论文：高中物理概念教学对策

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1、高中物理概念教学对策【摘要】当前高中物理概念教学中存在忽视前概念的深远影响，忽视概念转变中渗透科学方法，忽视概念在解决物理问题上的应用。本文借鉴PISA评价理念，根据物理概念转变模型，提出基于认知基础的概念引入、基于科学思维的概念建构和基于问题解决的概念应用的教学对策。【关键词】PISA评价理念物理概念教学对策PISA是学生能力国际评价的英文缩写，PISA测试关于科学概念评估的要求是，学生能理解科学概念，能运用这些概念解释自然现象，解决现实生活中的科学问题。借鉴这种评价理念，物理概念教学应关注学生认知基础，渗透科学方法

2、，注重解决实际问题。一、物理概念教学中存在的问题物理概念教学常存在以下三个问题：一是忽视前概念的深远影响，导致正确的前概念没有得到应有的发展，错误的前概念不能得到有效修正，新知识不能恰当地整入学生认知结构；二是忽视概念转变中渗透科学方法，富有活力的概念内涵被符号所淹没，学生学习中积累大量的零散“碎片”无法有效融合和科学化；三是忽视概念在解决物理问题上的应用，运用科学方法解决问题的能力得不到的效的提升，缺失在解决问题过程中体验知识的价值。二、PISA评价理念下的物理概念转变模型有效实现概念转变的步骤是：一是识别异常情况，

3、二是建构新概念，三是应用新概念[1]。概念教学中的“问题情景设计”和“学生活动设计”应围绕以下四个方面展开：一是学生必须对现有概念产生不满，即认识到需要发展或需要修正；二是新概念必须是可理解的，即学生能懂得新概念的物理内涵；三是新概念必须是合理的，即新概念与学生的经验、信念和直觉具有一致性；四新概念必须是有效的，即能够解决面临的问题，可以用来解释和预测物理现象[2]。三、PISA评价理念下的物理概念转变对策有效的概念转变策略应包含三个环节：一是基于认知基础的概念引入，二是基于科学思维的概念建构，三是基于问题解决的概念应

4、用。（一）基于认知基础的概念引入：研究领域在学生前概念存在的普遍性，前概念的顽固性，以及学习和教学都必须以学习者的前概念为出发点等观点上基本达成了共识[3]。从认知基础的角度，物理概念可分为三类：一是有前概念且前概念基本正确；二是有前概念但前概念基本是错误的；三是基本上没有前概念。1、对于有基本正确的前概念，比如力、质量、速度、静电感应等。教学中可以采用“预测—解释—发展”的形式促进其发展，教学的核心是利用和发展学生的观点。通过倾听学生预测、解释，了解学生的原认知，再把需要发展的信息以问题情景的方式呈现，让学生认识到原

5、有认知还不足以对问题的解释提供充分的证据，有发展原认知的需求。在“静电感应”的概念教学中，让学生预测带电的玻璃棒靠近验电器，验电器的金属箔片是否会张开。由于学生有“接触带电”和“带电体周围存在电场”的前概念，结论不一。实验证实，金属箔片会张开。引导学生从电场驱动金属导体内的自由电子定向移动对现象进行解释。随后，教师提出“用金属网把验电器罩起来，再用带电玻璃棒靠近验电器，此时金属箔片是否会张开”，学生一致认为金属网有“空隙”无法“遮住”电场进入，金属箔片会张开。演示结果是金属箔片没有张开，这样的问题情景能驱动他们对静电感

6、应的本质属性进一步理解的需求。2、对于前概念是错误的，比如加速度、失重、作用力与反作用力、合力与分力等，教学中可以采用“认知冲突”的形式，让错误认知与问题的情景产生冲突，对原有概念产生不满，驱动其改变[4]。在进行“力的分解”教学中，学生的前概念中认为“合力”比“分力”大。为此，设置如下课堂活动：一根长绳中间挂一重物，能否将绳子拉直？大多数学生认为重物的质量不大，拉直绳子应该没有问题。让二位同学使劲地往两边拉，结果是不管如何用力，绳子总是拉不直。通过观察学生认识到原本“无需怀疑”的想法受到挑战，产生认知冲突，有重新审视

7、原认知的动力。3、对于没有“前概念”的，比如洛仑兹力、自感、电动势、电磁波等。第一种类型的概念，比如洛仑兹力、自感等，可以通过实验，突显概念所包含的关键属性，为学生提供具体的认知基础。在“自感”教学中，可以利用一节干电池、日光灯的镇流器、电键组成闭合回路，让学生两手分别接触镇流器两端的金属导线，在断电瞬间，学生惊奇地体验到“触电”。第二种类型概念，比如电动势、电磁波等概念，这些概念比较抽象难有定性的认识，可以采用“类比”或“分层整合”的方式为概念提供认知基础。比如电动势，可以用二台抽水机提升水位来类比两个极板附近电势的

8、提升。比如电磁波，可以从具体的水波到抽象的声波再到更抽象的电磁波，分层整合来帮助学生理解。（二）基于科学思维的概念建构学生在通过观察、实验获取必要的认知后，运用比较、分析、综合等科学思维方法对认知进行加工和抽象，实现新概念的建构。1、归纳策略：归纳式教学要求教师呈现可以归纳出本质特征的物理事例，然后通过分析、比较，认识这些事物的特