物理观念形成与发展的教学策略

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1、物理观念形成与发展的教学策略曾志旺（玉环县楚门中学浙江玉环317605）物理观念是指学生通过物理学习，在深入理解物理学科特征的基础上所获得的对物理的概括性认识，具体表现为主动地运用物理思想、方法和观点，认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。物理观念主要来自3个方面：一方面来自于学生对物理学科具体性知识的反思和概括，形成知识类物理观念，如力的观点、运动的观点、能量的观点等；另一方面来自于学生对物理探究过程、学习方法的反思，形成方法类的物理观念，如类比方法、等效方法、模型思想；再一方面来自于对物理在社会生活中的价值的认识和反思，形

2、成的情意类的物理观念，如物理价值观。这3方面观念相互影响、共同作用构成物理观念这一有机整体。如图1所示。物理观念具有层次性，一方面指在不同学习阶段形成的观念是不同的；另一方面指同一观念在不同的学习阶段，其内涵的丰富程度是不同的。物理观念具有能动性，主要表现为能够为新物理认识指明思维方向。诚如爱因斯坦所说：“在建立一个物理学理论时，基本观念起了最主要的作用，物理书上充满了复杂的数学公式，但是所有的物理学理论都是起源于思维与观念，而不是公式”。“教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下的东西”（劳厄）。随着岁月的流逝，物理学

3、研究的事实和结论被学生忘记了，但通过具体物理知识的学习凝练而成物理观念却植根于学生头脑中而被长时间保留，成为他们的思维习惯和行为习惯。因此，中学物理教学应重视学生物理观念的形成与发展。笔者认为，以下一些策略是比较有效的。一、引发学生的认知冲突，实现错误前观念的转化认知冲突的引发是指，当原有观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑、紧张和不适的状态。建构主义认为，学生的学习是基于原有经验，并通过不断地与新信息进行交流、“撞击”的相互作用中，在学生的头脑中建构出的新的认知模式，即生长出新知识。在这一过程中，学生原有经验的激发及与新

4、知识的交互作用是建构认知模式的关键。认知冲突是在积极的认知活动中产生的，学习者在真实情境面前联想起原有的知识经验，而且试图对新、旧经验进行对照、整合，并试图找到新的平衡，即认知冲突的解决过程。处在适度认知冲突的氛围中，行动最有动力，解决认知冲突有不同的途径，研究表明，原有观念在遇到新观念时，学生对新观念的处理方式通常有3种情况：①径直地拒绝了新观念；②通过机械记忆，新观念取代旧观念；③对新旧观念进行整合，接纳新观念。具体的物理教学中要实现原有观念的转变则需要满足3个条件：①原有观念跟物理事实存在矛盾；②新观念比旧观念更易于解释物理事

5、实，即新观念具有可理解性和合理性；③新观念的有效性。因此，在教学过程中创设有效的问题情境时得考虑这三个条件，当然除了能引发认知冲突外，还得易于对认知冲突的处理与解决，只有这样，才能顺利实现对错误观念的转变，生成正确的物理观念。二、铺设“绿色通道”，发展、拓宽学生的物理观念4此策略建立在学生的现有物理观念基础上，是对原有的观念加以拓宽和深化，即在前观念与新观念之间铺设一条“绿色通道”。铺设这样一条通道通常得有以下几个步骤：第一，创设问题情境，暴露学生的前观念；第二，继续创设学生通过直觉就容易相近的问题情境；第三，引导学生自主进行相关观

6、念的类比，寻求新观念与旧观念之间的整合点；第四，教师帮助学生完成物理观念的发展和拓宽。例如，在进行电场力做功和电势能转化的关系的教学时，就可以借助类比的方法。因为此前，学生已建立了功是能量转化的量度及重力做功与重力势能转化关系等观点。故而在教学中，让学生研究升降机中的物体在升降过程中重力做功与重力势能转化的关系；再次，让学生自主探究电场力做功时能量如何转化；最后得出电场力做功与势能转化这个能量守恒关系。实践表明，借用类比是发展和拓宽学生物理观念的“绿色通道”，它能有效地使学生的认知在原有的基础上得到与科学观念相一致的发展。三、引导学

7、生体验评价、反思概括，促进物理观念形成和发展传统的教学小结是针对具体性知识进行的。观念构建导向的做法应该是，为学生搭建体验、评价、交流的平台，提供概括反思的方向和线索。如，引导学生反思对核心概念理解得如何，解决问题的思路和方法是怎样的，对基本理解的认识有哪些提升，和相关相近知识有何联系等。同时，还注重对学生学习活动中的表现做出及时恰当评价，不断调整和优化学习策略。另外，还可以通过课后习题和访谈等途径获取学生观念建构的有关信息，以此为依据帮助学生进一步修正、完善、丰富观念体系。例如，“单摆”课题学习后，仅引导学生回顾“单摆”的定义、周

8、期公式、回复力定义式是不够的，应引导学生概括和反思：①建立“单摆”模型的理想化方法。这种方法在物理研究和学习中的使用是非常普遍，如质点、点电荷、点电源、光线、自由落体运动、匀强电场等；②研究振动周期时使用的“控制变量法”。这种方法更是