种物质吸热情况的过程中,逐渐发现某种物质吸热能力与其种类、质量、温度有关系,但却不能提炼出比热容的具体含义.此时,教师应及时点出比热容这一概念的准确表述,帮助学生解开“悱愤”之困,并解释概念中的关键词“某种物质”、“吸收的热量”、“升高的温度”等.
3.4 熟悉概念、巩固新知
学生初步形成概念后,首先应提供一些时间让学生消化概念,即明确概念的物理意义、定义、公式及其单位等;然后,回归生活或物理现象之中,识别概念.例如在介绍完电功率概念后,通过书上小资料给学生介绍各种家用电器的电功率参数,以提问或讨论的方式引领学生解释某一用电器电功率值的含义,比较各种家用电器耗电快慢情况,最后在具体情境中练习使用电功率的计算公式.为学生提供学以致用的机会,及时把抽象概念“返回”到生活现象中去,促使学生在联系实际、解决问题的过程中巩固、深化和活化概念.学生看到自己在学习中的收获,会更激起自身学习的兴趣和主动性.
每个学生对物理概念的认识和理解都是在已有认知的基础上建构生成的.在教学中要重视学生概念学习的建构过程,不要生硬地把“概念”传递给学生,再利用大量习题来使学生理解概念,这是本末倒置的做法,应遵循初中学生思维发展特点和规律,循序渐进、扎扎实实地实施概念教学,只有合理有效地抓住新授课上建构概念的最佳时机,帮助学生自我建构概念,才会事半功倍,有效提高物理课堂教学效率.