高中物理概念转变教学策略研究

孙 成

(江苏省泗洪姜堰高级中学 223900)

高中物理教学中学生概念的认识与掌握情况，会直接影响到其对教材知识的理解与运用，并且决定着新旧概念是否存在认知冲突，由此凸显出了概念教学的重要地位.在实际教学中，学生物理概念掌握不清的情况较为普遍，原因主要是学生的逻辑思维有待提升，且其头脑中有着许多与科学概念不尽相同的固有观念，对他们接受新概念造成了阻碍.并且在传统物理教学中，教师在教授概念时认为学生的思维过程能够达成新概念覆盖旧概念的结果，最终导致固有观念与科学概念在学生大脑中同时存在，降低了学生的科学概念理解力.针对以上问题，概念改变理论的提出便显得十分适当，将其在应用在高中物理教学当中，不仅能够实现对学生固有观念的纠正，还能在以学生为中心的前提下，利用科学适当的教学策略来培养学生良好的逻辑思维能力，进而提升教学质量与效率，现实意义显著.

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1 以情境的创设引发学生的认知冲突

学生头脑中存在的与科学概念不尽相同的固有观念具有隐蔽性，其自身往往难以意识到，需要教师在课堂上以恰当的方式引导学生展现出来，通过引发认知冲突而促进学生的思维活动.那么何为“认知冲突”，是指学习者原有的认知结构同新现象间的不能包容的一些矛盾，并且诸多学者达成共识，认为认知冲突具有促进学习者认知发展的作用.因为在学生未进行新概念的学习之前，他们的认知水平相对处在一个较低的状态，这时候的认知是平衡的.而要是产生了认知上的冲突，学生便会突然意识到旧概念是不够完整的、存在局限性的，进而打破了认知平衡.当中学生若是想要实现认知的平衡，便会萌生出学习新概念的自主意愿，这种力量会转变成转变概念的原动力，促使学生进行认知结构的重构，直至达成较高的认知水平.对于激发学生认知冲突的方法，可采用创设情境的途径，引导学生将这些固有观念调用出来，进而与科学概念产生相互作用，经历概念的转变过程.在具体的概念教学中，可以创设一些学生一时无法理解的情境，由教师引出学生的疑惑，也就是他们的固有观念，在与新概念的交汇中发生认知上的冲突.另外，在固有观念暴露出来后，学生接下来的学习也会存在一定的侧重点，学会更为关注一些自己的错误点，避免被动与盲目学习，有利于提升教学效率.如此，我们也可将以情境的创设来引发学生的认知冲突作为概念转变的起始点.在实际教学中，教师教学情境的创设可从以下几个方面去入手：

一是运用演示实验展开教学情境创设.演示实验是一种在课堂上由教师操作、指导与启发学生展开实验现象的观察、概括、分析与总结的教学方式，突出了物理学科的实验特点.同时借助直观性的优势，演示实验为学生提供了深刻而丰富的感性信息，有利于激发学生的学习兴趣与学习思维.曾有研究指出实验是引发学生认知冲突的有力手段，当实验结果同与预想结果存在差异，就会对学生的思维产生冲击，进而思考自己某方面的错误认知，发现固有观念，在与新认知的碰撞中再次达到认知平衡，实现对实验现象的重新思考.而教师在当中也要进行进一步的引导，为学生进一步学习新概念而提供帮助.

二是运用举例提问展开教学情境创设.如在教学“静摩擦力的方向”的相关内容时，部分学生可能受生活经验的限制或是因个人的主观臆断而存在固有观念，得出“静摩擦力的方向可能与运动方向存在关系”的结论.教师便可把握住学生的这些特点，将这个问题提出来，接下来进行实验展示，举起讲桌上的粉笔，再问学生：“大家认为这根粉笔受哪些摩擦力呢？方向又是什么？”学生通过思考与分析，回答是“受摩擦力，呈竖直向上的方向”.再然后教师拿起粉笔逐渐地向四周移动，让学生对静摩擦力的方向是否会发生变化而再次展开思考，大多数学生都会认为静摩擦力的方向是始终没有发生变化的，也就暴露出了他们观念同理论分析的矛盾之处.而最后经历教师的思想引导，学生也会发现静摩擦力的方向是不变的，进而得到与运动方向不存在关联的结论.

第一，可通过课堂总结来巩固新知.课堂总结可分成概括式总结、比较式总结、悬念式总结，其中概括式总结要求学生就所研究问题与知识展开系统概括，建立清晰、系统的整体印象；比较式总结主要是针对对立或是相似的概念，让学生通过比较而加深记忆；而悬念式总结是对之前设计的悬念的总结，旨在让学生利用新学知识而自主解释悬念.虽课堂总结方式较多，但教师需注意无论是哪种方式的运用，都不可自顾自地自说自演，要让学生积极的参与进来，不断开拓学生思路.

2 以矛盾的探究构建物理科学概念

二是以类比来进行科学概念的构建.物理学中的一些概念、知识及研究方法是存在一定相似性的，针对于这一部分内容，教师的教学可通过寻找相似之处来进行理论的迁移，进而得到新的概念与规律，这种也是避免学生死记硬背与减轻学生学习负担的一种有效方法.如速度、电阻、功率等一些概念，可利用比值定义法来轻松地掌握相关要点，并做到很快判断不同物理量间的关系.还有一些抽象的物理概念，可让学生通过与生活经验的类比，增强其感性认知，在实现抽象概念与生活实例相结合的基础上，降低学生概念理解难度.如对于“磁场”相关概念的教学，教师便可结合“指南针”的实例，要求学生进行类比理解，以磁场类比成指南针的功效，对磁场建立更为形象的理解.

三是以搭建物理模型来进行科学概念的构建.在研究物理学科的过程中，人们常常为方便研究而忽略当中的次要因素，将主要因素极大地凸显，或者是说将抽象理论转化为形象的理论，这一过程便是搭建物理模型的过程，而依照所研究问题的差异性，也可将物理模型进行分类，得到条件模型、过程模型与实物模型，学生借此可有效抓住所研究问题的本质，并简化问题研究的过程.如此看来，以合适的模型进行新概念学习是十分有必要的.

2.严格要求。对学生而言，许多良好的行为习惯的养成需要一个由被动到主动的转化过程，而在这个转化过程中，严格要求是完全必要的。在作业方面我努力从以下两方面来体现这种充满爱意的严格要求：

当学生意识到自身的固有观念后，便需要教师引导学生顺应认知来进行原有概念的转变，进而在解决该认知冲突的过程中构建起物理科学概念.关于物理科学概念的构建，可从以下三个方面来入手：

秋天的江水已经变得冰冷刺骨，木排浸在水里，没有遮风挡水的设施。下水后，战士们的衣服很快就被江水打湿透了，江风一吹，冻得人浑身瑟瑟发抖。战士们咬紧牙关，忍着刺骨的寒冷，凭着顽强的意志完成训练任务。

3 以练习与总结强化物理概念认知

当学生顺利解决认知冲突后，其头脑中便已经建构起了物理概念的对应框架，但由于刚刚学习，可能对其的理解与掌握还无法稳定，需要采用练习与总结的方法来强化学生的概念理解能力，实现彻底的概念转变.

三是以学生的合作分享学习来创设教学情境.合作分享学习中学生观点的碰撞，能够将其固有观念有效暴露出来，通过与他人观点做对比，进行自身想法的重新反思，力求找到自身的问题所在.同时在遇到他人观点无法说服自己的情况，学生还可寻找一些新观点或者想法来展开争辩，建立新的认知平衡，逐渐靠近科学概念.

一是以探究性实验来进行科学概念的构建.传统的探究性实验教学中物理教师习惯用大量的时间进行知识概念的讲授，这样就会减少学生实验操作的机会，或者是进行实验时间的压缩，从而限制高中生的思维发展，导致不能真正地掌握物理科学概念.而为使学生对物理概念做到更好的学习，便要发挥探究性实验的作用，引导学生参与到具体的实验活动来，在发现问题、分析问题后实现问题的解决.当中学生认知上的冲突会使其不断地深入探究，最终在解决认知冲突的基础上构建起科学概念.如在完成“分力与合力”中的相关概念时，部分学生可能认为合力就是代数相加的关系，针对这种固有观念，教师可运用弹簧测力计展开演示实验引发学生的认知冲突，得到两个弹簧测力计示数示数之和同钩码重力不相等的结果，之后针对这一问题，便可组织学生展开探究实验的设计与参与，这一过程中不仅可以让学生更加明确的知晓实验所需的仪器，还能知道要做什么、如何做，确保物理概念的科学性.

第二，可通过课堂练习来强化学生的概念应用.概念学习的最终目的就是让学生将概念成为自己头脑中的一部分，并实现在实际问题中的应用.因此当完成一些科学概念的教学后，教师可尝试设置一些练习题，要求学生利用新掌握的概念来解决情境下的问题，在帮助学生加深印象的同时，提升其知识的应用能力.另外不同类型的习题可能对同一概念的考察角度不同，也能进一步增强学生的科学概念认知，让他们通过抓住本质与要点，顺利解决各种类型题目.

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第三，可通过思维导图来帮助完善学生的认知结构.思维导图是一种利用直观图像而展现知识联系的方法，将其应用于概念教学中，可以将人的思维脉络形象地展现出来，当中需要教师引导学生先确定一个主题，再围绕主题延伸出不同的分支，构建成相对发散的立体结构，并且碎片化、分散的知识点间是存在联系的，这也显示了其在知识整合、总结方面的突出优势.思维导图一般可通过手绘或者使用软件的方式，在描绘过程中还可加入生动贴切的图示或是增添一些色彩，让思维导图更加直观和美观.

总之，采用概念转变的教学策略对改善学生物理学习积极性、提升学生思维能力与学习效率有着重要的作用，需要教师在具体的概念教学中通过挖掘学生的固有观念来与新概念产生认知冲突，继而引导他们借助视频讲解、实验探究方式来解决认知上的冲突，从真正意义上对概念进行掌握.另外需要注意的是，教师应充分尊重学生在整个课堂活动中的主体地位，要让学生具备自主学习的意识与能力，这样才能达成理想教学目标，促进学生的物理核心素养.