谈高中物理概念教学中的过程建构
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高中物理模型的建构及教学方法一、高中物理模型的建构高中物理模型的建构是一个系统而复杂的过程,它涉及到对物理现象的观察、实验、分析以及模型的构建和验证。
具体来说,高中物理模型的建构主要包括以下几个步骤:1、观察物理现象,提出问题:学生需要仔细观察物理现象,从中发现问题,并尝试用物理学的语言来描述这些问题。
2、设计实验,收集数据:根据提出的问题,设计合理的实验方案,并进行实验操作,收集相关的实验数据。
3、分析数据,提出假设:对收集到的实验数据进行分析处理,找出其中的规律,并基于这些规律提出合理的假设。
4、构建物理模型:根据假设,运用物理学的原理和方法,构建出能够反映物理现象本质的物理模型。
5、验证模型:通过进一步的实验或理论推导来验证所构建的物理模型的正确性和适用性。
二、高中物理模型的教学方法为了帮助学生更好地建构和理解物理模型,教师需要采用多种教学方法。
以下是一些常用的教学方法:1、实验探究法:通过搭建实验装置、进行实际操作,让学生亲身参与实验过程,观察实验现象,发现物理规律和现象。
这种方法能够直观、生动地展示物理过程,帮助学生建立直观的物理模型。
2、示范演示法:教师利用实际物件、模型、仪器等进行演示,将抽象的物理概念或现象具象化,帮助学生理解和记忆。
这种方法能够增加教学的趣味性和实用性。
3、讨论交流法:教师以问题引导学生进行讨论和交流,促进学生之间的思想碰撞和知识交流。
这种方法能够激发学生的思维和积极性,提高他们的思考和表达能力。
4、问题解决法:通过提出实际问题,引导学生进行探究和解决问题的过程。
教师可以使用案例分析、思维导图等方法,培养学生的问题分析和解决能力。
这种方法能够提高学生的实际动手能力和应用能力。
5、项目研究法:设计和实施小型项目,帮助学生深入理解物理知识和提高综合运用能力。
教师可以根据实际情境和学生的兴趣,引导学生进行项目的选择和实际操作。
这种方法能够培养学生的自主学习能力和团队合作精神。
高中物理课堂中的模型建构在高中物理课堂中,模型建构是一个重要的教学方法,旨在帮助学生理解抽象的物理概念,并将其应用到实际问题中。
本文将探讨高中物理课堂中的模型建构方法和其对学生的益处。
一、模型建构的定义模型建构是指通过构建各种物理模型来描述和解释物理现象、规律或定律的过程。
它可以是一个实际的物体模型、一个图示模型或一个数学模型,通过这些模型,学生可以更加直观地理解抽象的物理概念。
二、物理模型的种类在高中物理课堂中,常见的物理模型包括实物模型、示意图模型、数学模型等。
1. 实物模型实物模型是指将抽象的物理概念用具体的物体来表示。
例如,在讲解牛顿第一定律时,可以使用一个滑轮和一块滑块来展示物体在惯性状态下的运动。
这种方法能够让学生亲自操作实物,通过实际观察和实验来探究物理规律,增强学生的实践能力。
2. 示意图模型示意图模型是指通过图示的方式来呈现物理概念。
例如,在讲解光的反射和折射时,可以使用射线图来表示光的传播方向和路径。
示意图模型能够帮助学生更直观地理解物理过程,加深对物理规律的认识。
3. 数学模型数学模型是指通过数学公式和方程来描述和解释物理现象。
例如,在讲解运动学时,可以使用速度-时间图和位移-时间图来表示物体的运动情况。
数学模型能够培养学生的逻辑思维和分析问题的能力,使他们能够用数学语言描述物理现象。
三、模型建构对学生的益处模型建构在高中物理教学中具有许多益处,它能够提高学生的学习兴趣、促进他们的思维发展以及加深他们对物理概念的理解。
1. 提高学习兴趣通过模型建构,学生能够参与到实际操作和实验中,这种亲身体验能够激发他们对物理学科的兴趣。
学生在实践中感受到物理规律的奇妙和实用性,从而激发出对物理学的热爱。
2. 促进思维发展模型建构要求学生观察、分析和解释物理现象,培养了他们的观察力、逻辑思维和问题解决能力。
学生通过构建模型,能够将抽象的物理概念转化成具体的形式,从而培养了他们的抽象思维和空间想象力。
论大概念视角下高中物理大单元教学建构与设计—以“牛顿运动定律”教学为例摘要:物理是我国高中教育的重要组成,大单元教学是培养高中生物理核心素养的关键,大概念是物理核心素养的要求之一,也是大单元教学设计的核心所在,需要在教学任务、目标、活动等多方面渗透大概念要求。
“牛顿运动定律”是高中物理教学内容,同时也是教学重点,作为高中物理不可缺少的一个单元,在大概念视角下组织教学必须构建全新的教学格局,以促进学生核心素养形成为目标。
本文便以此为核心展开研究,将“牛顿运动定律”作为研究对象,探讨大概念视角下的教学思路及具体设计方法,以期为教学实践提供参考。
关键词:大概念视角;高中物理;牛顿运动定律引言:大概念既是高中物理教学的要求,也是大单元教学的目标,有着较强的综合性。
近年来,为促进高中生全面发展,在物理教学中强调了核心素养形成,这对物理教学提出了更高要求。
“牛顿运动定律”是高中物理的重要内容,涵盖牛顿第一、第二、第三定律及实验探究多种内容,是培养学生知识运用能力的重点单元,在大概念视角下设计教学,教师需将其贯穿于教学全程。
1.大概念视角下“牛顿运动定律”的教学思路在大概念视角下设计“牛顿运动定律”教学,不能只将重心放在知识讲解、技能训练上,更重要的是教师需将核心素养培养作为根本目标,思考如何以主题为中心组织教学探究活动,提高整体教学有效性。
在高中物理课时、课程目标实现的过程中,大单元教学设计发挥着重要作用,教学设计中涉及的方法、形式和学生发展有着密切联系。
教师需给学生提供大量实验探究平台,在加深知识认知的同时,又能发展物理思维。
“牛顿运动定律”是一整个大单元内容的总称,具有综合性、实践性等特征,开展大单元教学的目的主要是为了打破分散化知识结构,构建更系统完整的知识体系,帮助学生深度学习、掌握知识内容。
而在大概念视角下设计大单元教学,更应注重教学逻辑性、整合性,根据整体教学目标明确大单元教学目标及学习任务,制定可行性较高的教学活动。
高中物理模型的建构及教学方法
高中物理模型的建构与教学方法是指在教学过程中,通过对物理现象进行观察、实验、分析等方式,构建出物理模型,并探究其规律和应用。
具体来说,包括以下几个方面:
一、物理模型建构的基本步骤:
1.观察物理现象,提出问题;
2.设计实验,收集数据,分析数据;
3.提出假设,构建物理模型;
4.验证假设,修正模型;
5.用模型预测新现象,检验模型的适用性。
二、高中物理模型教学的方法:
1.实验教学法:通过实验观察、测量等方式,帮助学生建立模型,提高学生的实验能力和科学思维。
2.探究式教学法:引导学生通过探究、发现、总结的方式,建立物理模型,激发学生的学习兴趣和动力。
3.问题导向教学法:通过提出问题、分析问题、解决问题的方式,引导学生建立模型,培养学生的自主学习能力。
4.案例教学法:通过引入实际案例,帮助学生建立模型,提高学生的应用能力。
结论:
高中物理模型的建构及教学方法对于学生的物理学习具有重要的意义,不仅可以提高学生的学习兴趣和动力,还可以培养学生的实
验能力、科学思维和应用能力,是高中物理教学中不可或缺的一部分。
高中物理模型的建构及教学方法
高中物理模型是指用来描述物理现象和解决物理问题的抽象化、简化化和理想化的物理概念、物理规律和物理模型。
建构高中物理模型是高中物理教学中的重要内容,通过建构和使用模型,可以使学生更好地理解物理现象和解决物理问题。
建构高中物理模型的过程一般包括以下几个步骤:观察、形成问题、提出假设、设计实验并进行实验、分析实验结果、修改假设和模型。
在教学中,应该根据学生的认知水平和学科知识的特点,采用不同的教学方法来建构和应用物理模型。
其中,常用的教学方法包括教师讲授、课堂讨论、小组合作学习、实验教学、案例教学等。
其中,实验教学是建构高中物理模型的有效途径之一。
通过实验,学生可以亲身体验物理现象,观察实验现象,分析数据,从而建构出自己的物理模型。
同时,实验教学可以培养学生的实验技能和科学精神,提高他们的探究能力和创新能力。
除了实验教学外,案例教学也是建构高中物理模型的重要途径之一。
通过案例教学,学生可以了解真实的物理现象和问题,掌握物理规律和物理模型的实际应用。
同时,案例教学可以培养学生的分析能力和解决问题的能力,提高他们的应用能力和创新能力。
总之,建构高中物理模型是高中物理教学中的重要内容,教师应该根据学生的认知水平和学科知识的特点,采用不同的教学方法来建构和应用物理模型,以达到提高学生的物理素养和科学素养的目的。
高中物理教学中概念结构的重构研究随着社会的高速发展和教育的不断改革,教育的发展也呈现出了新的面貌。
高中阶段是学生进入大学门槛的重要阶段,物理学作为高中必修科目之一,在高中阶段的教育中起着非常重要的作用。
然而目前,教学有时只注重知识点的简单传授、机械重复计算,而忽略了物理概念之间的联系和融会贯通的重要性。
因此,本文拟研究高中物理教学中概念结构的重构问题。
一、问题的提出概念结构是指概念与概念之间的相互关系和联系,是物理学中重要的基础。
然而在教学过程中,这些概念往往被孤立地讲授,缺乏系统性、整体性,导致学生在学习过程中难以形成完整的概念结构,更难以理解和运用这些概念。
因此,重构概念结构在高中物理教学中变得尤为重要。
二、重构的必要性重构概念结构是为了帮助学生更好地理解和应用物理学知识,形成完整的概念结构,为今后深造和科研打下坚实的基础。
一个完整的概念结构,应包含基础概念、推论概念、模型概念等,只有这些概念相互联系和融会贯通,才能更好地理解和运用物理学知识。
三、重构的方式传统的教学模式注重知识点的传授,但要形成完整的概念结构,我们需要更多的探究和交流,学生需要在解决问题的过程中发现物理学概念之间的联系和应用,从而形成完整的概念结构。
有几种方式可以有效地重构概念结构。
1、问题导向学习在问题驱动的学习中,学生在解决问题的过程中,不断思考、探究,从而快速掌握物理学知识。
问题导向学习可以帮助学生从更高的角度去了解物理学知识,并且能够将各个概念互相联系起来。
2、参与性学习参与性学习是让学生自主发现、合作交流、共同探索的一种学习方式。
通过参与性学习,学生可以在实践中感受物理学概念之间的联系和应用,在合作中寻找解决问题的方法,形成更完整的概念结构。
3、多元化教学多元化教学不仅包括课堂讲述、讨论研究和工程实训这些传统教学方式,还包括直观呈现和实验操作。
通过多元化教学,可以让学生对于物理学知识有更深刻的认识,更好地理解物理学概念结构,从而提高学习效果。
浅谈高中物理概念教学策略一、概念教学概念教学是高中物理教学的核心,是学生理解和应用物理知识的基础。
在进行高中物理概念教学时,首先需要明确每一个概念的基本含义和内涵,发展学生对概念的理解能力和解决问题的能力。
概念教学需要注重理论与实践的结合,帮助学生从具体的实验、事例中理解和应用所学的概念。
教师可以通过引导学生进行实验操作、观察现象,进而引导学生发现并理解物理概念。
二、概念教学策略1. 提出问题引发兴趣在进行概念教学时,教师可以通过提出问题的方式引发学生的兴趣,帮助学生主动思考和探索。
通过提出“为什么天空是蓝色的?”“什么是光的折射?”等问题,激发学生对物理概念的好奇心,引导学生思考问题和寻找答案。
2. 实验验证概念物理概念的教学离不开实验,实验可以帮助学生巩固和深化对概念的理解。
教师可以设计丰富多样的实验活动,让学生亲自操作、观察、记录实验现象,进而理解和应用所学的物理概念。
通过实验,学生将能够把抽象的概念转化成具体的实践操作,加深对概念的印象。
3. 教材案例引导学习教师可以通过教材中的案例来引导学生学习。
选择具有代表性的案例进行讲解,可以帮助学生更好地理解和应用物理概念。
通过案例的分析和讨论,学生可以了解物理概念在实际生活中的应用,增强学习的实用性。
4. 多媒体辅助教学利用多媒体技术进行概念教学,可以增强学生的学习兴趣,提高学习效果。
教师可以利用图片、动画、视频等多种形式展示物理概念,使抽象的物理概念变得直观、生动,帮助学生更好地理解和记忆。
5. 激发学生思维在概念教学中,教师应该注重培养学生的思维能力,引导学生通过批判性思维、创造性思维等方式分析问题、解决问题。
教师可以通过提问、讨论的方式引导学生思考问题,激发学生的思维活力,培养学生的独立思考能力和创新精神。
三、教学方法1. 形象化教学形象化教学是一种利用图表、图片、实物等形象化手段进行教学的方法。
通过形象化的教学方式,可以增强学生对物理概念的理解和记忆。
浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型内容摘要:本文深入地阐述了高中物理教学中物理模型建立的重要性和必要性,并总结了本人在近十年的物理教学过程中常用的建模方法和所构建的物理模型的一般分类,以方便大家在教学过程中参考.关键词:物理过程物理模型条件模型过程模型建模方法多媒体辅助教学一、引言――建立物理模型的重要性和必要性物理现象或物理过程一般都十分复杂,涉及因素众多.对实际问题进行科学抽象化处理,抓住其主要因素,忽略其次要因素,得出一种能反映原物体本质特征的理想物质、过程或假设结构,此种理想物质、过程或假设结构就称之为物理模型.模型作为物理学的研究对象,它不仅具有高度的抽象性,还具有广泛的代表性.在高中阶段,学生所学的每一个物理原理、定理、定律都与一定的物理模型相联系.解决每一个物理问题的过程都是选用物理模型、使用模型方法的过程,特别是在研究实际问题时,学生不仅要透过物理现象、排除次要因素的干扰、抽出反映事物本质的特征、建立合理的物理模型,对问题进行简化和理想化处理,而且要对物理问题进行模型的识别和再现.可见能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解决物理问题的关键所在.而学生的物理建模能力的高低在很大程度上也就决定着学生物理学习成绩的好坏.所以建模教学是高中教学中不容忽视的一个环节.利用"物理模型"教学培养学生的创新意识创新意识和创新能力是两个不同的概念,有时意识比能力更重要.以上谈到,物理模型的建立很具创新性,教师应该把建立物理模型的这种创新的思路启发地诉之于学生,这样对学生创新意识的培养才是有益的.利用"物理模型"培养正确的思维方法,从而培养创新能力正确的思维方法是提高思维能力的基础,良好的思维能力是创新能力的保证,只有正确的思维才谈得上有良好的创新.但是由于年龄的关系,中学生一般只注意知识的学习,并不关心自己的思维方法是否正确,更不能自觉地纠正一些不正确的思维方法,这就影响了思维发展.因此,指导学生运用正确的思维方法是培养学生创新能力首要任务."物理模型"的建立,也是一种严密的正确的思维方法,其思维过程非常明显,分析好每一个"物理模型"的建立思维很重要.二、物理模型的分类――细致分析过程,准确归好类型物理模型的要点是近似处理,并通过事实检验或实验验证,使模型与事实基本吻合.如物理学中的质点、点电荷、点光源等理想模型,其要点是对象的形状与体积对研究问题没有影响或影响不大.自由落体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动等过程模型,其要点是忽略物体在实际运动过程中的次要因素.接触面光滑、绝热等条件模型,其要点是排除物体所处外部条件的次要影响.1.对象模型即用来代替对象实体的理想化模型,例如,质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点光源、薄透镜、点电荷、理想变压器等.2.条件模型即把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型,如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场、匀强磁场等.3.过程模型如自由落体运动、简谐振动、弹性碰撞、绝热过程、稳恒电流等等,这些都是将物理过程理想化了的物理模型.4.理想实验模型如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验.5.问题模型以问题为核心,形成一种解决问题的一般方法,使处理问题的思路清楚,可化繁为简,化难为易.如子弹打木块、弹性小球相碰等.三、建立物理模型的方法――精心选择方法,合理构建模型对应高中物理模型实际的建模方法多种多样.模型的构建,需采用对应的方法;甚至一个模型的构建,需要采用多种方法,方法选择正确,将收到事半功倍的效果.实际物理建模时,使用什么样的建模方法,应根据物理原型本身的性质和建模的具体需要来决定物理模型的构建,常用方法如下.量纲分析法:在物理模型构建时,可以利用量纲分析法来找到相关物理量间的相互关系,从而构建出相应的物理模型,如单摆周期模型.科学抽象法:抽象是指从具体事物中提炼出某个或某些方面、某些属性等.如隔离法确定研究对象、天体做匀速圆周运动、理想弹簧模型.理想化法:是对研究对象或物理过程加以简化,抓住主要因素,忽略次要因素,找出它们在理想状况下所遵循的基本规律,并构建出相应的物理模型.如刚体、轻杆、平动运动、理想气体模型、伽利略斜面实验等.类比法:许多物理现象彼此之间存在着许多相同或相似的物理属性,人们由此推测它们之间也存在着一些另外的共性.如光与声具有反射、折射等属性,惠更斯据此提出了光的波动模型;微观粒子与光一样具有粒子性,德布罗意建立了物质波模型;卢瑟福根据原子结构与太阳系类似,建立起了原子的行星结构模型.等效替代法:当所研究的物理问题比较隐蔽、复杂、难于直接研究时,可以用等效替代法建立起相应的比较简单、易于研究的等效物理模型,可分为过程等效替换(带电粒子在匀强电场中的类平抛运动)、作用等效替换(运动的合成与分解)、等效结构(弹簧振子和lc振荡电路)等等.微元法:在构建物理模型时,将研究对象或物理过程视作由许多微小体或元过程组成,而所研究的对象或物理过程整体所遵循的物理规律,可通过积分来得到,如匀变速运动的位移公式.假想法:当所研究的物理现象不能直接观察,或现有的物质、实验条件还不能进行真实模拟时,人们可根据已知的物理原理、物理规律对所研究的物理现象提出一种假定性的推测和说明,从而建立起相应的物理模型,如牛顿第一定律、机械能守恒定律等.四、教学过程中如何培养学生的建模能力――善于总结归纳,增强建模能力(一)、培养学生的建立物理模型的意识在教学过程中,教师要引导学生树立物理模型的意识,让学生逐步认识到华丽包装的题目后就是赤裸裸的常见的物理模型,做题时要剥离出题目本质,联系旧有知识,促进知识迁移.也就是说,要有把问题转化成为物理模型来研究的意识和习惯.例如关于摩擦力有这样几个常见判断题:滑动摩擦力(静摩擦力)的方向可以与物体的实际运动方向相同吗?相反吗?能成任意角度吗?运动(静止)的物体可以受静(滑动)摩擦力吗?很多学生迷惑在这些概念题中不能自拔.但当学生心中有了擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等情境时,这些问题便极易解决了.打个不是很恰当的比喻,高中物理学什么?无非是弹簧弹来弹去,滑块在斜面上滑来滑去,子弹与木块碰来碰去,带电粒子在电磁场中飞来飞去.(二)、及时对已学过的物理模型归纳与总结教师要善于为学生对已学物理模型进行归纳与总结,更要善于引导学生自己进行这项工作.例如我们在讲《功》这一节,必然要讲到摩擦力做功的问题:滑动摩擦力能做正功吗?负功呢?能不做功吗?静摩擦力呢?虽说这是功的内容,实际上如果学生对关于摩擦力的相应物理模型很熟悉的话(擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等),这个问题会很容易被解决,而我们很自然地就把重难点转移到一对滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上.总结知识,积累经验是必要且重要的!(三)、合理利用好外界的有利因素,提高学生的建模能力其一,随着信息技术与多媒体技术的飞速发展,教师利用多媒体课件上课已经成为一种常规的教学方式.事实说明,多媒体技术的应用在激发学生学习兴趣、增强教学的直观生动性、方便知识复习、习题练习等很多方面都发挥着巨大的作用,也给我们的物理学科教学带来了极大的方便.我们用多媒体辅助教学可以更加直观生动地展现那些抽象的无法用手工教具展现的物理模型,从而加深学生的印象与理解.其二,了解物理学史是学习物理课程的一项重要内容.它不仅能提高学生对物理的学习热情,更是培养学生物理建模能力的一种有效手段.例如在《万有引力》的学习中,从古埃及的托勒密,到意大利的伽利略,到第谷开普勒,波兰人哥白尼,再到牛顿,科学家们在对宇宙的研究过程中都是提出各自的物理模型来比对现实中的现象,从而确立距离实际最接近的理论.其三,物理是以实验为基础的学科.做实验是检查学生是否真正掌握某一物理模型规律的重要手段,是培养物理建模能力的有效途径.没有清晰的物理模型概念学生就不会开展实验过程;没有习惯性的建模意识和正确进行实验的科学指导思想,学生就不能通过实验来培养自己的思维能力、动手能力、创新能力.让学生带着物理建模的意识走进实验室,多进实验室,才能让学生真正走进物的精妙之门!其四,新课标中,情感态度与价值观的培养是一项很重要的内容.教师要善于利用机会引导学生热爱生活,热爱观察.知识来源于生活,观察取决于兴趣.一个热爱生活与观察的人必然精力充沛,富有生机与创造力.伽利略看见吊灯的晃动而发现单摆的等时性、阿基米德因洗澡时水的溢出而发现浮力定律、奥斯特因小磁针的偏转而发现电流的磁效应……物理模型正是来自于生活!其五,物理教师要不断提升自己,社会在进步,科技在发展.从光电管到磁流体发电机,从宇宙飞船到粒子物理……现在每年高考题几乎都会有关于新技术应用方面的题目出现.这就要求教师也要不断进行学习.三尺讲台是教师展示魅力的地方,优秀的教师能够用自己的人格魅力、文化魅力、道德魅力征服学生,抓住学生的眼球与思维,从而润物无声、水到渠成.正所谓“亲其师,信其道”,只有“征服”学生才能有效地在工作中贯彻落实我们的想法.从伽利略开创近代物理先河开始,实验观察加科学推理的研究方法一直是物理学发展中的指导思想.而理想化模型即物理建模正是为适应这样的研究方法而提出来的.具有物理建模意识,具备物理建模能力,是每个学生学习物理学的目的之一,也是高中物理教师必须完成的非常重要的一项工作!【参考文献】[1]物理课程标准(实验)解读[m].廖伯琴,张大昌.湖北教育出版社,2004.[2]论高中物理教学中学生建模能力的培养[m].左雄.湖南科技学院学报,2007,28(4).[3]物理教学艺术论[m].唐一鸣.广西教育出版社,2002.[4]物理学科教育学[m].齐际平.首都师范大学出版社,2002.读完这篇文章后,您心情如何?00000000本文网址:。
谈高中物理概念教学中的过程建构
作者:龚建成
来源:《中学物理·高中》2014年第03期
(江苏省石庄高级中学江苏南通226531)
概念教学历来是物理教学的重点,成为重点的外显原因在于高中物理知识体系当中,概念都是最先出现,规律学习与问题解决都是建立在概念教学的基础之上的,体现在教材当中,就是概念的出现都在其它知识的前面;而从本质原因的角度看,我们会发现概念之所以重要,是因为在物理学发展史中,概念总是充当着打开物理研究思路,促进物理变革性发展的作用.譬如学生早在初中阶段就学过的质量与密度的概念,在历史上却是先有密度概念后有质量概念,这种历史顺序与学习顺序的不一致,让物理概念的教学充满着探究的味道.对于高中物理教学而言,重要概念的建构同样应当在一个过程中完成,而不应当是简单的讲授.
1高中物理概念的建构过程思考
当我们将建构当成是概念教学的关键词时,意味着学生成为了概念学习的主体——概念应当是在学生的主动建构活动中完成的.这一认识主要来源于建构主义学习理论,该理论认为,知识是学习者在原有经验基础上通过学生的主动建构活动来完成的.我们认为,这一理论对于科学学科的学习是有着积极意义的,同时也与物理学发展中概念形成的过程是一致的.
以“力”的概念为例,我们不妨来分析一下学生思维中“力”的概念的形成过程.在初中阶段,学生接受到的力的定义是“物体对物体的作用”,而其经历的过程是让学生在分析了生活中存在力的例子,如熊猫拉竹子、球拍击球等,通过分析综合,建构出了力的概念.自此,在初中近两年的物理学习中,学生头脑中的力就是物体对物体的作用.
到了高中阶段,则需要构建“力是改变物体运动状态的原因(力是产生加速度的原因)”的认识.显然,此时力的概念的构建,需要让学生认识到原有的“物体对物体的作用”已经不能解决新的物理问题,因而教师就必须向学生提供新的物理情境,如:同样受力的物体,为什么有的是匀速直线运动,有的作加速或减速运动等.以让学生认识到只有建立新的力的概念,才能解决问题.在这样的教学思路中,我们是通过激发学生的认知需要,来产生一种自主学习的欲望,在这种内驱力的作用下,建构概念的过程才有可能真正发生.
我们强调物理概念必须由学生自主建构出来,是因为我们自身对建构主义学习理论有着高度的认同,也是因为在教学实践中,我们看到凡是学生自建建构的概念,总能在长时记忆中得到较好的保存,且印象清晰、细节完整,迁移运用的能力也强.而被动接受状态下学得的概念,只能解答一些难度较低的题目,难以做到自如运用.
值得一提的是,在概念建构的过程中,我们可以借鉴历史,从历史中概念的发展过程中去汲取用于主动建构教学策略的智慧.如洛伦兹力概念的建立,可以介绍磁场对运动电荷有力的作用的发现史——历史的介绍是陈述性质的,其中辅以基于概念构建而设计的问题,可以促进学生有效思考,进而加深对概念的认识.
2高中物理概念的建构过程实践
在概念建构教学的实践中,我们取得了一些认识,下面结合“电磁感应”知识中的“自感”概念建立,来谈谈我们的思路与做法.
教前思考:自感是电磁感应现象的呈现形式之一.作为一种特殊的电磁感应现象,由于自感而产生的感应电动势其本质是由于电路自身的电流变化而引起.自感概念的重要性是不言而喻的,在学生的原有知识基础中,学生对相关的电磁感应现象发生的条件、感应电动势及感应电流都有了一定的认识,知道感应电流的产生条件是闭合电路中磁通量发生变化等.同时由于纯电阻电路知识的影响,学生一般都会认为电路中的电流严格受控于开关,这样的浅层次认识是自感概念构建过程中的良好契机.
教学设计与实施:基于上述思考,关于自感概念的建立,我们进行了如下设计与实施.
首先,呈现学生熟悉的电路,即在一个并联的电路中通过开关的通断,观察两条支路中电流的有无(通过灯泡发光情况来判断).
其次,在刚才并联电路的一条支路中接上一个线圈,然后闭合开关,让学生观察开关闭合后的现象.这个时候学生看到的是没有线圈的那条支路上灯泡发光如常,而有线圈的那条支路上的灯泡是“慢慢亮起来”,由于亮度由暗到明有一个明显的时间差,出乎学生的意料,从而打破了学生原有的认知平衡,为自感概念的构建打下了坚实的认知基础.
再次,在刚刚第二步实验的基础上趁热打铁:将一个灯泡与线圈并联,然后闭合开关,学生观察到灯泡正常发光;再然后断开开关,让学生观察实验现象,学生看到的现象是:灯泡竟然没有“立即熄灭”,而是“猛然变亮后慢慢熄灭”.这一现象又打破了学生的原有认识,使得刚刚被打破的认知平衡进一步得到强化.学生此时的求知欲望是十分强烈的.
相对于一般的探究教学设计而言,本教学设计中我们将实验前置,以让学生观察异常现象,从而产生自主构建的欲望,这就为自感概念的形成打下了基础.事实证明,在对上述实验现象的分析中,学生能够在教师的引导下,认识到在通电自感实验中,由于接通电路的瞬间,电路中电流增大,穿过线圈的磁通量增大,从而产生了阻碍原电流变花的感应电动势,因而我们看到的现象是灯泡慢慢变亮.“慢慢”是异常的,“变亮”是正常的,因而我们说感应电动势只是“阻碍”而不是“阻止”.对断电自感现象的分析与此类似,不赘述.
有了这样的教学设计,学生建立自感概念的过程基本上就是一个自主完成的过程,在这个过程中学生既调用了原有的旧知识,又生成了新知识,当新的认识被综合抽象后,就形成了自
感的概念,从而完成了自感概念的自主构建.相比较于传统的先概念、后实验的教学思路,这种情形下的学习显然更有效果.
3概念建构的过程性意义
应试压力下的高中物理教学,常常让我们忽略了过程的重要性,总觉得应当赶紧学完概念,然后去培养学生的解题能力.从应试的角度来看,这样的教学选择确有必要且也能收到预期的效果.
但从促进学生对物理的理解、提高学生物理素养的角度来看,我们还是提倡概念建构需要一个有意义的过程.我们认为,概念教学过程的丰富有利于学生真正理解物理,有利于学生建构起更合理的认知结构,对于促进学生的解题能力也是非常有益的;我们认为概念教学本身也是一个充满探究的过程,在探究过程中可以理清生活与物理的差异,可以知道生活中形成的感觉用科学的语言应当如何描述;我们认为,概念教学的水平取决于教师对物理概念的理解水平,能够有效地促进物理教师分析教材、分析物理发展历史,从而带动教师的专业成长.
真正理解“磨刀不误砍柴工”的老师,应当作出这样的选择.。