物理觀念形成與發(fā)展的教學策略

1、1物理觀念形成與發(fā)展的教學策略物理觀念形成與發(fā)展的教學策略曾志旺（玉環(huán)縣楚門中學（玉環(huán)縣楚門中學浙江玉環(huán)浙江玉環(huán)317605317605）物理觀念是指學生通過物理學習，在深入理解物理學科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對物理的概括性認識，具體表現(xiàn)為主動地運用物理思想、方法和觀點，認識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習慣。物理觀念主要來自3個方面：一方面來自于學生對物理學科具體性知識的反思和概括，形成知識類物理觀念，如力的觀點、運動的觀點、能量的觀

2、點等；另一方面來自于學生對物理探究過程、學習方法的反思，形成方法類的物理觀念，如類比方法、等效方法、模型思想；再一方面來自于對物理在社會生活中的價值的認識和反思，形成的情意類的物理觀念，如物理價值觀。這3方面觀念相互影響、共同作用構(gòu)成物理觀念這一有機整體。如圖1所示。物理觀念具有層次性，一方面指在不同學習階段形成的觀念是不同的；另一方面指同一觀念在不同的學習階段，其內(nèi)涵的豐富程度是不同的。物理觀念具有能動性，主要表現(xiàn)為能夠為新物理認識指

3、明思維方向。誠如愛因斯坦所說：“在建立一個物理學理論時，基本觀念起了最主要的作用，物理書上充滿了復(fù)雜的數(shù)學公式，但是所有的物理學理論都是起源于思維與觀念，而不是公式”?！敖逃o予人們的無非是當一切已學過的東西都忘記后所剩下的東西”（勞厄）。隨著歲月的流逝，物理學研究的事實和結(jié)論被學生忘記了，但通過具體物理知識的學習凝練而成物理觀念卻植根于學生頭腦中而被長時間保留，成為他們的思維習慣和行為習慣。因此，中學物理教學應(yīng)重視學生物理觀念的形成與

4、發(fā)展。筆者認為，以下一些策略是比較有效的。一、引發(fā)學生的認知沖突，實現(xiàn)錯誤前觀念的轉(zhuǎn)化一、引發(fā)學生的認知沖突，實現(xiàn)錯誤前觀念的轉(zhuǎn)化認知沖突的引發(fā)是指，當原有觀念與新經(jīng)驗之間出現(xiàn)對立性矛盾時而感受到的疑惑、緊張和不適的狀態(tài)。建構(gòu)主義認為，學生的學習是基于原有經(jīng)驗，并通過不斷地與新信息進行交流、“撞擊”的相互作用中，在學生的頭腦中建構(gòu)出的新的認知模式，即生長出新知識。在這一過程中，學生原有經(jīng)驗的激發(fā)及與新知識的交互作用是建構(gòu)認知模式的關(guān)鍵。

5、認知沖突是在積極的認知活動中產(chǎn)生的，學習者在真實情境面前聯(lián)想起原有的知識經(jīng)驗，而且試圖對新、舊經(jīng)驗進行對照、整合，并試圖找到新的平衡，即認知沖突的解決過程。處在適度認知沖突的氛圍中，行動最有動力，解決認知沖突有不同的途徑，研究表明，原有觀念在遇到新觀念時，學生對新觀念的處理方式通常有3種情況：①徑直地拒絕了新觀念；②通過機械記憶，新觀念取代舊觀念；③對新舊觀念進行整合，接納新觀念。具體的物理教學中要實現(xiàn)原有觀念的轉(zhuǎn)變則需要滿足3個條件：

6、①原有觀念跟物理事實存在矛盾；②新觀念比舊觀念更易于解釋物理事實，即新觀念具有可理解性和合理性；③新觀念的有效性。因此，在教學過程中創(chuàng)設(shè)有效的問題情境時得考慮這三個條件，當然除了能引發(fā)認知沖突外，還得易于對認知沖突的處理與解決，只有這樣，才能順利實現(xiàn)對錯誤觀念的轉(zhuǎn)變，生成正確的物理觀念。3生意識到用已有的知識無法解決問題時，然后教師指出：“原則上，我們可以用牛頓定律解決所有力學問題，但是，像上述情形受力比較復(fù)雜的實際問題，直接用牛頓定律

7、解決就非常困難，需要引入新的概念。”接著帶領(lǐng)學生回顧歷史上動量概念建立過程及科學家的思考和所做的工作……如何通過研究碰撞等復(fù)雜的力學問題，建立動量概念的思想和方法，思考運動的量度與追尋守恒量的關(guān)系、思考自然界的對稱性和物理守恒律間的關(guān)系等。這種基于真實史實的教法，使學生受到了大量物理思想、方法和物理觀念的熏陶，逐漸認識“每一種守恒定律，必定有其伴隨的物理對稱性”這樣的物理觀念等。五、挖掘?qū)嶒炋骄抗δ埽龠M物理觀念構(gòu)建五、挖掘?qū)嶒炋骄抗δ?/p>

8、，促進物理觀念構(gòu)建物理觀念是隱藏于具體性知識背后的概括性觀點和思想方法，物理觀念只有在學生本人親自經(jīng)歷知識的探索發(fā)現(xiàn)過程，對具體物理知識進入深入分析和挖掘才能展開出來，并在與他人的交流討論與具體應(yīng)用中獲得日漸清晰的認識。因此，在課堂教學中創(chuàng)設(shè)實驗探究情境，讓學生親身體驗物理知識的發(fā)現(xiàn)過程，感悟物理知識中蘊含的思想、觀點和方法，使學生通過高水平的思維活動，深刻理解和掌握物理知識，并通過不斷的反思、概括、提升，從而促進物理觀念的構(gòu)建。比如，

9、“牛頓第二定律”課題教學。在教師的適當引導(dǎo)下，學生開始認為物體的加速度與所受的外力及物體的質(zhì)量有關(guān)，并且外力越大，加速度越大；質(zhì)量越大，加速度越小。如何研究它們之間具體的數(shù)值關(guān)系呢？學生答：可以用實驗方法來探索。使用控制變量法，先確定m不變，研究a與F關(guān)系；再確定F不變，研究a與m的關(guān)系。然后要求設(shè)計實驗測量不同情況下物體的加速度（提示：物體可放在氣墊導(dǎo)軌上，以減小摩擦，用光電管和計時器記錄時間）。學生設(shè)計的裝置圖如圖3，用兩只光電門分

10、別測出（寬度d）通過時所需的時間t1、t2，兩光電門間距s，則物體運動的加速度。學生通過實驗，得出stdtda2)(212222??。最后得出牛頓第二定律。maFa1??上述實驗探究教學中，學生遷移相關(guān)物理觀點、思想和方法到新的問題情景中，并作出創(chuàng)新性應(yīng)用。如猜測加速度與什么因素有關(guān)且可能是什么關(guān)系的，采用控制變量法設(shè)計方案，通過邏輯推理得出加速度算式等。因此是非常有利于物理觀念構(gòu)建的。六、在原始物理問題情景中實現(xiàn)觀念的創(chuàng)新應(yīng)用六、在原

11、始物理問題情景中實現(xiàn)觀念的創(chuàng)新應(yīng)用“原始”物理問題是指，自然界及社會生活、生產(chǎn)中客觀存在且未被加工的物理問題，其教學如圖4如示。當學生面臨原始物理問題的“頭”時，由于原始問題只暴露了現(xiàn)象的某些特征，難以對它作出有效的判斷，只能根據(jù)某些事實或已知理論，運用類比、外推、猜測、不連續(xù)和非邏輯的方法形成適應(yīng)性的領(lǐng)悟，提煉“物理圖像”從而走出認識的關(guān)鍵一步。當學生面臨原始問題的“尾”時，同樣需要借助于物理直覺來判斷結(jié)論的合理性。因此，教學中創(chuàng)設(shè)“