?运用信息技术优化高中物理概念教学

张耀军

摘  要 阐述物理概念的分类，分析影响物理概念学习的因素，提出利用信息技术开展物理概念教学的具体措施，以期为高中物理教学提供借鉴和参考。

关键词 高中物理;信息技术;物理概念

1 前言

有关调查数据显示，近年来高中物理学科的学习成绩较其他学科有一定的差距且稳定性较差，喜欢物理学科的学生数量和比例也在不断下降。很多学生由于高中物理学习难度较大，考试成绩不理想，从而逐渐失去对物理学科的学习信心，导致高中物理教学质量和效率降低。物理概念是最能反映事物本质的抽象表达，而长期的物理教学也告诉人们物理概念在学科发展中的重要地位。掌握物理概念对于物理公式、物理理论等的理解有极为重要的作用。

2 物理概念的分类

高中阶段的物理概念大概分为三类。

第一类是能够反映物质属性的基本概念，如能量转变、电阻等。此類概念通常具有较为深刻的含义，且蕴含十分丰富的哲理，仅通过表面知识的学习难以理解。

第二类是能够反映物体之间相互作用或发展规律的物理概念，如高中阶段最常接触的电压、机械能等。此类物理概念的共同点是用多个物理量之间的乘积、比值等对另一个物理量进行定义。教师可以通过对现实生活中实例的相关数据进行分析，通过数据观察深入理解此类概念的含义。

第三类是概念名称本身与物理现象描述等同的物理概念，如高中阶段陷阱设置最多的电磁感应等。此类物理概念相较于前两类来说容易理解，因此，在高中物理教学过程中通常对此类概念的产生原因、规律等进行探讨。

3 影响物理概念学习的因素

思维定式的影响  思维定式是由于受到先前思维活动的影响对后续思维活动的反应出现自动化思路的现象。高中阶段的学生经历了漫长的思维实践，在此过程中受到多重因素的影响，不同学生会产生不同的思维方式，此时会不自觉地对物理学习中的某种活动作出反应，特别是在遇到问题时会不自觉地使用特定思维框架解决问题。高中物理是一门思维广阔、开放性较高且学习难度大的学科，在学习过程中通常会遇到不同种类的问题，在问题形式、问题内容等方面具有多样性，需要学生进行开拓创新;但受到思维定式的影响，学生会被固定的思维框架制约，思考问题的广度与深度不能达到理想状态，从而出现负迁移效应。

以最简单的日常知识为例，很多学生认为铁球下降速度比同质量的木球快。若在拔河比赛中甲方胜出，就证明甲方学生的力量比乙方学生大。这种以生活经验为主观判断依据的思考方式就是思维定式的主要表现。为了减少高中物理概念学习过程中先入为主的思想对学习质量的影响，需要加强对高中阶段物理实验验证的重视程度，减少物理概念学习过程中的逻辑思维障碍，同时强化物理概念本质内容及要点，有助于通过知识推理获取更多的物理知识。在传统教学模式下，学生所接受的教育形式是统一的，再加上高中阶段的题海战术，很容易形成固定的思维框架，不利于创造思维的培养。

知识迁移的影响  高中物理学习不仅要求学生把教材内容储存于脑海中，更为重要的是要具备将所学知识内容应用于各种情境中的应变能力，也就是知识迁移。通常来说，这种知识迁移是指通过先前知识内容的累积对后续学习产生影响，与此同时，后续学习也会对先前知识内容的学习产生一定程度的影响。因此，众人将知识迁移定义为在某种情境或条件下收获的技能、知识等对另一种情境或条件下收获的技能产生影响。除此以外，利用已经收获的知识内容或专业技能去解决问题，也是知识迁移的一种表现形式。此类知识迁移需要学生掌握一定的转化能力，也只有通过知识迁移才能实现理论与实践的有机融合。

认知水平的影响  认知水平的限制会对学生的元认知能力等造成影响，从而增加高中物理概念学习的难度。这里所说的元认知能力主要是指个体在认知活动中的自我调节。高中物理学习阶段元认知能力主要体现在学生对课堂教学活动的规划、监控等过程。首先，高中阶段学生看待事物的角度较为片面，通常从自我出发对事物本质进行猜想，抑或通过生活经验直接构建事物的意义进行判断，并不能抓住事物本质，找到问题解决的关键点。此外，在物理概念学习过程中，学生也不可避免地被表面现象所迷惑，从而导致对物理学习概念的肤浅理解。前文所提到的铁球下降速度比木球下降速度快等错误定论的形成就是受到认知水平的影响。其次，高中阶段学生尽管已经接受了一段时间的物理学习，但多数没有接受过系统的物理思维训练，因此对于物理知识的理解及解题经验的获取还有很大的局限，逻辑思维能力与思维品质自然也会受到影响。此外，高中阶段学生并不善于有计划、有条理地对物理学习进行安排，若在学习过程中遇到难以解决的问题，通常以直觉判断或直接判断的方式给出答案。这样的思维方式同样是元认知障碍的具体表现。

4 利用信息技术开展物理概念教学的具体措施

通过创设教学情境，引入物理概念  建构主义中对于教师教学与学生学习之间的定义为：学生获取知识内容的手段并不全是依靠教师，学生可以在一定的情境下，借助教师或其他学生的辅助作用，同时发挥可利用学习资源的指导作用，对知识框架进行构建。在物理概念教学过程中应用信息技术，能够在视觉、听觉等多方面给予学生感官刺激，通过学生好奇心的激发及新鲜感的给予，提高学生对于高中物理概念的学习兴趣，促进学生思维的开放。

如对高中阶段动能的描述及能量之间的转化进行讲解时，教师可以利用多媒体设备播放龙卷风、海啸、三峡水库等具有代表性的图片、视频，拉近知识内容与学生之间的距离。在观看上述视频后，学生通常会惊叹三峡大坝的气魄，会好奇龙卷风的力量来源等。基于此，教师可紧紧抓住学生的好奇心理提出有关物理概念的问题，供学生思考，如龙卷风究竟是如何形成的，龙卷风的威力从何而来，等等。利用信息技术对教材内容进行展示和拓展的方式对于学生的视觉、听觉来说无疑是一种享受，不仅能加深学生对该部分内容的学习印象，还能促进学生对物理概念的理解。

通過信息技术揭示物理概念本质  物理概念的建立通常是在某种特定的环境下，学生在实验验证或实验观察过程中所得到的感性结论，再加上对物理概念的理解与生活经验的联系，不断对物理概念的本质进行深入研究。因此，在高中物理概念教学过程中运用信息技术，能够为学生提供足够的感性认知，引导学生对物理概念进行综合分析，减少表面现象对物理概念理解的影响，从而达到揭示某种物理现象或过程本质的目的。

如在匀速直线运动和匀变速直线运动学习过程中，两者虽然在本质上有一定联系，但属性有所不同，因此，很多学生在学习过程中会将两者混淆。基于此，教师在教学过程中应利用信息技术有意识地对两者进行区分。如播放汽车在道路上匀速行驶和先加速后减速的行驶视频，让学生找到两者之间的不同，此时教师可针对学生看到的不同点进行提问。或者以牛顿第一定律和牛顿第二定律的学习为例，教师在教学过程中可以播放神舟七号航天飞船发射成功的视频及宇航员在船舱中的生活情景，让学生对船舱中的奇怪现象进行提问并思考，如为什么宇航员可以在船舱中以任意姿势漂浮等。这样一来，既能够快速吸引学生注意力，又能够通过问题思考强化学生对牛顿定律的理解。

通过实验或者模拟深化物理概念  信息技术在高中物理概念教学中的应用为模拟实验的进行提供了更多的可能。教师可充分利用信息技术的模拟性对高中物理学习过程中难以理解的知识进行模拟实验，最大限度还原真实的实验现象，帮助学生更加迅速地掌握物理概念的精髓。例如，在高中物理电流相关内容的学习过程中，传统教学方式下，学生不能近距离体会电流的形成与传递方向，因此对于电流相关知识内容的理解通常并不透彻;而在新教学模式下，教师可利用Flash插件建立模拟仿真平台，学生可自主进行实验设计，如对小灯泡电流进行调节，或者对电池正负极进行调节，观察实验现象变化。这样一来，学生和教师能够更加清楚地看到实验结果的变化，学生也能够正确理解电流的传输。

加强练习，巩固物理概念  课后练习环节是巩固教学质量的重要手段。尽管在高中物理教学过程中应用信息技术可以在很大程度上促进教学质量的提升，但依然需要通过课后练习对所学知识进行巩固，特别是对容易混淆的物理概念更应及时巩固。信息技术在物理概念巩固练习中的应用能够让学生有针对性地进行查漏补缺。信息技术的全能性能够对学生的测试成绩进行自主分析，同时为教师呈现分析报告及相关数据，有助于教师更加全面地了解学生的概念掌握情况，从而利用信息技术在题库中筛选习题，为学生布置有针对性的课后练习题。与此同时，教师还可以在课后发布思考问题，让学生自主查找学习资料对问题进行回答。

5 结语

综上所述，物理概念教学是高中阶段重点教学内容之一。随着新课程改革的不断深入，多数学校开始改变传统的旧思想观念，不仅以提高学生的学习成绩为教学目标，还致力于促进学生理论知识与实践的转移。物理概念教学中信息技术的应用，不仅能够帮助学生掌握最基础的知识和理论，还能够通过物理实验及模拟实验提高学生的理解能力、实践能力。教师同样可以发挥信息技术的优势，利用互联网借鉴不同学校的教学方法，创新不同的教学模式来开展物理概念教学，促进高中物理教育质量进一步提高。

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