物理课程与教学论;【学习导航】;物理概念是物理事实吗?;【学习目标】;;;例如,力是描述物体间相互作用的物理量,用来说明物体的运动状态如何受到其他物体的影响。力的大小和方向用向量箭头来表示,箭头的长短反映力的大小,箭头的方向表示力的作用方向。力的概念所研究的对象可以是实验室的滑块,也可以是生活中的人或车等等。不论是强大的力,还是微小的力,所有的力都具有使物体改变运动状态或产生形变的共同特征。因此,力的本质属性是对物体间相互作用的高度抽象化、符号化和具体量化的描述。;物理概念的表述必须符合学生的认知水平和思维发展阶段的特性,在教学过程中,物理概念的学习应随学业水平的提高而深化,但必须都是科学的,即学生所建立起来的概念可以流于科学的表面、存在部分片面与含糊,但是随着学习阶段的不断发展,学生对概念的理解也要逐??深化。;物理概念有定量和定性之分。
定量的物理概念称为物理量,物理量又可分为状态量和过程量,状态量是描写状态的物理量。如速度、动量、机械能、压强、温度等都是状态量。状态量往往也可以用状态函数来表示。过程量是描写过程的物理量。如位移、功、热量等都是过程量,不同的过程具有不同的量值。
定性的物理概念是用来表示某事物区别于其他事物的物理本质特征或者能表示基本类别、归属或性质的物理概念。例如,机械运动、电磁波、电磁振荡等。;;;(一)物理概念的形成基础
1.日常感知活动
2.观察
3.经验事实;;;;;;;;;;(一)建构性
基于学生经验的物理概念建构具有如下六个基本特征:
第一,学生独立构建对物理概念的个人看法或自我价值;
第二,学生和其他人合作,共同建构物理概念的“社会协商”意义;
第三,学生会把他们的已有的经验与物理概念联系在一起;
第四,在一起思考如何完成学习物理概念活动中的学习任务时,学生提出和回答相关问题;
第五,学生会向其他人介绍他们对物理概念的想法,而且会和全班或组内同学分享自己想要表达的想法;
第六,学生在物理概念学习活动的发生过程中,会反思其个体思维活动和集体思维活动,并且会和教师一起思考评价标准的意义和使用。;(二)灵活性
物理概念学习需要概括认知过程,从研究单一实例,概括到同一类别中的其他实例,即从特例推导出共性。物理概念学习需要辨别认知过程,即特定的实体之间是相似的,其他实体则可能明显与该群体不同。因此,在实际学习物理概念的过程中,先概括后辨别,也可以先辨别后概括,学生可根据个人情况灵活选择。
(三)情境性
人类思想和概念的起源于自身的感性经验,但思想和概念却不能从感性经验中直接派生出来。物理概念学习是在科学领域中运用猜想、分析、综合、推理、论证等科学思维方法,对物理环境和人文环境的相互作用赋予概念一定意义。
;;常见的学习情境创设手段;新概念的学习往往与学生学过的物理概念和规律之间存在有机联系。从已有知识出发,通过知识之间内在逻辑关系将新概念自然地引申出来,创设学习新概念的情境,帮助学生从原有知识经验中“生长”出新知识,引导学生积极进行意义建构。例如,在高一阶段运动学知识的学习中,可依据已有知识概念建构新概念,由速度v——速度变化(速度变量)Δv——速度变化的快慢(速度的变化率)Δv/Δt的顺序引导学生逐步引出加速度的概念。教学内容不仅更易于学生接受,使学生认识到引入新概念的客观性和必要性,使他们能在已有知识的框架内自然地建构新的知识体系。;此外,通过介绍生动有趣的物理学史故事或事实、在观察物理现象时提出启发性的问题,以及运用图表、视频等多样化的方式创设学习情境,都能够有效激发学生的兴趣,深化对物理概念的理解。;物理概念是对物理现象、过程等大量感性材料进行科学抽象的产物。运用科学方法建立物理概念,是一种系统性思维的过程,通过观察、假设、实验、分析和总结等思维加工逐步形成对物理知识的理解。在教学中,运用科学方法帮助学生深入理解物理概念,不仅能增强他们的科学素养,还能培养学生的问题解决能力。在物理教学与学习过程中,运用科学方法建立物理概念能够帮助学生更好地把握概念的内涵与外延,提高学习效果。;;;学习科学研究表明,当学习者被鼓励通过知觉、运动、语言、先前知识建构新的经验和概念时,学习将会更加有效,即学习活动越倾向于建构意义,就越有益于学习者有效的知识建构。当学生初步掌握物理概念后,教师应及时为他们提供运用知识的机会,使学生能够将抽象的物理知识与具体的物理问题相结合。通过将新学的物理概念应用于实际问题的解决,学生能够加深对概念的理解。在这一过程中,学生通过运用物理概念来解释和解决实际问题,不仅能够增强自信心,还能激发学生深度学习的兴趣和动力。因此,教师应逐步引导学生掌握如何正确运用物理概念分析和解决实际问题,帮助