物理概念教学研究

物理概念教学研究

物理概念是人们在生产实践和生活学习中对自然界物体及物体运动过程的高度概括和抽象，物理概念是物理学科内容的重要组成部分，同时物理概念也是进行归纳也演绎得出物质运动规律的基础，学习物理概念和理解物理概念是打开物理世界之门的金钥匙。

怎样才能帮助学生学好物理概念呢？下面想谈谈自己的三点想法以供大家参考。

一、教师要深刻的把握物理概念的内涵和外延

如果想让学生高效的学习理解一个物理概念，教师就必须对这个物理概念有深度的理解和掌握，教者对这个概念理解的深度与广度直接决定学习者对该物理概念的学习程度。

首先老师要明确物理概念内涵和外延。所谓的内涵就是这个物理概念到底说的是什么内容？同时还要明确为什么要引入这个概念？这个物理概念在该部分知识体系中处于何种地位，是核心概念还是非核心概念？在实际的生活中能否找到具体事实或具体过程与之对应？。例如运动学中位移这个概念，这个概念就是为了描述运动物体位置变化的而引入的，位移就是指运动物体在一段时间的开始和结束在空间中处于什么位置，既末位置相对初位置在空间上变化大小和方向，用由初位置指向末位置的有向线段来表示，位移是个矢量。所谓的外延就是这个物理概念的适用条件，所有物理概念都是在研究实际问题中为了研究问题的方便抓住主要的因素忽略次要因素所抽象出来的理想情况。在研究不同的物理过程中同一个因素有的过程中是主要因素有的过程中就是次要因素，例如地球的形状在研究地球绕太阳公转轨迹的时候，地球的几何形状就是次要因素因此可以忽略几何形状把次过程中的地球当成一个质点来看，但是在研究地球自转及地球上一年四季变化的时候就不能忽略地球的几何形状，这个时候地球的几何形状就是主要因素了所以这个时候就不能把地球

当成一个质点来看了。所以要想深度理解一个物理概念就必须知道物理概念内涵和外延以及这个概念的建立过程。同时这个抽象的物理概念与实现生活中实际物体或者过程的对应关系。例如质点这个概念就是在研究物体运动规律的过程中把实际物体抽象成一个有质量的几何点。

二、教师要明确学习者的前概念和最近发展区

从认知心理学的角度讲，学习者对一个新知识的学习是通过原有知识对新知识的积极建构的过程中学习的。学习者学习新概念之前已有的关于这个概念的知识就称为该概念的前概念，前概念即是学习新概念的基础也是学习新概念的障碍。在教学的过程中教师要善于利用前概念为新概念学习服务也要排除前概念对新概念学习的干扰。同时更要知道学习者对新概念理解的最近发展区。所设计的学习内容如果超出学习者的最近发展区，就会给学习者的学习带来思维上的障碍。例如运动学中位移这个概念的学习，在学习位移概念之前学习者对于物体的空间位置及物体之间的距离有一定的认识和了解。距离这个概念可以是指两个物体之间的距离也可以是一个物体在空间中移动的距离，可是静态的两个物体之间的距离也可以是一个物体位置动态变化的距离，这个距离可以是直线的长度也可以使曲线的长度。运动学中位移这个概念就是指同一个物体在一段时间内末位置相对初位置的变化，强调的是同一个物体在不同时刻空间位置的变化且是指直线距离。在教学中要充分利用到这些原有的知识，同时又要把影响新概念学习的不利知识排除掉，这样才能有利于对新概念的顺利学习。

在中学阶段学生们接触的大多是二维的平面直角坐标系，同时人们研究物体运动通常都是先是一条直线上位置变化再到二维平面内的位置变化，所以不要一开始就在三维的坐标空间中研究物体的位置变化。因为学生的认知能力从一维的直线到二维的平面容易过度但是到三维空间的位置变化就有很大的难度。另外位移这个物理量是个矢量，但是在初学

的时候先介绍位移是个有方向的物理量就可以了，不要开始学习位移的时候就介绍更多的关于矢量运算的知识，这些知识都超出学生认知的最大发展区，如果在开始学习的位移时候就在三维空间中用矢量运算的方法研究物体位置的变化就是超出了学认知的最大发展区，这样的教学只能带来学习者认知上的负担而不利于新概念的学习。

三、要设计利于生成新概念的学习环境

学习科学研究已经表明影响一个人学习效果的因素有学习兴趣、原有的知识（前概念）、学习资源、学习方法。所以在设计教学环境的时候一定要考虑到这些因素，特别是学习兴趣的激发，如果学习者没有主观上学习愿望再好的教学设计都不能得到良好的学习效果。研究表明探究式的学习方式、分组合作式的学习方式、情境互动式的学习方式都有利于激发学习者的学习动机。

不伦何种学习方式的教学设计都要遵从人的认知规律，人的认知规律通常有如下几个方面：一是由直观到抽象，二是由简单到复杂，三是循序渐进，四是在原有知识上的主观意义建构。例如对位移这个物理概念的学习过程中，先设计一个物体在黑板上沿着一条直线运动，然后过度到一个点在一维数轴上的移动用数轴上的数字表示点的位置用坐标的差计算位置的变化，再从一维数轴上点的移动过度到二维平面直角坐标系中点的运动，这样就由一个具体的实物运动抽象到平面直角坐标系中点的位置变化。在这个学习的过程让学生体会由具体到抽象，由简单到复杂的学习体验的过程，这里面也能体验具体实物到抽象质点的思维过程，进而理解物理学中研究问题的思想和方法。还要设计一些环节让学习者们讨论分析归纳位置、路程、位移的区别及联系。在设计学习过程的环节中要强调描述位置变化的两个要素：一个是空间的距离大小的表述另一个是位置空间方向变化的表述。特别要注意方向变化的表述为将来矢量的学习打下基础。

总之要学习好一个物理概念首先是教学者能深层次的理解这个物理概念的内涵和外延，然后是明确学习者的前概念体系和最近发展区，最后是设计符合学习者认知规律的学习环境。这样才能保证学习者有效的学习一个新的物理概念。