高中物理概念教学的优化策略

黄文利

(江苏省江阴市华士高级中学 214421)

在当前的物理教学过程中，我们发现学生之所以感到物理难学，其原因之一就在于他们对物理概念的理解和认识止步于对定义的背诵和对公式的记忆，他们彻底忽视了物理概念形成的事实依据和概念形成背后的思维方法，这些都在一定程度上限制着学生对概念的理解与掌握.因此，物理教师要重视学生对概念的学习，教学过程中不仅要引导学生领会相关概念的物理含义，更要帮助学生发掘隐含在概念中的物理思想.教师要积极研究学生的思维习惯和认知特征，要按照易于学生理解的方式来组织学生进行学习，并帮助学生克服相应的认知困难.

一、利用学生的已有认知展开类比，明确概念

和学生在课外沟通时，我们也经常听到学生的感慨：教材上的概念表述都很清楚，但是理解起来却很难到位.从教师的角度来讲，学生对概念的掌握不能只关心他们是否能够流利地背诵出来，而应该关注学生是否在头脑中形成较为清晰的认识.

比如电流的概念，其定义是“电荷的定向移动形成了电流”，如果从字面来理解，就应该认为电荷排着整整齐齐的队列，迈着整齐的步伐向前运动，进而形成电流.这种想法显然是错误的，实际上自由电荷本身就在进行无规则的热运动，在此基础上如果电荷还受到外界电场的影响，就将在原有运动的基础上叠加上一个定向偏移，这就是电流的形成.初次接触电流的概念，很多学生对电流的传导速度容易引起误解，他们会把这个速度理解为电荷从导线的一端运动到另一端的速度.为了帮助学生明确电流的实质，教师可以通过一个学生非常熟悉的例子来帮助学生来建立概念：操练队形时，所有的学生排成了一列，体育老师发号施令：齐步走！所有的学生几乎同时发生移动，虽然每一个学生的移动步调很小，但是体育老师的命令导致学生队列的整体性运动，此刻我们就认为人群的流动已经发生，但是却无需让队尾的同学行进到队首位置.类似的，当我们将电键闭合时，电路中的自由电荷就像听到老师命令的学生一样，它们统一按照指令向前推进，而且几乎在同一时刻发生移动，整个电路在同一时刻感受到电流的存在.在此基础上，我们告诉学生，电流的传导速度其实应该是电场的传播速度，在数值上它等同于光速.在这样的比喻下，学生能够更加清晰地建构物理模型，并对电流的微观机制产生更加深刻的认识，这也为学生在后续诸如“洛伦兹力和安培力关系”的学习奠定了基础.

二、从学生熟悉的场景着手，建立变式学习

中学生对物理概念的学习应该是一个由浅入深，逐渐深入的过程.如果教师只是平铺直叙地进行讲授，则学生未必得对概念形成深刻的理解.比如在指导学生认识摩擦力时，教师都会从其产生的条件着手：存在弹力、接触面粗糙、两物体之间存在相对运动或相对运动趋势；然后再讲摩擦力的分类——滑动摩擦力和静摩擦力；再指导学生对滑动摩擦力的大小和方向进行研究；最后再指导学生对静摩擦力的大小和方向进行分析.这样的处理貌似条理分明，学生在课堂上也是一听就懂，但是在结合概念处理具体问题时却一错再错.出现上述问题的原因是学生没有在头脑中建立正确的图景，这也成为教师在教学过程中必须进行针对性调整的地方.

对摩擦力的认识，我们可以引导学生从实际化的场景入手，按照如下次序来创设情境.

师：这是本静止放在讲台的书，它受到摩擦力吗？

生：没有.

师：如果用大小为2N的水平力向右推，但是没有推动，它会受到摩擦力吗？

生：受到.

师：这是什么性质的摩擦力？

生：由于相对静止，因此这属于静摩擦力.

师：接触面必须是粗糙的吗？

生：是的.

师：如果用大小为6N的水平力来推书，书依然没有运动，这说明什么？

生：这表明静摩擦力的大小是能够发生变化的.

师：如果改用7N的水平力来推书，书发生了运动，这又说明什么？

生：这说明静摩擦力有一定的取值范围.

师：如果我们继续增大这个推力，书所受摩擦力还会增大吗？

生：这时就是滑动摩擦力了，而且书又不是平衡状态，大小还真不好说.

师：你有什么办法来处理这个问题呢？

生：可以通过实验对滑动摩擦力的大小进行测量.

师：请大家设计实验，并在实验中研究滑动摩擦力的大小和哪些因素有关.

在老师引导下，学生开始进行实验探究，并形成了对滑动摩擦力的认识.以上过程，我们从学生熟悉的场景出发，逐步推进，引导学生完成了对静摩擦力和滑动摩擦力的概念建构.

三、帮助学生深刻领会概念的内涵和外延

学习物理概念，不仅仅是熟知概念的基本表述，我们还要引导学生理解概念的内涵，一般来讲，内涵包括以下几个方面的内容：(1)概念反映的是哪一类事物的哪些属性？(2)概念是如何定义的？(3)对于定量的概念，其计算和测量分别如何进行？它的单位是什么？当然，我们也必须明确，构成概念内涵的本质属性可以是一个，也可以是若干个.比如，匀速圆周运动的概念包括以下三方面含义：(1)物体运动；(2)运动轨迹是圆形；(3)速度的大小保持不变，其方向不断变化.

总之，我们在概念教学时应该引导学生熟知概念形成的过程，通过对比、辨析概念的内涵与外延，实现对物理概念更为准确和深刻的认识.

[1]阮家列．基于核心素养培养的高中物理复习中学生思维能力的提升[J]．课程教育研究，2004(1)．