申英格
(河南省洛阳市东方第二中学,河南 洛阳 471000)
初中物理是学生对物理从接触认识到熟悉理解的阶段,初中学生的认知能力水平明显比高中学生低了很多,因此初中物理的概念教学,需要教师结合学生的实际认知能力水平进行设计,立足于初中物理课程标准,着眼于培养学科素养。
物理概念是物理学科的基石,是对物理问题分析、判断、推理的出发点,它解释了物理学科的体系与结构,体现物理这门学科的意义和价值。物理概念是培养学生逻辑思维能力、实践能力的重要途径,学生理解掌握物理概念是一个非常复杂的过程,在这个过程中必不可少的就是在物理环境中实验并观察,从中获得感性知识,并检验结论。学习物理还需要将复杂的思维过程和自己认知概念与新事物相联系,进而认识事物的本质。因而教师需要引导学生正确认识物理概念,掌握概念学习的方法,培养各方面能力,开发智力。
物质基本属性的概念。初中的物理概念有很多,关于物质基本属性的概念就有质量、熔点、沸点、密度等等,通过物质基本属性的学习,学生能了解到认识事物的基本方法,掌握事物的基本属性,并具备认识事物、区分事物的能力。物体间相互作用及变化规律的概念。概念教学的另一类别是关于物体间相互作用及变化规律的概念,主要包括速度、电流、电压、力、功、功率等等,也就是自然界一切物体变化过程中的自然规律,这些概念通过自然规律揭示了事物之间的联系。
创设情境是初中物理课堂中常用的一种教学方式。一般情况下,教师借助创设情境的方式来引入新课。在概念教学的时候,教师同样可以借助创设情境让学生获取对概念的感性认识,促进学生理解概念、掌握概念。通过创设情境所形成的概念,学生不会感觉到突兀,他们会自然地接受。因而,创设情境可以作为概念动态生成的第一步骤。首先,教师展示和概念相关的情境,引导学生对概念提出猜想;然后,教师指导学生借助分析或者实验去验证,初步体验概念。例如,在进行“升华”这个概念教学时,教师可以用创设情境方法引导学生体验“升华”概念。升华是日常生活中经常发生的物理现象,但是学生缺乏对生活的观察,他们并不十分了解升华。针对这种状况,教师采用播放和升华现象相关的视频来创设情境-冬天结冰的衣服晾干的视频。由于结冰的衣服晾干需要很长时间,教师用快放的方式来播放视频。学生观察到结冰的衣服变干的完整过程,他们感觉非常新奇,主观上迫切希望探究这种现象。教师提出问题:为什么结冰的衣服也可以晾干?学生结合前面所学的物态变化知识进行分析,可以认识到升华现象是水从固态变成了气态。教师根据学生分析将这种物态变化定义为“升华”。由于水从固态变成气态过程中,学生只能观察到固态冰的减少,而无法观察到气态水的生成,他们无法充分信任教师所提出的概念。教师再做碘的升华实验,这样学生可以清晰地观察到固态碘变成紫色气态碘的过程。学生对“升华”概念的感性认识更为具体了,显然,创设情境为学生动态理解概念提供了基础。
物理学科具有较强的体系性。在早期发展中,物理的各个模块的确是分开独立的,但是随着近代科学研究的不断进步,物理各个模块之间已经体现出深刻的相互联系,可以彼此相互解释和印证。初中物理的概念教学,自然应当充分考虑到物理概念规律的体系性。比如初中物理中的物态变化部分和分子动理论部分是存在很强的相关性的。物态变化看似简单,但是在学习完成以后学生头脑中总是问题重重,比如为什么会蒸发?蒸发为什么受液体温度、液体表面积和液体表面空气流动速度的影响?为什么会有沸点?为什么冰可以不经过水直接变为水蒸气?这些问题可以利用初中物理中的分子动理论来帮助学生进行简单的理解。初中学生在物理学习过程中会提出许多问题,教学中绝对不能对这些问题不闻不问,从体系性出发进行教学,能够很好地引导学生将自己的所学归纳成系统,有利于学生物理观念的养成。
实践是检验真理的唯一标准,物理是一门科学探索的学科,更需要实践,让学生在实践的基础上加深概念的认识和理解。物理知识来源于生活和实践,有效的教学离不开丰富多彩的实验教学,实验能帮助学生更直观地感受和理解概念以及罕见的规律现象。实际上有些实验难度较大,学生不能在课本知识和教师的演示中充分掌握实验操作,教师的现场演示有时候也会达不到预期效果,再加上有些实验所需的器材较多,操作过程比较复杂,学校条件满足不了实验需求,这就需要应用多媒体技术,通过多媒体技术的模拟实验完成操作,比如失重状态、电磁感应、电流的形成这些实验,应用多媒体辅助教学促进了课堂的有效性,不仅节省时间,也能避免实验工作中出现的失误。
不少初中生在学习物理概念的时候,仅仅依靠记忆。学习概念运用记忆是必要的,但如果在不理解概念的状况下依靠死记硬背,肯定无法学好物理概念。相关实验表明,如果学习者能够深入理解知识,可以提升记忆的效果。教师可以对概念进行深度分析,让学生清晰地了解新学概念和已学相似概念存在着哪些异同。这一分析过程可以帮助学生辨析清楚概念,从而形成较为深刻的印象。对概念进行辨析的时候,教师可以提出问题,让学生自主分析,这样效果更好。物理学习有一个从迷迷糊糊走向逐渐清晰的过程,因此,概念的辨析非常重要。“音调”是初中物理声学部分较为重要的一个概念,许多学生感觉难以理解“音调”这一概念,造成这种现象的主要原因是学生不能够从音调的产生本质角度去理解它。音调是由物体振动的频率所决定的,在介绍过音调这个概念后,教师可以使用音频发声器产生不同频率的声音,让学生感受随着频率的增加,声音越来越尖锐(音调越高),从而让学生深刻地理解音调和频率的关系。在使用音频发声器发声的过程中,教师还可以将声音对应的波形展示出来,让学生借助声音波形的疏密程度来体验频率对音调的影响。这种结合了听觉和视觉的教学方法,对学生理解“音调”概念非常有帮助。不少学生会将“音调”与“响度”概念混淆起来,教师可以引导学生辨析这两种概念。教师借助音频发生器以相同的响度来播放不同频率的声音(响度一致,音调不同),让学生来感受响度和音调的不同,然后,教师再播放响度不同,但频率相同的声音(音调一致,响度不同)。通过对比,学生可以在头脑里面建立起音调概念的深度理解,让学生将“音调”和“响度”概念彻底地分开来。在动态生成概念教学中,教师帮助学生对概念进行辨析,能够让学生将概念记得更清楚,记得更久。
合作学习法是物理教学常用的教学方法,教师在课堂教学应用合作教学法的同时要考虑学生的互补性,在分组时注意每个小组都有基础好的学生和基础差的学生,而且每个小组的实力都不能有太大的差距,保证在讲解概念教学时,每个小组的成员都能相互促进,共同进步,尖子生带动后进生。比如在进行“凸透镜成像规律”这一概念教学时,教师可以提出小组合作任务:结合生活实际和课本概念,探究凸透镜成像的规律是什么。每个小组收到任务后都开始分配任务,有的搜索生活实例,有的阅读教材内容,有的整合生活与教材内容,有的在准备总结探究成果。在问题的驱动下,学生的积极性都在提高,为了不拖小组后腿,都会各负其责。当每个小组都汇报探究成果后教师就可以点评学生的成果,并以此进入概念教学。合作学习法让每个学生都加入概念教学的探索中,在探索中也能培养自学能力和探索能力以及合作能力,通过集体力量分析问题,解决问题,在交流的过程中相互学习,相互促进。
动手实践在初中物理教学中应用不多,主要是教师对学生动手能力不信任造成的,这对物理教学不利。实际上,动手实践不仅仅可以提升学生的动手能力,为学生的全面发展打下坚实基础,而且还可以让学生从其他角度来理解概念,从而透析概念的不同侧面。初中物理教师在教学过程中可以根据学生学习概念的需要设计动手实践活动,放手让学生自己参与实践活动,从新的角度认识概念。例如,在平面镜成像教学中,学生对“虚像”概念难以理解。教师可以让学生动手实践探究平面镜成像规律,这样可以促进学生理解“虚像”概念。
探究一:学生将一支蜡烛放在平面镜前面,改变蜡烛位置,观察平面镜中蜡烛所成像的大小。这一过程,可以让学生动手操作,亲自观察,体验物和像的外形关系。
探究二:学生使用光屏在平面镜后方接收蜡烛所成的像。无论学生怎么移动光屏都无法在光屏上接收到物体的像,这一探究活动让学生认识到平面镜所成的像是虚像,无法呈现在光屏上。
探究三:学生用玻璃板替换了平面镜。他们将一支蜡烛点燃,放在玻璃板前面,再将另外一支外形差不多的蜡烛放在后面,学生不断地改变后面蜡烛的位置。学生透过玻璃板观察,让后面的蜡烛和前面蜡烛所成的像完全重合,然后,学生使用刻度尺来测量物距和像距。通过测量,学生发现了平面镜所成像的物距和像距是相等的。
经过三个探究实验之后,学生对平面镜成像有了一定认识,也感受到了虚像的特征,不会再搞不清虚像。学生通过动手实践能够从观察和接收两个角度理解虚像:“虚像是可以观察,但无法用光屏接收”,同时还更为深刻地认识到平面镜成像所成的像是虚像,像和物体形状、大小是相同的;像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等。
初中学生的可塑性强,很容易进行物理概念学习的方法和技巧的培养。但需要注意,初中学生的认知能力和水平远没有达到高中学生的层次,因此教学中要做好科学性妥协,要充分考虑到学生的原有认知,激发学生的学习兴趣,并充分地将物理联系实际。同时,在初中物理的概念教学对教师自身也是极大的挑战。