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征的干扰。②选择的旧知识一定要与新知识有实质性联系。否则,容易
形成模糊的或错误的概念,或在认知结构中形成不正确的联系。
(二)概念的形成
1.揭露本质特征,实现观念上的突破
在这一环节的教学中,大致有这样两种情况:
一种是学生的感性材料基本能解决将要建立的概念,或在缺乏感性
材料的情况下,通过实验提供了大量鲜明生动的感性材料。在这种情况
下建立概念,一般没有很大阻力,通过分析、归纳、分类、对比等思维
方法可以掘弃非本质的东西,突出本质的特征和属性,从而实现认识上
的飞跃。
另一种情况是,学生已有了相当充分的前概念,但是与将要建立的
概念相抵触。这时,直接讲授新概念往往不能奏效。因为学生对其前概
念深信不疑,并已习惯于用原有的概念框架去理解事物,建构意义。当
他带着自己的概念框架来听教师的讲授时,往往只接纳了那些与其原结
构相协调的内容,而相矛盾的内容往往引不起注意。或因无法理解,即
使勉强记住了一些概念的结论,也无法融会贯通而只能将新学到的结论
与原来的概念分别搁置,遇到实际问题时,仍按原来的概念框架进行思
维。
实现观念的转变,关键是设法给学生一个巨大的“震颤”,以动摇
其顽固信念的基础。综观物理学发展的历史,历次重大观念变革到来之
前,都要经历一系列“危机”与“灾难”,在一些无法回避的矛盾冲击
下,人们才不得不走出他们建造的象牙之塔,以批判的态度重新审定他
们曾坚信完美无缺的塔的根基。只有在这时,才有可能发现问题,导致
观念的革命性转变。但无论如何,要使学生放弃他曾坚信不移的观念,
接受一种全新的观念,都是一个极其艰难的过程,有时甚至出现反复。
为此,我们建议运用下述三个步骤,来实现观念的彻底转化:
第一步:诱导学生暴露其原有概念框架,包括结论、例证、推论等。
并在适当的时候提出矛盾,给予其原有错误理论框架沉重的一击。
使学生暴露观点的方法很多,例如,可以通过师生谈话法;预测—
—实验——解释法;也可用精心设计的诊断性题目,事先了解学生的前
概念框架。要运用延迟评价的原则,即待所有学生的观点都充分暴露后,
再提出矛盾。以免问题暴露不完全,解决不彻底。
第二步:组织讨论,乃至争论,揭露前概念框架的不合理性,从而
使学生自愿放弃旧的观念。这种变化决非轻而易举的,只有在主体意识
到以下几种情况时,才能放弃原框架。
①遇到新的问题,原有概念框架无法解释,无力解决。
②过去认为很重要的知识,现在看来,在解释某些现象时,已不是
必要的了。或者说,原来的概念框架并不是某些现象的最终原因,可能
有更根本、更深刻的概念来取代它。
③发现原来概念框架在某些方面违背了常理或已被公认的原理。
④从原概念框架推出的结论是荒谬的,无法接受的。
⑤原概念与其他有关领域的知识相冲突。第三步:引导学生接受(或
尝试建立)新的概念框架。新的概念框架必须具备以下优越性、学生才
可能接受。
①能够成功地解释旧概念框架无法解释的现象和问题而不带来新的
矛盾。
②新概念框架比旧框架更根本,包括更多的本质内容。
③新概念框架及其推论是合理的,可以接受的。
④新概念框架与认知结构中其他知识没有冲突。
以上三个步骤是紧密联系的,不能截然分开。另外对有些概念的转
化,也不一定需要如此复杂的程序,但要体现概念教学过程的精神。
2.明确概念的定义
揭露出事物的本质属性,概念的定义也就是水到渠成的事了。这时,
可启发学生用恰当、简洁的文字准确地表达出这些本质属性的内容。
在给物理量下定义时,除了文字表述之外,还需要导出定义式,并
明确式中符号所代表的含义及各量的单位。
3.讨论概念的物理意义
得出了概念的定义,并不是认识概念的结束。还要从定义出发,讨
论概念的内涵与外延、概念的物理含义、用途等,从不同角度丰富对概
念的认识。
例如,得出电阻的定义R=U/I 之后,要对其物理含义进行讨论,使
学生明确以下几点:
①物理意义: R=U/I 是电阻的定义式,它表明,对特定的导体,加
在其两端的电压越大,产生的电流强度越大,但U/I 比值是一常量,这
一常量由组成导体的材料及导体的尺寸决定(决定式R=ρL/S),与加在
导体两端的电压无关。即R∝U 是错误的。
②作用:R 用来描述导体对电流的阻碍作用,任何导体都有这种性
质。
③ R=U/I 提供了一种测量导体龟阻的方法(伏安法),同时,以上
三个量知道了两个可求第三个。
对物理量的定义式,要特别强调物理量的物理意义,避免数学化的
理解。如R∝U 一类错误认识。再如物理学中正负号也是有明确伪物理含
义的。要加以强调。只有清楚了物理量的含义,才能准确地理解概念,
正确地运用概念。
(三)巩固深化概念,发展运用概念的技能
要使学生牢固、清晰的掌握物理概念,必须经过概念的巩固、深化
阶段。通过这一阶段达到这样两个目的:
1.对易混淆的概念进行辨析,进一步理解它们之间的区别与联
系
有比较才有鉴别。因而将易混淆的概念加以对比、辨析、明确它们
之间的区别与联系,是帮助学生纠正错误概念,理解、巩固、深化概念
最有力的措施。例如,运动和力、惯性与力、功与能、温度与热量等都
是容易混淆的概念。通过对比、辨析,明确概念的界限、概念之间的关
系,有利于形成清晰的概念、层次清楚的认知结构。
2.通过练习形成运用概念的技能
学习概念,是为了能运用概念进行思维,运用概念解决问题。依据
认识论的观点,一个完整的教学过程必须经过:由感性的具体发展到抽
象的规定,再由抽象的规定发展到思维中的具体,这样两个科学抽象的
阶段。因而概念的运用阶段也是物理概念教学不可缺少的环节。但要注
意,练习的目的在于巩固和深化概念,形成技能,培养分析问题、解决
问题的能力。因此,选题要典型、灵活多样,对题目的挖掘、探讨要力
求深入。将做习题与概念教学分离,甚至相对立,搞题海战术的做法,
不仅浪费时间、浪费精力,还容易使学生形成呆板、机械、生搬硬套的
思维习惯,不利于深化、活化概念,也不利于分析问题能力的提高。
怎样讲好物理习题
北京市大兴县黄村一中杨宝山
教学的理论和实践已经表明:在物理概念、规律教学,物理习题教
学和物理实验教学三个重要的教学环节中,习题教学贯穿于整个物理教
学过程的始终。可见,物理习题教学具有特定的作用。本文试图从中学
物理教学的实际出发,对物理习题在教学中的作用和物理习题教学的基
本规律与方法作一些深入的探究,并且提出在物理教学实施中应该注意
的问题。
一、习题在物理教学中的作用
物理习题可作为一个系统,包含有众多的要素,这些要素根据教学
内容的特点,教学目的的需要以及学生的实际情况,按照一定的规律,
可以构成不同形式的组合。而且这些组合形式又具有各自的结构和特
征。
(一)习题的结构与类型
从结构和要求上看,物理习题可以分为三种主要类别。(1)基本题,
属于基本知识和基本能力的内容。要求覆盖面要广,对这部分习题,要
严格规范,系统全面。(2)灵活题,要求在基本题的基础上稍作变化,如
推想、推算、分析以及应用等,旨在训练能力。因此,重点内容一定要
搞些灵活题。(3)综合题,这是突破各部分知识互相联系或具有多个知识
点的综合性应用问题。
从形式上看,物理习题可以分为选择判断,思考问答,推理论证,
设计与计算以及黑箱等多种类型。
1.选择判断型,从若干个容易混淆的概念和规律的答案中,要求解
题者作出肯定或否定的结论。根据不同的教学目的要求,题目可以分为
了解、理解及运用等几个层次。这类题目具有较强的概念性和逻辑思维
性等特征。
2.思考问答型。学生通过认真思考、分析问题,从中发现问题或预
测结果。然后用文字或数字给出答案。这类题目的主要特征是:要求解
题者深入思考问题,并运用文字等准确地表达物理问题,能合乎逻辑地
阐述物理问题的本质。
3.推理论证型。根据已知的理论和条件,通过推理导出结论,或根
据已知的理论检验结论正确与否,解答这类问题,要求学生具有较强的
分析、判断及推理能力。
4.设计题与计算型。设计题是指运用已有的知识,独立地或在教师
指导下进行实验方案设计。完成给定的任务。这类习题往往有多种设计
方案。因此,要分析比较,从中选择出最佳设计方案。
计算题是指以定量的计算为主来解答物理问题。它包括简单计算和
综合计算两种。简单计算具有研究对象的物理模型和物理过程单一的特
征。有时只需用一两个定义、定律即可得到解决。而综合性计算题的特
征却表现为:研究对象的物理模型和物理过程比较复杂,往往需要用几
个定律或公式才能给出结果。有的甚至需要与其它科目有关知识结合起
来方能找到答案。
5.黑箱问题,黑箱是一个系统的内部结构不能直接观察。通常的处
理方法是:根据已知的外部条件进行分析、判断、推理、猜测出若干种
可能的结果,最终综合出合理的内部结构。
(二)习题在教学