挖掘概念教学潜能 培养物理抽象思维

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  1 感知活动
  感知活动是物理概念形成的教学基础,它包括“提出问题”、“导读材料”和“观察实验”这三个要素。此过程中要求教师引导学生在积极抽象思维中去感知,并把感知获得的感性材料经过抽象思维的加工,达到对其本质进行认识的目的。
  我们以“功”的概念教学为例,“功”是在“力”的基础上形成的概念。对于初学者来说,是一个复杂而又抽象的新概念。物理教师可以这样提出问题:“功”是一个多义词,有“贡献”的意思,如功劳、立功;有“成效”的意思,如事半功倍。力学中的“功”,又是什么意思?问题提出,引起学生启动思维,学生会分析“功”的两种基本意思,并进行比较两者的区别,进而对力学中的“功”产生猜想与期待。教师对“做功”的概念进行阐述之后,指导学生阅读导读材料,联系机车牵引车厢等生活实例,再组织学生用手推动纸盒前移、用手把水桶提起等实验。在这些感性材料的基础上,引导学生用抽象思维方法进行思考。分析受力:纸盒、桶、车厢的受力情况;分析运动:纸盒被推动、桶被提高、车厢被牵动。用比较法来发现各个研究过程异同点,归纳推理得出:虽然具体对象、过程不同,但是这些过程中物体都在受力的方向上发生了一段位移。从过程中众多复杂因素中抽象出主要因素,概括得出:物体受力而且在这个力的方向上发生了相应的位移才是做功的关键。
  2 建构结构
  一个物理概念是否建立,是否完善,关键是这个概念对应的系统结构是否形成,是否完整。在“感知活动”的基础上,利用分析与综合、抽象与概括、分类与比较等抽象思维方法,可以帮助学生完成“概念结构”、“数学结构”和“知识结构”等系统结构的建构。
  我们还是以“功”的概念教学为例,在此环节中继续引导学生积极地抽象思维。
  概念结构:分析感性材料,抽象出理想模型,通过分析综合、概括得出功的特性:(1)物体受到某个力F的作用,(2)该受力物体沿此力方向发生了位移s0数学结构:功的定义式:W=FS。由此进行逻辑推理,当F与s夹角为θ时,通过思维分析,把F分解得出与s同方向的分力f1做功为w1=FScos θ,与s方向垂直的分力F2做功为w2=0。由此,进行综合、演绎推理得出功的普遍计算式:W=FScos θ。对于做功过程,还要引导学生积极思维分析,明确是哪个力对物体做功,再思维综合得出合力做的功。把数学公式与物理意义结合起来,分析θ的变化,用数学计算分析得出“正功”和“负功”的概念,再经过分类与比较对正功和负功的物理意义给予解释。知识结构:在功的概念的基础上,可与速度做类比,从而推理得出功率的概念。继续用演绎推理得出重力、弹力、摩擦力做功的特点,从而完善知识结构。
  3 掌握方法
  物理概念的形成有利于物理抽象思维方法的熟练,因为在物理概念教学中涉及到的实验方法、观察方法、测量方法、数学方法中无不渗透着抽象思维的具体方法。教学中教师应该刻意地向学生介绍这些方法,使他们了解使用这些方法的重要性、技巧性、必要性等。
  例如,对电阻概念的教学,可以在实验的基础上着重讲如何对实验结果进行分析、综合、抽象和概括。分析对于同一导体U/I不变,经过抽象得出该比值与u和I无关;其次进行分析和比较,发现对于不同导体,U/I不同,它只与导体本身有关,表明了导体的一个本质属性。继续对实验数据进行分析和比较,会发现U/I反映了导体对电流的阻碍程度,定义它为电阻。在完成这一系列过程之后,完全有必要强调一下各个细节所用到的抽象思维方法,如果不用这些方法会是什么样的结果,然后给学生提供练习的机会,让他们体验到使用这些方法的乐趣。
  4 评价反馈
  评价与反馈是对学生的概念掌握情况和能力发展情况进行估价,从而调整、控制教学过程。它既是使物理概念形成上升到深刻认识的环节,也是调整和促进学生抽象思维良好发展的契机。
  评价与反馈应在教学的各个环节中不断地、及时地实施。(I)课堂评价反馈。观察学生课堂上的各种语言、动作、情感的表现,观察学生的练习和讲评,及时评价反馈。(2)课后评价反馈。披阅学生的作业、阶段性测试试卷是教师获得课后评价反馈信息的主要途径,教师应认真负责,分析学生对概念的掌握和抽象思维能力发展情况,对发现的问题要及时引导学生改正,必要时还要进行个别辅导。在获得评价反馈信息之后教师应全面分析,学生的进步快慢与老师的教学方法关系密切。首先查找教师自身在方法上的不足,及时改进。另外,对表现好的同学进行表扬,对表现欠佳的同学及时鼓励,争取使全体同学的知识和思维能力整体推进。
  
  责任编辑 杨博
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