?運(yùn)用信息技術(shù)優(yōu)化高中物理概念教學(xué)

張耀軍

摘? 要 闡述物理概念的分類，分析影響物理概念學(xué)習(xí)的因素，提出利用信息技術(shù)開(kāi)展物理概念教學(xué)的具體措施，以期為高中物理教學(xué)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 高中物理;信息技術(shù);物理概念

1 前言

有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)高中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)成績(jī)較其他學(xué)科有一定的差距且穩(wěn)定性較差，喜歡物理學(xué)科的學(xué)生數(shù)量和比例也在不斷下降。很多學(xué)生由于高中物理學(xué)習(xí)難度較大，考試成績(jī)不理想，從而逐漸失去對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)信心，導(dǎo)致高中物理教學(xué)質(zhì)量和效率降低。物理概念是最能反映事物本質(zhì)的抽象表達(dá)，而長(zhǎng)期的物理教學(xué)也告訴人們物理概念在學(xué)科發(fā)展中的重要地位。掌握物理概念對(duì)于物理公式、物理理論等的理解有極為重要的作用。

2 物理概念的分類

高中階段的物理概念大概分為三類。

第一類是能夠反映物質(zhì)屬性的基本概念，如能量轉(zhuǎn)變、電阻等。此類概念通常具有較為深刻的含義，且蘊(yùn)含十分豐富的哲理，僅通過(guò)表面知識(shí)的學(xué)習(xí)難以理解。

第二類是能夠反映物體之間相互作用或發(fā)展規(guī)律的物理概念，如高中階段最常接觸的電壓、機(jī)械能等。此類物理概念的共同點(diǎn)是用多個(gè)物理量之間的乘積、比值等對(duì)另一個(gè)物理量進(jìn)行定義。教師可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)例的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)數(shù)據(jù)觀察深入理解此類概念的含義。

第三類是概念名稱本身與物理現(xiàn)象描述等同的物理概念，如高中階段陷阱設(shè)置最多的電磁感應(yīng)等。此類物理概念相較于前兩類來(lái)說(shuō)容易理解，因此，在高中物理教學(xué)過(guò)程中通常對(duì)此類概念的產(chǎn)生原因、規(guī)律等進(jìn)行探討。

3 影響物理概念學(xué)習(xí)的因素

思維定式的影響? 思維定式是由于受到先前思維活動(dòng)的影響對(duì)后續(xù)思維活動(dòng)的反應(yīng)出現(xiàn)自動(dòng)化思路的現(xiàn)象。高中階段的學(xué)生經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的思維實(shí)踐，在此過(guò)程中受到多重因素的影響，不同學(xué)生會(huì)產(chǎn)生不同的思維方式，此時(shí)會(huì)不自覺(jué)地對(duì)物理學(xué)習(xí)中的某種活動(dòng)作出反應(yīng)，特別是在遇到問(wèn)題時(shí)會(huì)不自覺(jué)地使用特定思維框架解決問(wèn)題。高中物理是一門思維廣闊、開(kāi)放性較高且學(xué)習(xí)難度大的學(xué)科，在學(xué)習(xí)過(guò)程中通常會(huì)遇到不同種類的問(wèn)題，在問(wèn)題形式、問(wèn)題內(nèi)容等方面具有多樣性，需要學(xué)生進(jìn)行開(kāi)拓創(chuàng)新;但受到思維定式的影響，學(xué)生會(huì)被固定的思維框架制約，思考問(wèn)題的廣度與深度不能達(dá)到理想狀態(tài)，從而出現(xiàn)負(fù)遷移效應(yīng)。

以最簡(jiǎn)單的日常知識(shí)為例，很多學(xué)生認(rèn)為鐵球下降速度比同質(zhì)量的木球快。若在拔河比賽中甲方勝出，就證明甲方學(xué)生的力量比乙方學(xué)生大。這種以生活經(jīng)驗(yàn)為主觀判斷依據(jù)的思考方式就是思維定式的主要表現(xiàn)。為了減少高中物理概念學(xué)習(xí)過(guò)程中先入為主的思想對(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)量的影響，需要加強(qiáng)對(duì)高中階段物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的重視程度，減少物理概念學(xué)習(xí)過(guò)程中的邏輯思維障礙，同時(shí)強(qiáng)化物理概念本質(zhì)內(nèi)容及要點(diǎn)，有助于通過(guò)知識(shí)推理獲取更多的物理知識(shí)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生所接受的教育形式是統(tǒng)一的，再加上高中階段的題海戰(zhàn)術(shù)，很容易形成固定的思維框架，不利于創(chuàng)造思維的培養(yǎng)。

知識(shí)遷移的影響? 高中物理學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生把教材內(nèi)容儲(chǔ)存于腦海中，更為重要的是要具備將所學(xué)知識(shí)內(nèi)容應(yīng)用于各種情境中的應(yīng)變能力，也就是知識(shí)遷移。通常來(lái)說(shuō)，這種知識(shí)遷移是指通過(guò)先前知識(shí)內(nèi)容的累積對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響，與此同時(shí)，后續(xù)學(xué)習(xí)也會(huì)對(duì)先前知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定程度的影響。因此，眾人將知識(shí)遷移定義為在某種情境或條件下收獲的技能、知識(shí)等對(duì)另一種情境或條件下收獲的技能產(chǎn)生影響。除此以外，利用已經(jīng)收獲的知識(shí)內(nèi)容或?qū)I(yè)技能去解決問(wèn)題，也是知識(shí)遷移的一種表現(xiàn)形式。此類知識(shí)遷移需要學(xué)生掌握一定的轉(zhuǎn)化能力，也只有通過(guò)知識(shí)遷移才能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)融合。

認(rèn)知水平的影響? 認(rèn)知水平的限制會(huì)對(duì)學(xué)生的元認(rèn)知能力等造成影響，從而增加高中物理概念學(xué)習(xí)的難度。這里所說(shuō)的元認(rèn)知能力主要是指?jìng)€(gè)體在認(rèn)知活動(dòng)中的自我調(diào)節(jié)。高中物理學(xué)習(xí)階段元認(rèn)知能力主要體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)的規(guī)劃、監(jiān)控等過(guò)程。首先，高中階段學(xué)生看待事物的角度較為片面，通常從自我出發(fā)對(duì)事物本質(zhì)進(jìn)行猜想，抑或通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)直接構(gòu)建事物的意義進(jìn)行判斷，并不能抓住事物本質(zhì)，找到問(wèn)題解決的關(guān)鍵點(diǎn)。此外，在物理概念學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生也不可避免地被表面現(xiàn)象所迷惑，從而導(dǎo)致對(duì)物理學(xué)習(xí)概念的膚淺理解。前文所提到的鐵球下降速度比木球下降速度快等錯(cuò)誤定論的形成就是受到認(rèn)知水平的影響。其次，高中階段學(xué)生盡管已經(jīng)接受了一段時(shí)間的物理學(xué)習(xí)，但多數(shù)沒(méi)有接受過(guò)系統(tǒng)的物理思維訓(xùn)練，因此對(duì)于物理知識(shí)的理解及解題經(jīng)驗(yàn)的獲取還有很大的局限，邏輯思維能力與思維品質(zhì)自然也會(huì)受到影響。此外，高中階段學(xué)生并不善于有計(jì)劃、有條理地對(duì)物理學(xué)習(xí)進(jìn)行安排，若在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到難以解決的問(wèn)題，通常以直覺(jué)判斷或直接判斷的方式給出答案。這樣的思維方式同樣是元認(rèn)知障礙的具體表現(xiàn)。

4 利用信息技術(shù)開(kāi)展物理概念教學(xué)的具體措施

通過(guò)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引入物理概念? 建構(gòu)主義中對(duì)于教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)之間的定義為：學(xué)生獲取知識(shí)內(nèi)容的手段并不全是依靠教師，學(xué)生可以在一定的情境下，借助教師或其他學(xué)生的輔助作用，同時(shí)發(fā)揮可利用學(xué)習(xí)資源的指導(dǎo)作用，對(duì)知識(shí)框架進(jìn)行構(gòu)建。在物理概念教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用信息技術(shù)，能夠在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多方面給予學(xué)生感官刺激，通過(guò)學(xué)生好奇心的激發(fā)及新鮮感的給予，提高學(xué)生對(duì)于高中物理概念的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生思維的開(kāi)放。

如對(duì)高中階段動(dòng)能的描述及能量之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行講解時(shí)，教師可以利用多媒體設(shè)備播放龍卷風(fēng)、海嘯、三峽水庫(kù)等具有代表性的圖片、視頻，拉近知識(shí)內(nèi)容與學(xué)生之間的距離。在觀看上述視頻后，學(xué)生通常會(huì)驚嘆三峽大壩的氣魄，會(huì)好奇龍卷風(fēng)的力量來(lái)源等。基于此，教師可緊緊抓住學(xué)生的好奇心理提出有關(guān)物理概念的問(wèn)題，供學(xué)生思考，如龍卷風(fēng)究竟是如何形成的，龍卷風(fēng)的威力從何而來(lái)，等等。利用信息技術(shù)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行展示和拓展的方式對(duì)于學(xué)生的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種享受，不僅能加深學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)印象，還能促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念的理解。

通過(guò)信息技術(shù)揭示物理概念本質(zhì)? 物理概念的建立通常是在某種特定的環(huán)境下，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或?qū)嶒?yàn)觀察過(guò)程中所得到的感性結(jié)論，再加上對(duì)物理概念的理解與生活經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，不斷對(duì)物理概念的本質(zhì)進(jìn)行深入研究。因此，在高中物理概念教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用信息技術(shù)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供足夠的感性認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理概念進(jìn)行綜合分析，減少表面現(xiàn)象對(duì)物理概念理解的影響，從而達(dá)到揭示某種物理現(xiàn)象或過(guò)程本質(zhì)的目的。

如在勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，兩者雖然在本質(zhì)上有一定聯(lián)系，但屬性有所不同，因此，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)將兩者混淆?；诖耍處熢诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)利用信息技術(shù)有意識(shí)地對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分。如播放汽車在道路上勻速行駛和先加速后減速的行駛視頻，讓學(xué)生找到兩者之間的不同，此時(shí)教師可針對(duì)學(xué)生看到的不同點(diǎn)進(jìn)行提問(wèn)?；蛘咭耘ｎD第一定律和牛頓第二定律的學(xué)習(xí)為例，教師在教學(xué)過(guò)程中可以播放神舟七號(hào)航天飛船發(fā)射成功的視頻及宇航員在船艙中的生活情景，讓學(xué)生對(duì)船艙中的奇怪現(xiàn)象進(jìn)行提問(wèn)并思考，如為什么宇航員可以在船艙中以任意姿勢(shì)漂浮等。這樣一來(lái)，既能夠快速吸引學(xué)生注意力，又能夠通過(guò)問(wèn)題思考強(qiáng)化學(xué)生對(duì)牛頓定律的理解。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者模擬深化物理概念? 信息技術(shù)在高中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用為模擬實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行提供了更多的可能。教師可充分利用信息技術(shù)的模擬性對(duì)高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中難以理解的知識(shí)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，最大限度還原真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生更加迅速地掌握物理概念的精髓。例如，在高中物理電流相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過(guò)程中，傳統(tǒng)教學(xué)方式下，學(xué)生不能近距離體會(huì)電流的形成與傳遞方向，因此對(duì)于電流相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的理解通常并不透徹;而在新教學(xué)模式下，教師可利用Flash插件建立模擬仿真平臺(tái)，學(xué)生可自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如對(duì)小燈泡電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者對(duì)電池正負(fù)極進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化。這樣一來(lái)，學(xué)生和教師能夠更加清楚地看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化，學(xué)生也能夠正確理解電流的傳輸。

加強(qiáng)練習(xí)，鞏固物理概念? 課后練習(xí)環(huán)節(jié)是鞏固教學(xué)質(zhì)量的重要手段。盡管在高中物理教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用信息技術(shù)可以在很大程度上促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，但依然需要通過(guò)課后練習(xí)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，特別是對(duì)容易混淆的物理概念更應(yīng)及時(shí)鞏固。信息技術(shù)在物理概念鞏固練習(xí)中的應(yīng)用能夠讓學(xué)生有針對(duì)性地進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。信息技術(shù)的全能性能夠?qū)W(xué)生的測(cè)試成績(jī)進(jìn)行自主分析，同時(shí)為教師呈現(xiàn)分析報(bào)告及相關(guān)數(shù)據(jù)，有助于教師更加全面地了解學(xué)生的概念掌握情況，從而利用信息技術(shù)在題庫(kù)中篩選習(xí)題，為學(xué)生布置有針對(duì)性的課后練習(xí)題。與此同時(shí)，教師還可以在課后發(fā)布思考問(wèn)題，讓學(xué)生自主查找學(xué)習(xí)資料對(duì)問(wèn)題進(jìn)行回答。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，物理概念教學(xué)是高中階段重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容之一。隨著新課程改革的不斷深入，多數(shù)學(xué)校開(kāi)始改變傳統(tǒng)的舊思想觀念，不僅以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)?yōu)榻虒W(xué)目標(biāo)，還致力于促進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐的轉(zhuǎn)移。物理概念教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠幫助學(xué)生掌握最基礎(chǔ)的知識(shí)和理論，還能夠通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)及模擬實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的理解能力、實(shí)踐能力。教師同樣可以發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用互聯(lián)網(wǎng)借鑒不同學(xué)校的教學(xué)方法，創(chuàng)新不同的教學(xué)模式來(lái)開(kāi)展物理概念教學(xué)，促進(jìn)高中物理教育質(zhì)量進(jìn)一步提高。

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