?運用信息技術優化高中物理概念教學

張耀軍

摘? 要 闡述物理概念的分類，分析影響物理概念學習的因素，提出利用信息技術開展物理概念教學的具體措施，以期為高中物理教學提供借鑒和參考。

關鍵詞 高中物理;信息技術;物理概念

1 前言

有關調查數據顯示，近年來高中物理學科的學習成績較其他學科有一定的差距且穩定性較差，喜歡物理學科的學生數量和比例也在不斷下降。很多學生由于高中物理學習難度較大，考試成績不理想，從而逐漸失去對物理學科的學習信心，導致高中物理教學質量和效率降低。物理概念是最能反映事物本質的抽象表達，而長期的物理教學也告訴人們物理概念在學科發展中的重要地位。掌握物理概念對于物理公式、物理理論等的理解有極為重要的作用。

2 物理概念的分類

高中階段的物理概念大概分為三類。

第一類是能夠反映物質屬性的基本概念，如能量轉變、電阻等。此類概念通常具有較為深刻的含義，且蘊含十分豐富的哲理，僅通過表面知識的學習難以理解。

第二類是能夠反映物體之間相互作用或發展規律的物理概念，如高中階段最常接觸的電壓、機械能等。此類物理概念的共同點是用多個物理量之間的乘積、比值等對另一個物理量進行定義。教師可以通過對現實生活中實例的相關數據進行分析，通過數據觀察深入理解此類概念的含義。

第三類是概念名稱本身與物理現象描述等同的物理概念，如高中階段陷阱設置最多的電磁感應等。此類物理概念相較于前兩類來說容易理解，因此，在高中物理教學過程中通常對此類概念的產生原因、規律等進行探討。

3 影響物理概念學習的因素

思維定式的影響? 思維定式是由于受到先前思維活動的影響對后續思維活動的反應出現自動化思路的現象。高中階段的學生經歷了漫長的思維實踐，在此過程中受到多重因素的影響，不同學生會產生不同的思維方式，此時會不自覺地對物理學習中的某種活動作出反應，特別是在遇到問題時會不自覺地使用特定思維框架解決問題。高中物理是一門思維廣闊、開放性較高且學習難度大的學科，在學習過程中通常會遇到不同種類的問題，在問題形式、問題內容等方面具有多樣性，需要學生進行開拓創新;但受到思維定式的影響，學生會被固定的思維框架制約，思考問題的廣度與深度不能達到理想狀態，從而出現負遷移效應。

以最簡單的日常知識為例，很多學生認為鐵球下降速度比同質量的木球快。若在拔河比賽中甲方勝出，就證明甲方學生的力量比乙方學生大。這種以生活經驗為主觀判斷依據的思考方式就是思維定式的主要表現。為了減少高中物理概念學習過程中先入為主的思想對學習質量的影響，需要加強對高中階段物理實驗驗證的重視程度，減少物理概念學習過程中的邏輯思維障礙，同時強化物理概念本質內容及要點，有助于通過知識推理獲取更多的物理知識。在傳統教學模式下，學生所接受的教育形式是統一的，再加上高中階段的題海戰術，很容易形成固定的思維框架，不利于創造思維的培養。

知識遷移的影響? 高中物理學習不僅要求學生把教材內容儲存于腦海中，更為重要的是要具備將所學知識內容應用于各種情境中的應變能力，也就是知識遷移。通常來說，這種知識遷移是指通過先前知識內容的累積對后續學習產生影響，與此同時，后續學習也會對先前知識內容的學習產生一定程度的影響。因此，眾人將知識遷移定義為在某種情境或條件下收獲的技能、知識等對另一種情境或條件下收獲的技能產生影響。除此以外，利用已經收獲的知識內容或專業技能去解決問題，也是知識遷移的一種表現形式。此類知識遷移需要學生掌握一定的轉化能力，也只有通過知識遷移才能實現理論與實踐的有機融合。

認知水平的影響? 認知水平的限制會對學生的元認知能力等造成影響，從而增加高中物理概念學習的難度。這里所說的元認知能力主要是指個體在認知活動中的自我調節。高中物理學習階段元認知能力主要體現在學生對課堂教學活動的規劃、監控等過程。首先，高中階段學生看待事物的角度較為片面，通常從自我出發對事物本質進行猜想，抑或通過生活經驗直接構建事物的意義進行判斷，并不能抓住事物本質，找到問題解決的關鍵點。此外，在物理概念學習過程中，學生也不可避免地被表面現象所迷惑，從而導致對物理學習概念的膚淺理解。前文所提到的鐵球下降速度比木球下降速度快等錯誤定論的形成就是受到認知水平的影響。其次，高中階段學生盡管已經接受了一段時間的物理學習，但多數沒有接受過系統的物理思維訓練，因此對于物理知識的理解及解題經驗的獲取還有很大的局限，邏輯思維能力與思維品質自然也會受到影響。此外，高中階段學生并不善于有計劃、有條理地對物理學習進行安排，若在學習過程中遇到難以解決的問題，通常以直覺判斷或直接判斷的方式給出答案。這樣的思維方式同樣是元認知障礙的具體表現。

4 利用信息技術開展物理概念教學的具體措施

通過創設教學情境，引入物理概念? 建構主義中對于教師教學與學生學習之間的定義為：學生獲取知識內容的手段并不全是依靠教師，學生可以在一定的情境下，借助教師或其他學生的輔助作用，同時發揮可利用學習資源的指導作用，對知識框架進行構建。在物理概念教學過程中應用信息技術，能夠在視覺、聽覺等多方面給予學生感官刺激，通過學生好奇心的激發及新鮮感的給予，提高學生對于高中物理概念的學習興趣，促進學生思維的開放。

如對高中階段動能的描述及能量之間的轉化進行講解時，教師可以利用多媒體設備播放龍卷風、海嘯、三峽水庫等具有代表性的圖片、視頻，拉近知識內容與學生之間的距離。在觀看上述視頻后，學生通常會驚嘆三峽大壩的氣魄，會好奇龍卷風的力量來源等。基于此，教師可緊緊抓住學生的好奇心理提出有關物理概念的問題，供學生思考，如龍卷風究竟是如何形成的，龍卷風的威力從何而來，等等。利用信息技術對教材內容進行展示和拓展的方式對于學生的視覺、聽覺來說無疑是一種享受，不僅能加深學生對該部分內容的學習印象，還能促進學生對物理概念的理解。

通過信息技術揭示物理概念本質? 物理概念的建立通常是在某種特定的環境下，學生在實驗驗證或實驗觀察過程中所得到的感性結論，再加上對物理概念的理解與生活經驗的聯系，不斷對物理概念的本質進行深入研究。因此，在高中物理概念教學過程中運用信息技術，能夠為學生提供足夠的感性認知，引導學生對物理概念進行綜合分析，減少表面現象對物理概念理解的影響，從而達到揭示某種物理現象或過程本質的目的。

如在勻速直線運動和勻變速直線運動學習過程中，兩者雖然在本質上有一定聯系，但屬性有所不同，因此，很多學生在學習過程中會將兩者混淆。基于此，教師在教學過程中應利用信息技術有意識地對兩者進行區分。如播放汽車在道路上勻速行駛和先加速后減速的行駛視頻，讓學生找到兩者之間的不同，此時教師可針對學生看到的不同點進行提問。或者以牛頓第一定律和牛頓第二定律的學習為例，教師在教學過程中可以播放神舟七號航天飛船發射成功的視頻及宇航員在船艙中的生活情景，讓學生對船艙中的奇怪現象進行提問并思考，如為什么宇航員可以在船艙中以任意姿勢漂浮等。這樣一來，既能夠快速吸引學生注意力，又能夠通過問題思考強化學生對牛頓定律的理解。

通過實驗或者模擬深化物理概念? 信息技術在高中物理概念教學中的應用為模擬實驗的進行提供了更多的可能。教師可充分利用信息技術的模擬性對高中物理學習過程中難以理解的知識進行模擬實驗，最大限度還原真實的實驗現象，幫助學生更加迅速地掌握物理概念的精髓。例如，在高中物理電流相關內容的學習過程中，傳統教學方式下，學生不能近距離體會電流的形成與傳遞方向，因此對于電流相關知識內容的理解通常并不透徹;而在新教學模式下，教師可利用Flash插件建立模擬仿真平臺，學生可自主進行實驗設計，如對小燈泡電流進行調節，或者對電池正負極進行調節，觀察實驗現象變化。這樣一來，學生和教師能夠更加清楚地看到實驗結果的變化，學生也能夠正確理解電流的傳輸。

加強練習，鞏固物理概念? 課后練習環節是鞏固教學質量的重要手段。盡管在高中物理教學過程中應用信息技術可以在很大程度上促進教學質量的提升，但依然需要通過課后練習對所學知識進行鞏固，特別是對容易混淆的物理概念更應及時鞏固。信息技術在物理概念鞏固練習中的應用能夠讓學生有針對性地進行查漏補缺。信息技術的全能性能夠對學生的測試成績進行自主分析，同時為教師呈現分析報告及相關數據，有助于教師更加全面地了解學生的概念掌握情況，從而利用信息技術在題庫中篩選習題，為學生布置有針對性的課后練習題。與此同時，教師還可以在課后發布思考問題，讓學生自主查找學習資料對問題進行回答。

5 結語

綜上所述，物理概念教學是高中階段重點教學內容之一。隨著新課程改革的不斷深入，多數學校開始改變傳統的舊思想觀念，不僅以提高學生的學習成績為教學目標，還致力于促進學生理論知識與實踐的轉移。物理概念教學中信息技術的應用，不僅能夠幫助學生掌握最基礎的知識和理論，還能夠通過物理實驗及模擬實驗提高學生的理解能力、實踐能力。教師同樣可以發揮信息技術的優勢，利用互聯網借鑒不同學校的教學方法，創新不同的教學模式來開展物理概念教學，促進高中物理教育質量進一步提高。

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