論變式在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用.doc

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1、論變式在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用（浙江省永康市第二中學(xué)呂璨珉）高中物理概念一般可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是只有質(zhì)的規(guī)定性的概念，如運(yùn)動(dòng)、靜止、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光等；另一類(lèi)不僅有質(zhì)的規(guī)定性，還有量的規(guī)定性，這種概念又叫物理量，例如速度、加速度、功、動(dòng)能、動(dòng)量、電流強(qiáng)度、場(chǎng)強(qiáng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度等。物理量的定義包括描述性定義和測(cè)量性定義兩部分。由于物理學(xué)是一門(mén)定量科學(xué)，所以物理量在物理學(xué)科中占有重要地位，以下將物理概念形成過(guò)程分“引入”、“形成”和“鞏固與深化”三個(gè)階段闡述。1變式教學(xué)運(yùn)用于物理概念的引入概念引入是物理概念教學(xué)的必經(jīng)

2、環(huán)節(jié)，通過(guò)這一過(guò)程，讓學(xué)生在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中找一個(gè)適當(dāng)?shù)摹吧L(zhǎng)點(diǎn)”，以便建立概念，還可以讓學(xué)生將新知識(shí)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，激活思維，激發(fā)求知欲，為建立概念的復(fù)雜智力活動(dòng)做好準(zhǔn)備。根據(jù)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中相應(yīng)知識(shí)狀況和新概念的不同特點(diǎn)，在物理概念引入過(guò)程中，常用的變式方法如下：⑴從生活實(shí)際引入例如力的概念可以從推土機(jī)推土、人提水、馬拉車(chē)、汽車(chē)壓路面等現(xiàn)象引入。通過(guò)生活實(shí)際中不同的例子的引入，體現(xiàn)各種不同的生活現(xiàn)象反映了共同的力的本質(zhì)，從效果上看不同的力作用形式反是映了共同的力本質(zhì)：力是物理間的相互作用，力不離開(kāi)施力物

3、體和受力物體而單獨(dú)存在。這種方法簡(jiǎn)便易行，學(xué)生感到親切、自然，而且從生活實(shí)際中引入概念有助于培養(yǎng)學(xué)生注意觀(guān)察，勤于思考、善于運(yùn)用概念分析問(wèn)題的能力和習(xí)慣。⑵從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入對(duì)于缺乏建立概念所需的足夠的感性經(jīng)驗(yàn)，可以通過(guò)一些典型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生獲得鮮明的感性知識(shí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索，形成概念。例如，介紹橫波與縱波的概念時(shí)，可先做課本上介紹的實(shí)驗(yàn)，提供概念教學(xué)所必須的感性材料，激發(fā)學(xué)生興趣，再通過(guò)討論分析，得出機(jī)械波在向外傳播中一方面?zhèn)鞑フ駝?dòng)形式，另一方面要傳播能量，而介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。彈力發(fā)生微小形變

4、實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常用實(shí)驗(yàn)引入一個(gè)物理概念，培養(yǎng)了學(xué)生的觀(guān)察力、注意力，并建立了物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)的概念。⑶在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的基礎(chǔ)上引入有些情況下，特別是高三階段，學(xué)生已建立了許多物理概念，物理感性知識(shí)也更豐富，這時(shí)可在復(fù)習(xí)有關(guān)舊知識(shí)基礎(chǔ)上引入概念。例如講電勢(shì)能、電勢(shì)概念時(shí)，可先引導(dǎo)學(xué)生回憶重力做功與路徑無(wú)關(guān)，重力勢(shì)能等知識(shí)，通過(guò)類(lèi)比建立新概念，而引入磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B這一概念中，可讓學(xué)生回憶電場(chǎng)強(qiáng)度E這一物理概念的定義，這些都是認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化作用的體現(xiàn)。這種依靠舊知識(shí)同化新知識(shí)的方法，有利于鞏固知識(shí)，強(qiáng)化知識(shí)的內(nèi)在

5、聯(lián)系，并且對(duì)形成結(jié)構(gòu)清晰，聯(lián)系緊密的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有重要意義。⑷從理論需要引入這種方法強(qiáng)調(diào)知識(shí)的內(nèi)在邏輯性和知識(shí)體系的整體性，對(duì)于形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)也十分有利。對(duì)于電場(chǎng)線(xiàn)、磁感線(xiàn)、電流強(qiáng)度等概念，都可用此方法引入。在引入概念時(shí)，無(wú)論采用變式中哪一種方法都要注意：(a)選擇的感性材料要典型、全面，要突出與概念有關(guān)的本質(zhì)特征和屬性，盡量減少非本質(zhì)特征的干擾。(b)選擇的舊知識(shí)，一定要與新知識(shí)有實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，否則，容易形成模糊的或錯(cuò)誤的概念，或在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中形成不正確的聯(lián)系。2變式教學(xué)應(yīng)用于物理概念的形成在這一

6、環(huán)節(jié)的教學(xué)中，大致有如下兩種情況：一種是學(xué)生的感性材料基本能解決將要建立的概念，或在缺乏感性材料的情況下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)提供了大量鮮明的感性材料。在這種情況下建立概念，一般沒(méi)有很大阻力，通過(guò)分析、歸納、分類(lèi)、對(duì)比等思維方法，可以摒棄非本質(zhì)的東西，突出本質(zhì)的特征和屬性，從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的飛躍。另一種情況是，學(xué)生已有了相當(dāng)充分的前概論，但是與將要建立的概念相抵觸，這時(shí)，直接講授新概念往往不同奏效。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)其前概念深信不疑，并已習(xí)慣于用原有概念框架去理解事物，建構(gòu)意義。當(dāng)他帶著自己的概念框架來(lái)聽(tīng)教師講授時(shí)，往往只接

7、納了那些與其原結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)的內(nèi)容，而相矛盾的內(nèi)容往往不注意?；蛞驘o(wú)法理解，即使勉強(qiáng)記住了一些概念的結(jié)論，也無(wú)法融會(huì)貫通而只能將新學(xué)到的結(jié)論與原來(lái)的概念分別擱置，遇到實(shí)際問(wèn)題，仍按原來(lái)的概念框架進(jìn)行思維。要使學(xué)生放棄他曾堅(jiān)信不移的觀(guān)念，接受一種全新的觀(guān)念，是一個(gè)極其艱難的過(guò)程，有時(shí)甚至出現(xiàn)反復(fù)。因此，運(yùn)用變式，揭露概念的本質(zhì)特征，才能實(shí)現(xiàn)觀(guān)念上的突破。例如在磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電場(chǎng)強(qiáng)度E這兩個(gè)物理量的學(xué)習(xí)過(guò)程中，很多同學(xué)認(rèn)為在電場(chǎng)中放入點(diǎn)電荷，在磁場(chǎng)中放入通電導(dǎo)線(xiàn)，才有B和E，拿走點(diǎn)電荷與通電導(dǎo)線(xiàn)則沒(méi)有E和B，根

8、本原因是對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的本質(zhì)特征沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)，點(diǎn)電荷通電導(dǎo)線(xiàn)等非本質(zhì)模糊了電磁場(chǎng)的強(qiáng)弱由場(chǎng)本身決定，與放入的點(diǎn)電荷、通電導(dǎo)線(xiàn)無(wú)關(guān)這一本質(zhì)屬性。概念的本質(zhì)屬性，往往要從概念的定義出發(fā)，討論概念的內(nèi)涵與外延，從不同角度豐富對(duì)概念的認(rèn)識(shí)，例如關(guān)于電阻的定義R=U/I：(a)電阻的定義式，對(duì)特定的導(dǎo)體，加在其兩端的電壓越大，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度越大，但U/I比值是一常量，這一常量由組成導(dǎo)體的材料及導(dǎo)體的尺寸決定，與加在導(dǎo)體兩端的電壓無(wú)關(guān)（決定