思維轉(zhuǎn)化在物理概念教學中的應用論文

1、思維轉(zhuǎn)化在物理概念教學中的應用論文摘 要 高中物理課程標準提出學校教育要從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度來培養(yǎng)學生，這就要求高中物理教師在物理教學方面能夠及時地、辯證地適應新的教育理念， 改變物理概念教學觀念， 注重概念教學的過程和方法。在高中一些物理概念教學過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些學生將某些物理量的概念與其他概念相互混淆，不能對概念形成有效的、正確的認知。針對這一現(xiàn)象提出充分利用實驗的優(yōu)勢和精細化的設計對物理概念進行思維轉(zhuǎn)化，提高概念教學的效果。關(guān)鍵詞 思維轉(zhuǎn)化 ; 物理 ; 概念教學 ; 中學在高中物理概念教學過程中， 很多學生常將一些物理量的概念、內(nèi)容、形式、適應范圍和生活

2、常識混淆，不能對概念形成有效的、正確的認知。這些現(xiàn)象主要是由于感性認識不足、思維方式不當、思維定式和相關(guān)概念干擾等原因造成。所以對于學生在學習物理概念過程中，高中物理教師要鼓勵和引導思維定式的積極表現(xiàn)， 要及時恰當?shù)匾龑W生對消極的表現(xiàn)進行思維轉(zhuǎn)化。 例如，學生在高中物理學習過程中，由于先接觸到質(zhì)點、機械運動、直線運動、拋體運動、曲線運動等物理概念，主要掌握了通過分析概括一類事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征的抽象與概括的思維方法。而在學習密度、速度、電阻、電場、磁感應強度時，如果學生還企圖運用這一抽象與概括的思維方法，就不能很好地掌握這種新物理情境下的比值定義法，從而導致不能深刻地理解這些物理概念

3、的含義。 對已有的物理概念模式認知進行思考角度的重新加工，抓住物理情景中物理量概念主要的本質(zhì)，忽略次要的，最后抽象地概括出物理情景中的事物的本質(zhì)屬性和共同特征，形成物理概念。然而這個思維轉(zhuǎn)化過程是需要高中物理教師要逐步引導的，具體可以從兩個方面來操作。以學習“電阻”為例，要使學生理解“電阻”這個概念，如果教師運用像講授直線運動、 曲線運動、圓周運動等這些比較直接的學生習以為常的方法時， 學生就會對該概念陷入一種習慣性的思維限制。因為學生在生活中很難接觸到這一類的物理模型， 很難形成物理情景中對電阻的物理模型認知。 因此必須讓學生思維轉(zhuǎn)化， 從另一個思維角度去理解和接受“電阻”的概念。我們可以這

4、樣嘗試：將以往在課堂上的講授形式轉(zhuǎn)移到實驗當中去，這就是一個思維轉(zhuǎn)化。在實驗室擺放各種各樣的電阻元件，讓學生去親身體驗。然后在觀察和實驗的基礎上， 學生通過視覺、 觸覺的體驗對電阻有了一定的感官認知，進而對學生進行分組實驗。 讓他們分別參與對不同電阻設定的實驗步驟進行實驗操作，最后以數(shù)據(jù)分析、比較、抽象、概括等課堂活動對學生思維轉(zhuǎn)換進行引導。剛開始，通過感官認知后，學生知道了生活中電阻的各種模樣，在腦海形成初始印象。 然后讓其中一組學生研究某個電阻的多次實驗數(shù)據(jù)，從的數(shù)據(jù)中分析可以得出什么樣的結(jié)論， 在綜合各小組成員意見后，教師引導得出：對同一個導體，加在它兩端的電壓 u 與通過的電流 i 之

5、比值是一個定值，并且這個定值是與 u和 i 都無關(guān)的恒定的量值。然后引導學生觀察其他小組實驗的不同電阻的實驗數(shù)據(jù)是否和第一個小組的實驗結(jié)論一致。 在學生實驗后， 依然可以得出同樣的結(jié)論，只是它們各自的比值不一樣，說明是兩個不一樣的電阻。在其他小組也實驗一些生活中常見的導體時，他們都能得出同樣結(jié)論。于是我們組織學生對于這些結(jié)論進行概括，得出結(jié)論：每個導體本身都有一個恒量 r，不同的導體具有不同的 r值。雖然學生對電阻這個概念已經(jīng)有了一定的認知，但是還沒有形成自己的完整的知識體系里的認知。 這時我們需要進一步進行思維轉(zhuǎn)化引導，啟發(fā)學生進行思維轉(zhuǎn)化， 運用類比的思維方式將上述情況與初中學的抽象的“密

6、度”的概念類比：對于同種物質(zhì)，它的質(zhì)量和體積之比是一個定值 ; 對于不同的物質(zhì)這個定值是不同的，這個定值代表了物質(zhì)的一種特性密度。 那么你從這個角度去怎樣理解電阻呢?接下來再讓學生悟出這個恒量 r，也一定是代表著導體的某種固有屬性，進而引導學生在各種不同情況下分析 r與 i 及 u的關(guān)系，這樣便可以在頭腦中形成正確的持久的電阻認知。 如果學生不經(jīng)過這一思維轉(zhuǎn)化過程， 而是教師直接給出電阻的概念， 那么學生對電阻這一概念的理解只能停留在表面層次， 在解決實際問題時容易出現(xiàn)錯誤的慣性思維。尤其是對于如何判斷 “導體的電阻與所加在導體兩端的電壓成正比，與通過其中的電流成反比”這樣的一類的習題。以學習

7、“沖量”概念為例，現(xiàn)行的高中物理教材對“沖量”概念及其相互關(guān)系的引入都是直接給出的，表述為：沖量是力對物體在時間上作用效果的累積，即動量的變化量。并沒有做過多的描述，學生也只能是被動地、 機械性地記憶這個概念， 至于對物理概念的模型并沒有經(jīng)歷構(gòu)建過程。 因此學生在做題時只會模仿和機械地應用，總會犯這樣、那樣的錯誤。 這時授課教師如果引導學生轉(zhuǎn)化一下思維方式，做如下設計也許會收到很好的課堂效果。在光滑水平面上，對一個物體施加一個力一定的作用時間后，引導學生先回顧分析 “速度”、“速度的變化量” 、“速度的變化率”分別具有什么樣的物理意義?它們的表達式是什么 ?學生很容易回答出來，也能夠根據(jù)以前的

8、學習將它們的表達式寫出。于是學生可以得出：mv=p，mv=m(v2-v1)=p。mvt=pt=ma=f合。通過對公式的推導分析出：質(zhì)量與速度的變化率的乘積就是動量的變化率，也就是等于物體所受合外力 ; 再逐步引導將公式變換角度來思考，可以得出 p=f合 t 。學生便可以恍然大悟，原來沖量 i=f 合 t 是這樣的一個模樣，是這樣一步步演化來的， 由此也加深了學生對該概念模型的認知。 雖然整個過程所用時間長一些， 但學生對沖量定義的建構(gòu)過程有了本質(zhì)的理解，符合學生的認知規(guī)律，通過設計思維的轉(zhuǎn)化，更注重了概念形成的過程和方法能力的培養(yǎng)。綜合以上兩個方面的概念的教學案例，高中物理教師通過啟發(fā)學生和引導學生的思維轉(zhuǎn)化，對概念教學有很好的效果， 具有很強的實用性。同 通 思 化既能體 物理學科的教育理念，又能 使學生掌握 程 準的要求：知 與技能、理解 程與方法、培養(yǎng)情感 度與價 。從 知角度來看，思 化在物理概念教學中的 用符合學生的 知 律，從具體到抽象的教育教學原 。 學生在學 物理