注重學生認知體驗優化物理概念引入

李加莊（平潭第一中學，福建平潭350400）

注重學生認知體驗優化物理概念引入

李加莊
（平潭第一中學，福建平潭350400）

中學物理教學的核心問題是學生形成概念、掌握規律，并在此過程中發展學生的思維能力。物理概念是組成物理知識的基本元素，物理概念的教學是物理教學中的重點、難點，物理概念教學的成敗將直接影響物理教學的成敗，文章將從分析高中學生對物理概念難以掌握的原因入手，針對目前高中物理概念教學中普遍存在的問題，結合自己的教學實踐，提出優化物理概念引入，提高物理概念教學有效性的方案。

認知體驗；優化；概念引入

概念教學的有效性直接關系到學生知識體系和認知結構順利建構，關系到其世界觀、人生觀和辯證唯物主義思想的培養。［1］

高中物理概念難以理解和掌握，在教學中，概念引入如果方法恰當，不僅有助于學生對概念的理解和掌握，而且還會激發學生學習物理和探究科學的興趣，因此注重學生認知體驗，優化物理概念的引入就顯得非常重要。

一、物理概念難以掌握的原因

（一）缺乏足夠的感性認識

物理概念形成的過程中，包含了不斷歸納事物共性，不斷檢驗概念正確性的過程，這個過程就是一個感性與理性相互作用的過程，因此，缺少感性認知，必然導致概念形成困難。

（二）把物理概念等同于數學表達式

很多物理概念最終以數學公式表現，但物理概念又不能完全從數學角度理解。如電容的定義C=Q/U，學生經常會錯誤的理解為“電容器的電容與電容器所帶的電荷量成正比，與兩極板的電勢差成反比”。

（三）被以前的概念誤導，養成定式思維

如對“功”的概念是力與在力方向的位移乘積，當力與位移方向成θ角時W=Fsocsθ。學到“沖量”這個概念時，把這個力的沖量也寫成：I=Ftocsθ。

二、物理概念教學存在的普遍問題

（一）重知識，輕能力。教師教學過程只重視把一個概念硬生生的塞給學生，讓學生背概念的內容，記概念的數學表達式，未創設必要的情境，讓學生通過理性，科學推理，自己發現問題、提出問題、解決問題，忽視了學生能力的培養。

（二）重結果，輕過程

不少物理教師為了節約課時，多講練習，在概念教學中只重結果，不重過程，如動能概念的教學，直接把動能的定義與表達式拋給學生，沒有讓學生經歷概念形成過程，學生對概念和表達式的由來感到迷茫。

（三）重教學，輕學生

一些物理教師平時備課也很用功，但只注重備教材、備概念知識，忽視了對學生學情的分析，課堂上只注重概念的邏輯性、科學性，忽視了學生對物理概念的認知能力，忽略了學生課堂上對物理概念形成的主動體驗過程，只重視教師的主導作用，忽視了學生的主體作用。

三、注重認知體驗，優化概念引入

要破解學生難以掌握物理概念的困局，就必須從分析物理概念難以掌握的原因入手，針對目前物理概念教學普遍存在的現狀，研究如何優化概念引入，筆者的觀點是物理概念教學中必須注重學生認知體驗過程，創設條件讓學生通過主動探究，類比分析、認知感悟的過程，才能達到深刻理解，熟練掌握，下面談談自己在教學實踐中如何根據學生的認知體驗，優化物理概念的引入。

（一）通過學生生活經驗引入

物理課程標準明確提出“從生活走向物理，從物理走向社會”的基本理念。它要求物理教學要貼近學生生活，加強課程與學生生活和現實社會的聯系，學生從日常生活經驗中獲得了豐富的感性材料，這些都是學生形成概念的基礎。［2］

在魯科版物理必修1第2章第3節加速度概念的引入中，教材內容是這樣的：“物體運動速度改變的快慢不一定相同，例如，飛機起飛時速度變化很大，而火車啟動時速度變化就要小些，那么，怎么比較物體運動速度變化的快慢呢？”

筆者的教學過程是這樣，先播放一段車手舒馬赫駕駛F1方程式賽車與超音速戰機競速視頻，該比賽分600米、900米和1200米三段，結果是前600米舒馬赫的賽車居然勝過戰斗機，900米和1200米戰斗機勝出，學生大感驚訝，由此引出學生興趣，教師趁熱打鐵提出兩問題：1.為什么900米和1200米飛機取勝？學生不假思索回答：飛機速度快；2.既然飛機速度快，那前600米賽車勝出又說明了什么？激發學生強烈好奇心，讓學生分組討論然后回答，結果答案五花八門，但有一個學生答案是“賽車提速快”，教師乘機抓住“提速”兩字往下追問，提示學生思考如何引入一個描述提速性能的物理量，引導學生與速度概念類比，引出加速度的概念。這樣學生通過生活常見的競速比賽，讓學生感到出乎意料的時候，順勢引導，引入物理概念，學生不但感覺物理概念引出自然，還能即刻領悟到物理概念引入的目的和意義，掌握物理概念深刻內涵。

（二）利用已學概念對比引入

有些概念抽象，不好想象，難以理解，特別是電磁場相關的概念，如電勢、電勢差、電勢能三個概念，在魯科版教材中，三個概念分三節課敘述，第1節是《電場力做功與電勢能》，在這一節中，第一部分介紹電場力做功的特點，得出電場力做功與路徑無關的結論，在第二部分中引入電勢能的概念，按照魯科版教材的順序講解，學生聽起來感到一頭霧水，在實際教學過程中，筆者根據學生的認知規律和已有知識，對這一章的內容進行重新組織，打破教材原有章節順序，大膽探索新的教學邏輯，收到很好的效果。

根據學生認知規律，學生在學習電場能的性質知識之前，已經學習了重力場中的能——重力勢能，對重力做功的計算非常熟悉，筆者從這一點入手，用類比的方法，告訴學生根據前面學習知道電場力跟重力一樣，做功也跟路徑無關，都只跟始末位置有關，重力做功只跟始末位置的高度差有關，重力做功與物體本身重力的比值是始末位置的高度差，同理，電場力做功與電荷本身的帶電量的比值叫電場始末位置的電勢差，這樣引入電勢差的概念比較自然，同理，下一節跟高度類比，重力場跟電場一樣，都要選取一個零勢能點，重力場中某點跟零點高度差就是這點的高度，電場中某點跟零點的電勢差叫這點的電勢，引入電勢概念也順理成章；接著跟重力勢能類比，物體的重力跟所在位置高度的乘積是物體在該位置的重力勢能，同理，在電場中，電荷的電量與所在位置的電勢的乘積就是電荷在該位置具有的電勢能。這樣處理，遵從了學生的認知規律，邏輯關系明確，條理清晰，學生學習感覺自然順暢，理解透徹，易于掌握。

（三）根據物理概念的科學性引入

物理概念具有很強的科學性與嚴密性，用它可以揭示物理現象的某種本質屬性，但魯科版教材中對部分概念的引入往往缺乏科學性與嚴密性，如魯科版物理3-1第5章第3節磁感應強度的概念，在魯科版教材中是這樣敘述的：“把小磁針放在磁場中的不同位置，會發現小磁針受力大小、指向可能是不同的，這說明在磁場中的各點磁場的強弱、方向可能不一樣”，然后用一個迷你實驗室——電磁鐵吸引別針實驗來感受磁場強弱，接著這樣敘述“從上面的實驗結果可知，磁場不僅有方向性，而且有強弱，人們借鑒用電場強度表示電場強弱的方法，用磁感應強度B來描述磁場的強弱及方向。我們規定：穿過垂直于磁感線的單位面積的磁感線條數等于該處磁感應強度”。

用這種方法引入磁感應強度，學生會不會丈二和尚摸不著頭腦？學生至少會有兩方面疑惑，第一，教材中提到磁感應強度與電場強度類似，都可以描述場的強弱與方向，卻沒有按引入電場強度的方法引入磁感應強度；第二，磁感應強度是用來描述磁場的強弱與方向的，那一定是個矢量，而它卻規定成磁感線的條數，顯然不符合邏輯，這樣定義，既不科學，也不嚴密，嚴重違背了學生的認識規律。

筆者的教學過程是這樣的，先讓學生通過迷你實驗室感受一下磁場也有強弱、方向之分，然后讓學生回顧電場強弱的描述方法——電場強度，接下來引導學生用類比法自己想辦法為描述磁場的強弱、方向引入一個物理量，讓學生分組討論，之后各組派代表總結發言。

由此激發學生的興趣，然后引導學生用實驗探究磁場力的決定因素，把下一章的安培力提上來，通過實驗探究，學生知道了磁場力跟導線中的電流強度有關，跟導線在磁場中的長度有關，然后讓學生分組討論如何引入一個概念來科學地描述磁場的強弱，提問學生，學生會很自然地說出磁場的強弱用導線受力比去導線中的電流和導線在磁場中的長度的乘積，這樣磁感應強度的概念就順理成章地引入了。

總之，由于物理概念抽象，難以掌握，在物理概念教學特別是物理概念的引入教學中，只要遵循學生的認知規律，充分發揮學生的主體作用，給學生足夠的探究、體會、感悟的空間和時間，優化物理概念教學的引入過程，是完全可以降低概念教學難度，提高概念教學效率的。

［1］鄭淳，郭定和.新課程理念下高中物理概念課的有效教學策略［J］.教育與教學研究，2009（11）.

［2］武少文.中學物理概念教學淺議［J］.宿州教育學院學報，2004（12）.

（責任編輯：詹國榮）