以“物理觀念”形成目標的高中物理概念教學研究

樓佳

摘 要：物理概念是高中物理教學中很重要的一個部分，《普通高中物理課程標準》（2017年版）提出：物理學科核心素養主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面。而物理觀念的形成要依托概念、規律的準確把握，所以在教學中要注意物理概念的準確，促成學生對概念的深度理解。在高中物理教學中，概念教學占很大的一部分，但是學生在形成概念時，會因為感性知識不足、思維方法不當、思維定式的消極影響和相關概念的干擾等因素，造成心理障礙[1]。在課程改革下，物理概念的教學應該得到重視和發展。因此本文以人教版高中物理必修第二冊“功與功率”為例，對高中物理的概念教學進行探索。

關鍵詞：? 高中物理；概念教學；教學策略

核心素養理念下的概念教學是要讓學生獲得豐富的感性認識，掌握建立概念的思維方法，明確概念的內涵和外延，并運用概念解決實際問題。根據目前的教學現狀為例，有一部分學生對概念學習的重視程度不夠，他們錯誤地認為考試很少會考到概念性的問題。而部分教師，特別是生源優秀的學校的教師，往往也把教學重點放在了對各種物理題的思路分析、解題計算上，讓學生通過做題來鞏固自身的知識，這樣的教學理念使得學生對物理概念的理解并不足夠，在短期內并不會出現太大的影響，但是物理的很多知識都是相聯系的，因此經過長時間的物理學習后，由于學生對前面所學的物理概念沒有理解透徹而導致對后面的一些概念也無法做到理解，這極大地影響了學生未來的物理學習。

一、概念教學現狀

（一）教師對概念教學的重視程度不夠

以“功”的教學為例，功是建立功能關系的重要概念。這一節主要為了讓學生理解功的含義，可以熟練地計算某個力所做的功，并經過受力分析可以計算出合力所做的功，其中理解功的含義就屬于概念教學。但是由于教師的重視程度不夠，往往會將教學重點放到計算力所做的功這方面上，教師在講課時所列出的例題、進行的講解都是去幫助學生如何去計算功的大小，對功這個概念往往只是一筆帶過。久而久之學生也會不重視物理概念這方面的學習，這在短時間內學生是不會受到太大的影響的，主要是由于做題中很少出現直接讓學生寫概念的習題，但是這會對后面的學習產生影響，比如：功率，如果對功的內容沒有完全理解，那么對功率的內容也不會完全理解，甚至對以后要學習的重力勢能、機械能等知識點都會造成影響，這就是對概念教學不重視所產生的后果。

（二）教學回歸教材不夠

部分教師的教學脫離教材，導致物理概念教學也脫離了教材，這種情況的出現，筆者認為主要是因為教學理念的不正確。由于部分教師和學生認為要以提高成績為主要任務，課本上的知識點只需要記住就可以，主要的精力要放在做題上，因為刷題可以讓學生在短時間內掌握做題技巧從而快速提高成績，因此往往教師會把教學的中心放在講解習題上，讓學生通過做題來鞏固自己所學的知識。這種脫離課本的教學使得學生只是單純地記住了課本中所給出的概念，而沒有進一步地去理解。比如：教師在課堂上提出這樣的一個問題，力對物體所做的功，等于力的大小F、位移的大小L、力與位移夾角的余弦cosθ這三者的乘積，而功是有正負的，在作圖分析中負功表示力與物體的運動方向相反或者所成的角度在90～180度之間，那么為什么功是一個標量？這考驗的就是學生對概念的進一步理解，很多學生積極回答出功是一個標量，但是卻很少有人可以完整地解釋出來為什么，這就恰好說明了學生是沒有理解這個概念的。大部分教師是直接告訴學生功是一個標量，而沒有帶領學生去進一步理解功這個概念，而是通過做題來讓學生理解功，而這就是典型的脫離課本。

概念教學最重要的就是依托課本來進行教學，在功這個概念中，教師應該讓學生從課本提出的概念出發，先讓學生根據課本給出的各種定義、性質進行思考然后提出自己的疑問，之后教師帶領學生去探索這些疑問，可以適當利用課本中各種實驗來幫助學生進一步理解，這就是以課本為基礎的教學，這樣才能讓學生更好地理解相關的物理概念。教師在進行概念教學時，一定不要脫離了課本，課本給出了某個概念的定義，那么教師就通過課本來帶領學生去探究這些定義，從而達到概念教學的教學目標。

教師應該對自己的教學策略進行改革和創新，提高概念教學的占比，讓學生也重視其物理概念的學習，這樣才會對學生長久的物理學習產生良好的影響。

二、高中物理概念教學策略

（一）合理進行概念引入

通過初中的學習，學生已經對功有初步印象。初中對功的認識只局限于力的方向和位移方向相同的情況，而高中需要分析力的方向與位移的方向不在一條直線上時。教材在“問題”板塊中做了如下設計：從位移的方向和力的方向一致的起重機豎直提升重物引入，再轉入到更普遍的位移方向和受力方向不一致的馬拉雪橇的情境。利用熟悉的例子，從特殊到一般的引入設計，可以讓學生能獲得一定的感性認識。

結合教材“問題”板塊的引入，可以讓學生對初中已學過的功的概念進行回憶和復習。接著讓學生舉例有哪些力做功的過程。比如：學生會提出手拉行李箱時，拉力對行李箱做功了，把水桶向上提時，拉力對水桶做功了等。然后，進一步分析地面的支持力對行李箱是否做功，當提著水桶不動或向前行時，拉力對水桶是否做功。通過討論，讓學生明確力和物體在力的方向上的位移，是做功的兩個不可或缺的因素。引導學生總結出：力和位移方向一致時功的計算公式為W=FL。力和位移的夾角為90°時，力不做功。為進一步推導力和位移成任意角度時功的計算做好準備。

在功這一課的教學中，教師首先可以問學生，他們的理解里什么是功，先引起學生的思考，讓學生開始思考功這一概念。之后，教師利用一個實例來讓學生理解功，第一次教師推了一下桌子沒有推動，第二次教師推動了桌子。讓學生分析這兩次是否力都做了功，以此進一步讓學生理解做功的條件。之后教師引導學生結合教材的分解思想，推導出功這個概念的定義，力對物體所做的功W，等于力的大小F、位移的大小L、力與位移夾角的余弦cosθ這三者的乘積。學生根據這個概念再結合教師演示的實例來進行思考，可以進一步增強功的觀念的形成。在學生理解了做功條件后，教師進一步帶領學生從概念入手探索功的其他相關概念。讓學生從功的定義分析一下，還能得出什么結論。教師引導學生進行思考，會有一些學生意識到了夾角問題，于是教師提出了負功這一概念。教師讓學生畫出受力圖，然后將力進行正交分解，當力的方向與物體位移的方向相反或者夾角在90～180度之間就會出現負功。通過這次探索讓學生對功這個概念理解深化了很多，這就是概念教學的優勢。教師告訴學生通過對概念的學習和探索就可以學到很多知識點，教師進一步加強了學生對概念教學的認識，也讓學生在以后的學習中可以更加重視概念教學。

（二）適當結合信息技術

隨著時代的發展，各行各業信息化已經是不可避免的趨勢，對教育行業當然也是如此，那么將信息技術應用到高中物理的概念教學中也是一個很好的教學方法[2]。首先信息技術和物理教學相結合，可以引起學生的學習興趣。另外，信息技術可以給學生進行理論上的模擬或者實驗，以此來幫助學生進一步理解物理概念，總之信息技術可以將抽象的概念進行具象化，對學生理解物理概念的幫助較大。教師需要深入了解信息技術相關操作，然后將物理的概念教學與信息技術結合起來才能真正發揮信息技術在教學中的優勢。在教學功這一內容時，就可以利用信息技術來為學生呈現各種物體做功的動態模擬視頻，一步步讓學生去分析這些物體如何做功。比如：汽車的運動、電梯的升降，信息技術都可以將這些運動模擬出來，讓學生直觀地理解在這些運動中力是如何做功的，從而幫助學生理解功這一概念。

教師為了讓學生理解功這一概念，可以利用信息技術將生活中的實例帶到課堂上，讓學生分析這些物體運動時哪些力做了功。首先，教師用信息技術將電梯升降的過程放到了課堂上，將電梯升降的過程進行慢放，然后讓學生分析電梯運動的過程中，重力是如何做功的，經過教師的引導學生發現，在電梯上升的過程中重力做負功，電梯下降的過程中重力做正功，當電梯回到了原點時電梯不做功，教師讓學生從功這一概念的定義上進行思考這是為什么。在教師的帶領下，學生理解重力做負功是因為與物體的運動方向相反，這是力的夾角問題。重力不做功是因為電梯回到了原點，位移為0，這是力的位移問題。通過利用信息技術模擬電梯升降的過程來讓學生理解功的定義中有關力的夾角以及位移的相關問題。信息技術的優勢還有很多，比如：對某些復雜實驗信息技術可以完美還原出來，因此，教師要活用信息技術，將物理概念教學與信息技術結合起來。

（三）借助例題進行滲透

教師僅是對物理概念本身進行講解肯定是不夠的，學生很難深入理解這個物理概念，而利用一些例題進行講解，就可以很好地避開這些問題，首先合適的例題就是一種抽象具象化的方法，將抽象的物理概念引入例題中，這樣學生就可以更簡單地去理解這個物理概念，在功這一課的教學中，主要可以根據功這一概念的定義中的力的大小、力的夾角以及位移、正負功、總功這些方面來選擇例題進行講解，讓學生通過例題來理解功這一概念中的重要知識點，總之合適的例題可以加強物理概念教學的教學效果。

例：如下圖所示，質量為m的物體在與水平方向呈θ角斜向上的拉力F作用下，沿摩擦因數為u的水平地面，向右移動位移L，求物體受到的各個力做的功是多少？各個力對物體做功的代數和是多少？物體所受的合力是多少？合力所做的功是多少？

教師在將功的基本概念講解給學生后，列出了上面所示的習題，來幫助學生進行理解。這個例題所涵蓋的知識點較多，很適合學生來理解功的相關概念。首先求物體各個力所做的功，這里涉及四個力，有跟位移方向垂直的不做功的重力和支持力，有跟位移方向成銳角的拉力F做的正功，還有跟位移方向相反的摩擦力做的負功?？梢詭椭鷮W生理解功這個概念的定義中力的夾角問題以及負功問題，而后面的計算各個力做功的代數和可以幫助學生理解總功的計算，最后是考查合力做的功與各個力做的功之間的關系，進而理解為什么功有正負號卻是標量。這些都是有關功這個概念的知識點，學生剛開始對功、總功、正負功這幾個概念還不是很清楚，但是經過了例題的講解后，學生對這些概念的理解更加深刻。單獨講解物理概念，由于過于抽象不利于學生的理解，但是將這些概念帶入例題中，就可以讓學生將這些抽象的概念帶入實際生活中去，可以幫助學生更好地理解這些概念。

（四）加強物理概念的擴展深入

物理觀念的形成不是一蹴而就的，需要在物理概念的學習過程中逐步鞏固與拓展，教學中需要關注前后知識的聯系和比較，使得新的物理概念建立在原有知識的基礎上得到深化和拓展[3]。在高中物理的概念教學中，從一個概念是可以探究出很多知識點的，這就需要教師帶領學生進行深入探究，這樣才能讓學生認識到概念教學的重要性，如果只是單純地對物理概念的表面知識進行學習，那么學生就不會認識到概念教學的重要性，久而久之概念教學的教學效果會越來越差。就比如：在功的教學中，不應該僅學習功這個概念的定義中的那幾個知識點，還要帶領學生去進一步探究總功、正負功方面的知識，通過深入探究讓學生學到更多的知識，學生就會越來越重視概念教學，概念教學才可以在高中物理教學中普及起來。

例如：在功的教學中有一個知識點是總功的計算，教師就對這個知識進行深入探究，總功這個概念的定義是當一個物體在幾個力的共同作用下發生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功，是各個力分別對物體所做功的代數和，從定義中學生可以理解計算總功時是需要計算出各個力的功，然后進行代數運算。這個時候教師提出了第一個問題：功有正負，那么計算總功時是否需要考慮正負號？第二個問題：合力做的功與各個力做的功的代數和有什么聯系？這兩個問題引導學生對總功這個概念進行深入的了解，在教師引導下，學生理解了總功的計算是需要靠正負號的，合力做的功其實和各個力做的功的代數和是一樣的。通過對功這一概念的擴展深入，學生學到了更多的知識點，也認識到概念教學的重要性，因此教師應該注重在概念教學時要進行深入教學。

結束語

高中物理的概念教學在整個物理教學中占的比重是很大的，這對學生理解物理概念來說幫助是很大的，通過概念教學學生可以從概念中學到知識點，了解這個概念的使用要求等?？傊虒W要積極推進概念教學的發展，為學生提供優質的物理概念教育。

參考文獻

[1]廖伯琴.基于普通高中物理課程標準（2017年版）的修訂版高中物理教材解讀[J].物理教學，2020，42（2）：4.

[2]郭靜.談談多媒體技術在高中物理教學中的應用研究[J].中國多媒體與網絡教學學報（下旬刊），2020.

[3]浙江省基礎教育課程改革專業指導委員會.浙江省普通高中學科教學指導意見：思想政治[M].浙江教育出版社，2012.