例談可視化情景下高中物理概念優化教學

華玉萍

摘 要：高中物理概念多而且抽象，難理解，在概念教學過程創設可視化情景來引入概念、幫助學生構建概念、厘清和運用概念，從而讓學生更好地掌握理解概念，并且培養學生運用知識解決問題的能力。

關鍵詞：物理概念;可視化;教學實踐

1.創設可視化情景引入概念，激發學生學習興趣

概念引入是概念教學中一個重要環節，有效引入物理概念是學好概念的重要途徑。教師應根據實際情況，選擇典型的實驗和事例引出概念，再通過教師分析，揭示其本質，使學生從具體感性認識上升到抽象理性認識，從而形成概念。

案例1：人教版選修3-1《電容器的電容》電容器概念的引入

電容器作為電子產品中最常用的電子原件之一，很多高中生對其構造和作用其實還是很陌生。在新課教學之前，筆者對“如何引出電容器這個學生既熟悉又陌生的概念”進行深入思考，最后決定用學生熟悉的事物引入這個概念。新課時，我先給學生出示了一個自制的“裝一種特殊的東西容器”（見圖1），學生的好奇心一下被激發。然后用起電器（圖2）起電，發出“啪啪啪…”聲音，學生一下子又緊張起來。教師馬上問學生“現在這個容器裝滿了什么？”學生齊聲回答“電”，然后鼓勵學生上講臺親密接觸容器里裝滿的“電”。課堂氣氛一下活躍起來，大膽的男生觸摸以后，告訴大家有一點點麻，也即他接觸到了容器里所裝的“電”。這個時候，筆者又將這個容器拆開展示給學生，原來這個容器由兩層錫箔中間夾紙杯構成，馬上引出電容器的概念和作用，即電容器是用來盛電的容器，它由兩個電極（實驗中錫箔）中間夾絕緣物質（實驗中的紙）構成，然后再給學生展示常見的電容器（圖3），學生水到渠成地掌握了電容起的概念和構造。

利用學生看的見摸得到的實驗器材或生活物品來引入一些物理概念，尤其是較抽象的概念，容易引起學生學習興趣和探究欲望，為學習概念準備了條件，往往能起到事半功倍的效果。

2.利用可視化情景建構概念，引導學生理解意義

教學實踐證明，學生只有理解了概念才能牢固地掌握并運用概念。所以教學中教師創設好物理情景，幫助學生構建模型，理解概念的意義。對于一些抽象的物理概念，利用可視化情景幫助學生直觀地理解其內涵和外延，降低了學生理解概念的難度，提高了教學效率。

案例2：人教版選修3-1《電容器的電容》對電容概念的理解

本節課教學中，對電容概念的理解是教學的一個難點，教師要用最優的教學方法引導學生理解電容的物理意義是表征電容器儲電本領的大小，其大小與電容器的帶電量Q和電勢差U無關。如果教師直接告知學生，學生當時可能接受，從課后運用反饋來看學生錯誤較多。所以筆者在教科書“做一做”欄目“用傳感器觀察電容器的放電過程”啟發下設計了“探究電容器電量和電壓關系的實驗”。具體教學過程如下：利用DIS測繪出電容器的放電曲線.即，用電流傳感器將捕捉到的瞬間電流i的變化通過數據采集器與計算機連接，直接在屏幕上顯示出電流i隨時間t變化的圖象，通過積分運算，求出充電后電容器進行所帶的電荷量。

改變充電電壓，得到不同的帶電量，并在表格中記錄數據，然引導學生分析規律，還可以在excel中繪制出Q-U的圖像，從而得出結論。學生從表格數據再到繪制的圖表可以直觀地得出結論：對同一個電容器，Q和U的比值是定值，與帶電量多少和電壓大小無關。這樣設計不僅讓學生掌握了概念，也培養了學生用實驗探究物理知識的思維方式，發展了學生的能力。

3.利用可視化創設情景，更好運用概念

運用概念是概念教學過程中不可缺少且及其重要的環節，它不僅能檢驗學生對所學概念的理解和掌握情況，還能培養學生思維品質和應用概念分析、解決問題的能力。目前大部分教師在教學過程中檢查學生運用概念能力主要采用問題和習題的形式。若在學生運用概念時我們能給學生創設一些生活中事例、或生產、科研中某個復雜問題的簡化模型，讓學生運用已有知識探索解決一些實際問題，從而更好的理解、掌握概念，并能培養學生的創新能力。

案例3：人教版必修1《超重與失重》

筆者觀摩了某位物理老師執教《超重與失重》示范課，該老師在運用超重、失重概念這個教學環節的設計可謂讓人眼前一亮。老師為學生準備了分組實驗，器材為自然狀態下為圓形并用細繩套掛了鉤碼的彈性塑料圈，讓學生設計實驗顯現完全失重現象。學生有的讓塑料圈做自由下落，有的豎直上拋，有的斜拋，他們都看清楚懸掛了鉤碼的塑料圈釋放或拋出后塑料圈重新恢復圓形。學生親身感受完全失重現象，也明白了完全失重產生的條件。隨后，教師又拿出裝滿水的純凈水平，老師打開瓶蓋，水從底部的四周噴灑出來，老師放手后，水瓶下落過程中居然水不流出來了。老師馬上追問原因，讓學生用本節課所學知識去解釋。

在本節課教學中，教師為了加深學生對概念的理解和運用，安排學生看的見、摸得著的情景，學生注意力被吸引，思維被激化，培養了學生的創新意識和創新能力。

參考文獻

[1]陳娥.物理教學中“思維可視化”的教學策略[J].湖南中學物理，2019，34（03）：12-15.

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