浅谈初中生学习物理概念中常见的问题及解决策略

浅谈初中生学习物理概念中常见的问题及解决策略

作者：蔡汉云

来源：《新课程·中学》2014年第06期

一、问题的提出

物理概念教学是中学物理教学中的核心问题，其主要任务就是使学生形成、理解和掌握物理概念，进而掌握、运用规律，并使学生的认识能力在这个过程中得到发展。由于物理概念的抽象性特点和初中生的心理特点，决定了初中生形成、理解和掌握物理概念是一个十分复杂的认识过程。在这个过程中，必然会出现一些常见的问题。正确认识这些问题的存在并找出解决这些问题的教学策略，对于促进学生更好地形成、理解和掌握物理概念，提高教学质量，具有十分重要的意义。本文试着从学生学习物理概念中常见的问题、物理概念的特点与学生学习概念的思维特点、解决问题的教学策略三个方面来进行阐述。 二、初中生学习物理概念中常见的问题

1.先入为主、片面或者错误的生活经验造成思维障碍

学生在生活中积累了一些与物理有关的感性经验，这些经验，有些是正确的，有些是片面的，甚至是错误的，它们往往对学生形成正确概念造成干扰。例如，在学习“密度”这个概念时，学生往往会根据生活中感知到的同样体积的铁比铝重，而铁的密度又大于铝，就得出“密度大的物体一定比密度小的物体重”这一错误的结论。又如，学习“浮力”时，学生会认为“上浮的物体浮力一定大于下沉的物体的浮力”。上述问题出现的原因在于学生受到了生活经验的误导，造成了思维的障碍。

2.由于抽象思维能力不足，导致过分依赖感性认识，一旦感性认识不足，便出现无法形成正确的概念

初中生由于抽象思维正在形成和发展之中，他们对于抽象概念的形成，很大程度上依赖于形象思维，这就出现了一旦学生的感性认识不足，则往往无法实现从感性认识到理性认识的飞跃，也就无法形成正确的概念。例如，在学习“磁场”这个概念时，如果教学时没有进行相应的演示实验，形象地再现磁场的形状和作用，单靠学生肤浅的抽象思维能力和教师空洞的讲解、板演，就很难正确理解磁场的概念和作用。 3.隐含条件造成思维混乱

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每个物理问题中，往往包含有显性条件和条件。有时候隐性条件在其中起到关键性的作用。初中生思维的特点决定了他们在分析问题时，对于隐含条件的把握显得力不从心。例如，在学习“温度”这一概念时，提出这样的问题：“把一个初温相等的铁块和木块浸没于沸腾的水中，经过很长一段时间后，铁块和木块的温度谁比较高？”学生在回答这个问题时，常常借助生活经验，认为铁比较容易吸热，所以温度应该较高。这一错误结论的产生，在于学生不科学的思维习惯，忽视了“很长一段时间后，两个物体都和开水达到了热平衡”这一隐含条件。 4.多米诺骨牌效应

物理学中，有些概念的形成要借助已有概念的建立，如果前面一个概念没有掌握，势必会影响到另一个概念的形成。例如，在学习“功”这一概念时，如果学生对于“功”这个概念没有掌握，那么在学习“有用功”“额外功”“总功”“机械效率”“功率”等概念时，就会出现连锁障碍，引起多米诺骨牌式的效应。 5.数学公式和物理公式的混淆

初中生的心理思维特点决定了他们在运用相似思维和类比思维时，一般的通病是不问实质，不看条件，形式地或机械地进行对比。例如，在学习“电阻”这一概念时，学生对于公式R=■，常常认为R和U成正比，和I成反比，而忽视了R所代表的物理意义，即R表示导体的特性。常温下，它只和导体的种类、长度、横截面积有关，与U、I无关。 6.思维定式的反作用和相联概念之间的混淆

在建立物理概念的时候，定式的心理效应具有重要作用，但在学习相联概念的时候，思维定式的消极影响会成为一种心理障碍，造成概念间的混淆。如，在学习“温度”“内能”“热量”这三个概念时，学生往往认为温度高的物体热量大，学生明显是由于思维定式的影响，把内能和热量这两个概念给混淆了。

7.运用概念时，张冠李戴，不能正确理解概念的内涵和外延

出现这种问题，究其心理过程的实质，在于学生知识迁移能力的不足。具体表现是，学习完概念之后，对于概念的内容、公式、物理意义、适用条件都能倒背如流，但真正运用的时候，往往会张冠李戴，不能正确地分析、判断和解决问题、表述问题。如，在学习“功”这一概念时，对于功的两个要素、计算公式W=FS都耳熟能详，但在运用时，常常出现错误。如，下面这个问题：“一个人提着一桶重200 N的水，沿着水平地面前进了5 m，则这个人的拉力做了多少功？”很多初学者在回答上述问题时，都是习惯性地得出做功1000 J这一结论。这种不加分析判断、张冠李戴地随便套用公式条件的错误对于基础不好的学生来说，尤其普遍，其问题在于对于物理概念的内涵和外延没有正确理解。

三、物理概念的特点和学生学习物理概念的思维特点和过程

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要解决上述学生学习物理概念时出现的问题，必须对物理概念的特点和学生学习物理概念的思维特点和过程有充分的认识，对症下药，才能“药”到“病”除。 1.物理概念的特点

（1）物理概念是观察、实验与科学思维的产物。物理学的特点决定了物理概念是在观察、实验基础上运用科学思维的方法，排除片面的、偶然的非本质的联系，抓住一类物理现象共同的本质的属性，并加以抽象和概括而形成的。在此过程中，感觉、知觉、表象是基础，科学思维是关键。

（2）物理概念具有量的含义，可以用数学方法和测量共同来建立。许多物理概念是定量反映客观事物本质属性的。如速度、功、电流等物理量。如，在建立“速度”这一概念时，就离不开路程和时间的测量，然后再借助数学工具来建立概念。

（3）物理概念中的物理量，还具有各自的特征。按照不同的分类方法，可以反映出物理量各自的多种特征。如状态量、过程量、特性量或基本物理量、导出物理量等。尤其是导出物理量的建立，需要建立在前面基本物理量的正确形成的基础上，所以学好基本物理量对于建立导出物理量具有十分重要的作用。

2.初中生学习物理概念的思维特点和过程

（1）学习物理概念的思维特点。一是建立概念时思维定式具有重要作用，既有正面作用，也有反面作用。二是易于用生活观念代替物理概念。三是表现出强烈的思维性和批判性。四是抽象思维能力比较低。

（2）掌握基本物理概念的过程，包括感知、理解、运用这三个相互联系的阶段。 感知有直接感知和间接感知两种方式。直接感知就是通过观察、实验、参观、生产劳动等活动，让学生直接接触学习对象，对有关事物和现象有一个明晰的印象，形成概念。间接感知就是通过教师形象化的语言描述，或利用各种形象化的直观的事物，使学生对有关事物和现象有一个明晰的印象，形成概念。

理解是对事物的本质属性和内在联系的认识过程。它是在大量的感知的基础上，提高分析、比较、综合、概括、想象等思维活动，得出正确的概括性的结论，这是属于抽象思维阶段。

运用是由认识到行动的过程，是认识过程的第二个飞跃，是将抽象知识具体化的一个重要手段，也是加深理解知识的有效途径。 四、解决问题的教学策略

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基于以上的论述和说明，要解决前面叙述的学生在学习物理概念中出现的问题，教师的引导很重要，所以在物理概念教学中，教师应实施好以下相应的教学策略。 1.创设一个良好的学习物理概念的教学环境

在物理概念的教学中，必须首先给学生创造一个适应教学要求，借以引导启发学生发现问题、思考问题、探索事物本质属性的物理环境，例如以下的几个办法。 （1）运用实验

运用实验，一是能够引起学生学习兴趣，激发求知欲和积极主动的思考。二是便于让学生从实验中获得大量的感性知识和印象，更好地完成认识过程的第一次飞跃。这个过程要求教师着重引导学生善于观察，达到了解现象、取得资料、发掘问题和勤于思考的目的。例如，在学习“密度”这一概念时，教师应该设计合理的分组实验，让学生获得丰富的实验数据，以便从中发现问题、探索事物的本质属性。比如，可以参照下面表格所示的信息，将全班学生分为A、B、C三组，A组负责测量铁块，B组负责测量木块，C组负责测量铝块，最后再汇总，引导学生进行分析、比较、概括。由于有大量的感知数据，学生更加容易理解“同种物质，质量与体积的比值不变；不同物质，质量与体积的比值不同”这两个结论。 ■

（2）利用学生积累的生活经验

学生在学习物理之前，已经接触并积累了一些与物理有关的生活经验，假如教师能引导学生利用这些经验，也能创设良好的物理情境。如，在进行“惯性”这个概念教学时，教师可引导学生回味自己乘车时车子突然刹车和启动时身体不同的反应或者走路时绊到石头不慎摔倒等事例，都能把学生置身于物理环境中，让学生对惯性有着切身的体会与认识。

此外，借助漫画、板画、多媒体技术、实地参观访问等，也可以创设良好的物理环境。 2.启发思考，教给方法，加强思维训练

观察和实验是学习物理概念的基础。要获得正确的概念，还必须在此基础上进行思维加工，完成认识过程的第一个飞跃。这个过程，必须在教师的引导下，启发学生思考并教给一些研究问题的方法，加强一些思维训练，提高学生抽象思维的能力。初中物理教学中，涉及的初步研究问题的方法大体上有以下几种：观察实验法、初步的科学抽象概括法和比较、分析、综合的研究方法，还有运用简单的推理想象、定性的研究问题的方法、理想化法、等效法、类比法、运用数学工具表达物理概念等方法。例如，在教学“电阻”这个概念时，可运用类比联想的方法，类比密度这个概念的建立过程，类比密度表示物质的特性而电阻也是导体的特性这个共同点。又如，教学“功率”这个概念时，也可类比“速度”这个概念。只要运用得当，使用类比的方法，前面的概念的正确建立势必对后面的类似的概念的建立起到很好的积极作用。再如，在

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教学“蒸发与沸腾”“串联与并联”“热量与内能、温度”等概念时，都可以采取对比的方法来理清有关概念间的区别和联系，以加强对概念的理解。

在思维训练中，应注意充分利用思维定式的正面作用，尽量降低思维定式的负面作用。在平时的教学中，可加强对这方面的训练。如，在教学“力”这一概念时，只要教师引导学生在学习中，扣紧“力是物体对物体的相互作用”中的“相互作用”这四个字，这样学生一旦提到力，头脑中立即就会反映出“相互作用”四个字，对以后的知识运用很有帮助，这是思维定式的正面作用。又如，在学习“沸腾”这个概念时，学生已经形成这样一个思维定式：只要水温达到100℃就会沸腾，教学中应反复训练，引导学生克服这样的心理障碍，消除思维定式的影响，以有利于正确概念的形成。

此外，在思维训练中，应加强逆向思维训练和发散思维训练，这些都有助于学生思维能力的提高，有助于学生形成正确的概念，加深对概念的理解和运用。如，在学习“内能与温度”时，学生一般会理解“温度升高内能就增加”这个结论，此时教师若能借机引导学生逆向思维，思考：“物体内能增加了，温度一定升高吗？”引导学生分析当水沸腾时，内能增加但是温度不变，借助这个特例来理解以上的那个问题，就可以正确理解内能与温度的关系。多进行这样的逆向思维训练，有助于学生对概念的掌握和运用。

最后，在思维训练中，应注意加强对概念内涵和外延的教学，逐步使学生理解内涵和外延，逐步深化和扩展对概念的理解。应注意加强对隐含条件挖掘的专题训练，让学生头脑中存在“隐含条件”这一思维定式，有利于在碰到存在隐含条件的问题时，这个思维定式能够发挥积极的作用。

3.加强运用训练，实现知识迁移

“学以致用”是我们教学的目的，也是概念教学中的一个基本要求。因为只有通过运用，学生才能真正掌握概念，同时在运用中发现问题，以进一步解决问题，完善和加深对概念的理解。所以教学中应及时地多提供一些运用概念的机会，如练习和实践活动等。在运用教学中，教师应注意教给学生分析解决问题的思路和方法，逐步提高学生分析、解决问题的能力。所以说，运用是使学生实现知识迁移的关键。例如，在教学完“惯性”这一概念后，教师可提问：如果锤头松了，应该怎么办？或者提问：怎么去除衣服上的灰尘？其中有何科学道理？当然，在设置问题加强练习时，问题和练习不在于多而在于典型性、灵活性和启发性是否突出。 总之，在概念教学中，学生在学习的时候会出现这样或者那样的问题，但是只要教师在备课的时候能预见到学生容易出现的问题，在课堂教学的时候能够结合学生的思维特点，因势利导，采取相应的教学策略，应该可以在教学实践中逐步解决上述问题。 参考文献：

[1]阎金铎，王志军，俞国祥.中学物理教材教法[M].北京师范大学出版社，1998-06.

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[2]章志光.心理学[M].人民教育出版社，1992-10. （作者单位 福建省漳浦县霞美中学） 编辑 韩 晓