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  • 您的位置:互助文档网 > 散文合集 > 心情散文 > [双线式高中物理概念教学模式... 正文 2019-10-24 10:28:52

    [双线式高中物理概念教学模式的实践与思考] 传统教学模式的概念

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    双线式高中物理概念教学模式的实践与思考

    双线式高中物理概念教学模式的实践与思考 物理概念是构成物理知识大厦的基石,概念教学的有 效性直接关系到学生物理素养、物理学习情感和物理知识应 用的有效发展.那么如何有效开展高中物理概念教学呢?笔 者以新课程教育理念为依托,结合物理学科的特点,在概念 教学中尝试运用“双线式”教学模式.本文就该话题进行探 讨,望能助力于高中物理课堂教学实践. 1 “双线式”高中物理概念教学的模式与价值 1.1 “双线式”高中物理概念教学的模式 概念教学应该包含情境创设、建立概念和概念应用三个 大的环节,其核心是“如何引导学生建立概念”.笔者在该 环节结合物理学科特点,设置了两条线:一条是活动线,主 要以实验为载体,通过实验的演示和分析完成概念的定义;

    另一条是问题串,主要是以问题为载体,引导学生通过问题 的分析和解决,归纳出概念的基本特征.通过这两条线帮助 学生由表及里、由浅入深地理解、建构和掌握概念.具体教 学模式框架如图1所示. “双线式”高中物理概念教学模式实施的技巧如何呢? 在进行教学设计时,教师应尽量创设有助于启发学生发现问题、思考问题和探索事物本质属性的物理环境,唤起学生的 感性知识.教师或运用实验,或利用新旧知识的联系,或组 织体验活动,或介绍有趣的物理学史,力求激发学生的求知 欲望,并且引导学生专注于被研究的对象,注意活动的观察, 达到获取信息并引发思考的目的.在概念教学中,若只向学 生提供形成概念的感性材料,而不同时让学生参与思维加工 活动,对学生而言,感性认识和理性认识、生活经验和科学 概念仍处于分离状态.“双线式”概念教学,以“问题”为 指引,引导学生在形成感性认识的基础上,运用比较、分析、 综合等思维方法,对感性材料加工,进而抽象概括出事物的 本质特征;
    借助于“活动”,引导学生从实验数据或实例分 析出发,运用一定的数学知识,得出它的定义式,两者结合 建立概念. 1.2 “双线式”高中物理概念教学的价值 笔者在实践中运用图1所示的教学模式实施概念教学, 发现其各个环节具体的教学功能有如下几个方面:
    (1)是创设学习概念的物理环境,能使学生获得丰富 的感性知识,有效激发学生进行探究活动和问题解决的兴 趣.(2)活动与问题两条线相结合的环节是学生动眼、动 手、动脑进行信息提取、思维加工的过程,学生通过科学抽 象,突出概念本质特征,摒弃非本质特征,按照物理学的研 究方法来形成概念,充分体验了物理概念学习的过程与方法. 该过程中学生有了问题串的引导,能促进其思维过程与概念 建立过程进行整合,有效提升其科学素养. (3)通过概念应用的环节,设置具体的例题和变式应 用,能巩固和深化学生对概念的理解. 2 教学实践——“电场”教学 2.1 基于学生认知基础的“问题”情境创设 问题1 在我们所学的各种力中,有哪些是接触力?哪些 是非接触力? 问题2 非接触物体之间如何传递作用力? 设计意图 引导学生回顾已学的力并予以区分,高一学 到“弹力”、“摩擦力”是接触力,高一和初中学到的“重 力”、“磁力”等是非接触力;
    带电体之间相互作用的库仑 力也属于非接触力.问题2将学生的思维引向了其熟悉的两个方面:
    (1)地球对地表附近物质的作用力是通过什么物质作 用的?重力场(看不见、摸不着的物质) (2)磁体与磁体之间的磁力是通过什么物质作用的? 磁场(看不见、摸不着的物质) 通过对上述两个方面的思考,学生自然而然提出与课题 相关的问题. 问题3 两电荷间相互作用时不直接接触,它们之间的相 互作用也是通过别的物质作用的,这是什么物质? 设计意图 创设科学史情境,引发学生概念探究的欲望. 万有引力曾被认为是一种既不需要媒介,也不需经历时间, 而是超越空间直接发生的作用力,并被称为超距作用.尽管 牛顿本人不赞成把引力看成超距作用,然而,他未能解决这 个问题,因而超距作用的坚持者仍把万有引力说成是超距作 用的典范.早期的电磁理论是超距作用理论.库仑的平方反 比定律似乎表明,静电力像万有引力一样,也是一种超距力.但是不是呢?法拉第后来将两块条形磁铁的N极推到一块儿, 感觉到半空中磁力之间的阻力.这种力好像是作用于物体的 外部,于是开始形成“力场”的概念,认为这种非接触力是 通过“场”来实现近距作用的. 问题4 库仑定律给出了两个点电荷相互作用的当量关系, 那么它们间的相互作用是如何传递的? 分析 (1)电荷电荷(超距作用);
    (2)电荷电场电 荷(近距作用). 设计意图 我们知道,两者争论由来已久,近代物理证 明,电场传递相互作用.介绍科学发现历史的目的,是帮助 学生认识科学发现的基础,体会科学发现的价值,欣赏科学 发现中的智慧,学习科学发现中的精神. 2.2 探究电场,建立概念 教材中给定的概念:电场是带电体周围存在的“特殊” 媒介物质.那么特殊在哪里呢?这也是学生好奇的.教师应 该对此有清晰的认识:电场是客观存在的一种非分子、原子 组成的“特殊”物质形态.具体特殊在如下几个方面:特殊性1:与一般的实体物质相比,电场没有静止质量. 特殊性2:实体物质在空间内的速度小于光速,而且根 据运动的相对性,其速度和观察者的运动速度有关(运动的 相对性);
    而电场在真空中永远以光速运动,电场的速度与 观察者的运动速度无关. 特殊性3:实体物质具有一定的体积大小、形状;
    而 电场充满整个空间,没有体积大小、没有形状. 特殊性4:实体物质的原子占有的空间不能同时被另一 个原子占据;
    而若干个电场可以互相叠加,可以同时占据同 一空间,具体某一个位置的电场强度是合场强. 上述几点特殊性,对于初学“电场”概念的学生而言, 显然是无法理解的,至于后面要给学生渗透多少,结合学生 实际水平而定.那么,在新授课上,我们的概念探究应该给 学生构建怎样的双线呢? 问题5 电场看不见摸不着,如何研究、认识看不见摸不 着的物质? 问题6 初中时如何具体探究磁场的作用的?问题7 电场有什么性质呢? 设计意图 问题5~7目的在于引导学生对电场的力学性 质进行归纳,同时对于问题6的思考,将学生的思维引向熟 悉的“磁场”力的性质上,便于方法的迁移促进新概念的建 立. 实验1 在桌面上放一个有绝缘支座的带电体A,在A附近 分别悬挂一个不带电的球和一个带电的球,观察现象. 现象及分析 不带电的球没有发生偏离,带电的小球偏 离了竖直位置;
    说明电场的性质是对放入电场中的电荷有力 的作用. 建立概念 如图2所示,电荷A对电荷B的作用,实际上是 A产生的电场1对电荷B的作用;
    反过来,B对A实际上是B产生 的电场2对电荷A的作用. 问题8 既然电场对放入电场中的电荷有力作用,那么如 何研究电场呢?(必须放入电荷) 问题9 对这个电荷是有条件呢?(1)电荷量应充分小,不至于影响要研究的电场;

    (2)电荷的体积要小,便于研究电场中各点的情况, 这种电荷叫试探电荷q. 设计意图 试探电荷是一个理想化模型,可培养学生的 建模能力和想象力. 进一步使用问题串分析电场的特征:
    问题10-1 将同一试探电荷分别放在 A、B 两点,如图3 所示,发现什么特点、规律? 问题10-2 在同一点 A放入不同电量的试探电荷,发现 什么特点、规律? 问题10-3 在另一点B 放入不同电量的试探电荷,发现 什么特点、规律? 设计意图 对于问题10-1,学生很容易从库仑定律进行 判断,但是问题也随之生成,场源电荷产生的电场的强弱与 试探电荷所受电场力的大小相对应,能不能用试探电荷所受 的电场力的大小来描述电场的强弱呢? 顺着这个生成性问题进行探究,学生在问题10-2、10-3的探究中会有所发现, 可以引导学生采用列表的形式进行理论探究,例如问题10-2 的理论探究结果如表1所示. 对于问题10-3的探究结果也与之类似,继而归纳出“不 同的电荷在电场的同一点所受的电场力不同,但电场中同一 点电场的强弱是唯一的”结论,再回到问题10-1,又能有新 的结论:“的大小与电场的强弱一一对应,而且只与场源电 荷Q和场中点的位置r有关,与引入的试探电荷无关.”这个 比值恰恰就是电场的定义式. 纵观整个“双线式”教学模式,虽然演示实验只有一个, 但由于借助于“问题串”的理论探究,充分应用 “思维实 验法”,促进了学生对“引入场强的必要性、场强定义方法 和场强内涵”的理解. 2.3 概念应用与拓展 概念应用题:点电荷是最简单的场源电荷.设一个点电 荷的电荷量为+Q,产生了一个电场,现在以点电荷+Q为球心, 以任意长r为半径,画一个球面,进行如下的分析与思考:
    (1)在球面上各点的电场强度是否相同?(2)与之相距为r的A点放一试探电荷,所带电荷量为 +q,试推导A点的场强的大小,并确定场强的方向? (3)若所放试探电荷为-2q,结果如何? (4)如果移走所放的试探电荷呢? 设计意图 建构主义理论认为,在应用阶段,学生通过 变式的练习,能巩固和完善新的认知结构,顺利实现迁移. 在本题中,学生通过电场概念应用的过程,促进了“电场” 概念的内化,同时也将概念的触角延伸到了点电荷的电场强 度大小、方向的确定上.

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