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合理创设教学情境促进物理概念的有效教学

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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 合理创设教学情境促进物理概念的有效教学 作者:朱建洪 来源:《物理教学探讨 》2009 年第 10 期 摘要:情境教学理论认为.教学和学*是受情境所驱动的。本文以“惯性”概念教学为例,阐 述了物理概念的认知活动应该置于生动丰富的物理情境中,从而促进物理概念的有效教学。 关键词:物理概念;教学情境 中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2009)10(S)-0029-2 概念是反映事物本质属性的思维形态。物理概念是一类物理现象和物理过程的共同性质和 本质特征在人们头脑中的反映,是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化的思维形式。 惯性是物理学中最基本的概念之一,是学*运动和力的基础。这个极为普通和*凡的概念 曾经引起了许多物理学家的深入思考和剖析,促进了物理学的重大进展,其中蕴涵着深刻的物 理思想和丰富的物理学研究方法,是培养学生科学地思考问题的能力的非常有效的素材。 情境是指一个人在进行某种行动时所处的社会环境,是人们的社会行为所产生的具体条 件。情境教学理论认为,教学和学*是受情境所驱动的。建构主义教学论认为:知识不能以现 成的东西传递给学生,知识必须嵌在具体的、特定的情境之中,必须在具体情境的活动中由学 生主动获取。 在物理教学中,使学生形成概念,必须从感觉和经验开始,即生动的直观是形成概念的基 础。物理教学情境的创设,驱动着物理概念认知活动的顺利进行。为了实现物理概念的有效教 学,物理概念的认知活动应该置于生动丰富的物理情境中。 1、创设多样性教学情境。理解概念外延 多样性教学情境指教学中提供的不同角度、不同方面、多变丰富的教学情境,可以从多角 度和多层次激活学生经验,使学生获得不同且多样的学*体验。 问题 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 在教学中,教师设置的教学情境如果很片面,就会使学生对物理概念的外延掌握得不够完 善和全面。例如,惯性是一切物体的固有属性,不论固体、液体、气体都具有惯性。如果只创 设小车等固体的情境,当问到学生水和空气是否有惯性,好多学生就答不上来。 对策 在物理概念教学中,我们需要考虑如何使学生在头脑中的片面认识发展成为全面的认识。 惯性是某些物体所独有吗?创设多样性教学情境可以回答这个问题。 实验情境 1 我们要分清楚一只蛋是生的还是熟的,办法之一是使它们旋转后,用手指停 住蛋,再立即松开手,熟蛋就此停下,生蛋在松手后又开始旋转。原因是手指短暂接触的是蛋 壳,生蛋里面的液体由于惯性会继续转动,当手指移开,蛋壳又重新开始转动,如图 1 所示。 实验情境 2 找一个废弃的圆铁盒,如:盛麦乳精或其它营养品的铁筒。在铁筒的底部用 剪子剪出一个直径 3-4 厘米的圆孔,铁筒的另一面用橡皮膜蒙上,并用绳捆紧。朝圆孔处点 燃蚊香,使筒内灌满烟。左手拿住铁筒,使其呈水*状态,让右手有节奏地轻拍橡皮膜,便会 看到从小孔处喷出一环一环的烟圈,水*匀速向前运动(如图 2)。如能从斜侧面用灯光照射, 烟圈会看得更清楚。烟圈被挤出铁简后匀速前行,说明以气体状态存在的烟气也有惯性。 视频情境 1 利用视频慢镜头观察水的惯性,一只装满水的气球,用针将气球膜刺破,用 慢镜头观察球膜被刺破的瞬间,由于惯性,水仍然保持原来的球状,如图 3 所示。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 这样类似的多样性教学情境将使“一切物体都具有惯性”结论的得出变得顺理成章。 2、创设冲突性教学情境。引起概念理解的冲突 冲突性教学情境指教学中能让学生产生认知冲突的、互相矛盾的教学情境,从而激发学生 作进一步的思考。问题:在概念教学时,如果把概念直接告知学生,学生并不能掌握这个概 念。例如:通过惯性教学,学生虽然记住了惯性这一概念,但是他们往往会臆造一个与运动相 联系的力,用这个力解释为什么物体在脱离外力后仍然会继续运动。这样的结果将导致虽然学 生学*了惯性定律,但他们原来所持有的“运动需要力来维持”这一总的概念框架仍然没有改 变。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 对策 如何让学生摒弃“运动需要力来维持”的错误观点,我们可以创设冲突性教学情境。 情境 1 用手推粉笔盒在水*桌面上移动,一松手粉笔盒就停下来。 结论 1 运动需要力来维持。 情境 2 踢球时,球离开脚,脚对球不施加力了,球还能继续前进。 结论 2 运动不需要力来维持。 让学生解释上述两个矛盾事件,运动到底要不要力来维持?引起惯性概念理解上的冲突, 激发起学生作进一步的思考。 3、创设层次性教学情境。深化概念 层次性教学情境是指在教学过程中设计的由浅入深的教学情境,使学生既感到小步走的循 序渐进,又能体会层层递进的挑战性。 问题 没有逐渐深入的情境来引导学生进行科学抽象,学生的认识往往还停留在感性认识的初级 阶段。 对策 我们需要根据情境教学的层次性原则,创设情境引导学生深入理解。例如:牛顿第一定律 表明,每个物体都具有保持静止或沿一直线作匀速运动状态的属性,这就是惯性。当物体没有 外力作用时,静者恒静,动者恒作匀速直线运动,是惯性的表现;当物体受到外力作用时,物 体的惯性表现于对外界作用的“抵抗性”。怎样才能深入理解呢?我们可以设置以下层次性情 境。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 层次 1 情境 小钢球从高度相同的斜面滚到三种粗糙程度不同的*面上,观察球的运动的 远*。 层次 2 情境 伽利略的理想实验:当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时所到 达的高度同它在第一个斜面上滚下时的高度几乎相等。这一高度上的微小差别是因为摩擦而产 生的,如果在没有摩擦的情况下,不管第二个斜面的倾斜度多么小,球在第二个斜面上总要到 达相同的高度。如果第二个斜面的倾斜度完全消除了,那么球从第一个斜面上滚下来后,将以 恒定的速度在无限长的*面上永远不停地运动下去,如图 4 所


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