时间:2024-03-04 17:31:42

物质的量概念教学一直以来都是高中化学教学的重点和难点内容。要帮助学生更好地认识、理解和掌握物质的量概念可以采用以下策略:利用生活实际,创设教学情景;注重物质的量概念的内涵和外延;让学生体会感悟学习;通过练习巩固概念,加强对概念的理解。
[关键词]
物质的量;情景引入;教学策略;练习巩固
物质的量的概念是定量研究化学过程中不可或缺的知识,它的掌握与否直接影响到学生整个高中阶段化学的学习。同时,基于物质的量概念帮助学生深化建立微粒观,将一定数目的原子、分子、离子等微观粒子与可称量的宏观物质建立起联系,对帮助学生实现化学的微观研究到宏观应用的飞跃,具有重要的意义。然而,当前物质的量概念教学并不尽如人意。首先,由于现行的初中化学教育在微观知识要求上较低和大量使用直观教学手段,导致刚进入高中阶段学习的高一学生,在微观想象力方面普遍不能满足从宏观到微观之间的相互过渡的需要。其次,物质的量概念抽象且缺乏实验基础,学生难以从前概念中搭建起知识间内在的联系,表现在解决实际问题时对概念和原理的理解缺乏迁移性。再次,学生尚缺乏定量认识物质的意识,使学生对事物的认识仍停留于定性描述的阶段,不能通过数量之间的关系预测物质的结构及可能的性质,在分析问题和解决问题的过程中会造成一定的困难。因此,如何对该知识内容的教学进行有效的策略设计与研究,一直受到一线教师的高度关注。本文基于长期的一线教学实践,就物质的量概念的有效教学策略略谈粗浅认识。
一、利用生活实际,创设教学情景
课堂情景是教师为了更好引导学生对知识的理解和掌握,通过详细的画面、情感、动作、社会和发现等场景,依据对认知存在不同的感悟,制造出活跃的学习气氛,让学生从学习的思维中尽快获得一种情景的氛围,从而激发学生的认知行为,促进学生的实践活动。
【案例一】班级若买来了一车柑桔,要分发给全班每一位同学,让学生联系生活中所知道的分发物品的方法,帮助班干部设计一个分发柑桔的方案。学生讨论的分发柑桔的方案可能有多种多样,其中这样的几种方案是最普遍的:
甲:把买来的柑桔用秤称量后发给大家:每人各多少千克。
乙:把买来的柑桔用某个容器如筐来分装,每筐大小相同,各自装满,即各人都分得体积相同柑桔。
丙:把所有的柑桔,一个一个地平均分给大家。
丁:将柑桔或者是十只或者是二十只地装好袋,每人分上几袋。
师追问:如果买来的是一车大米一大桶油又应该怎样分呢?
此时学生通过讨论认为分发大米和油,甲、乙和丁的方法可行而丙的方法是不可行的。
师总结:衡量物质多少的物理量有:质量、体积、个数或人为规定某个特定的组合(如一袋、一桶等)。物质的量也是科学上规定专门用来衡量微观物质的一个重要物理量,将一定数目微粒和重新设定的量进行联系,从而导入物质的量概念。使得学生理解物质的量这个概念水到渠成。
【案例二】哪位同学能用实验室的仪器帮老师取出一定量的气体(如氧气)?如何取比较准确?学生讨论回答:
甲:将气体装在容器中进行称量。
乙:用大针筒抽取一定体积的气体。
丙:甲的方法不好,因为气体称量时由于受到空气阻力的影响,必定会造成较大的误差。
教师及时归纳:物质存在三态:固态、液态和气态,衡量不同状态的物质时应根据可行性分析,不能一概采用称量的方式操作,显然气态物质用体积来衡量比较合理。从而导入气体摩尔体积的概念。
【案例三】通过对物质的量和气体摩尔体积的学习,请同学们从某氯化钠溶液中取出一定量的氯化钠的方法有哪些?学生踊跃讨论:
甲:用烧杯盛好一定量的溶液放在天平上称量。
乙:用量筒量取一定体积的该溶液。
丙:用称量的方法操作不方便,而用量筒比较方便。
教师总结:大家回答得很好,可以采用质量和体积两种形式取用,两种形式都必须知道一定量的溶液中所含溶质的量,这就是溶液的浓度。进而通过学生已学过的质量分数浓度的知识自然过渡到物质的量浓度。
以上的情境引入,教师从实际生活和操作入手,对物质取量方便的可行性角度出发,探究微观粒子的宏观表征,让学生感受到微观物质的可视性,并对知识的系统性有初步的了解。
二、注重物质的量概念的内涵及外延
物质的量是表示组成物质的基本微粒数目多少的物理量,摩尔是物质的量的单位。1摩尔物质含阿伏加德罗常数个微粒。由于物质的量用于表达微粒数目,在宏观物质与微观粒子之间建立起一座桥梁,将人们研究物质世界的两个层面――宏观与微观有机地结合起来,才有了物质的量在化学领域的广泛应用。
物质的量概念的外延:物质的量用于表示微粒数目,由于微粒也具有一定的质量和体积,因此由1摩尔(阿伏加德罗常数个)微粒的质量总和引出“摩尔质量”。在气体中分子之间有一定的距离,在1.01×103帕,0℃时,气体分子之间的距离几乎是一致的,分子间的距离相对于分子自身直径大许多,气体的体积主要就由分子间的距离来决定。在标准状态下,1mol(阿伏加德罗常数个)气体分子所占体积约为 22.4L,引出“气体摩尔体积”。在溶液中,以1L溶液中所含溶质物质的量引出“溶液物质的量浓度”。由此,我们可以建立起物质的量通过其派生物理量摩尔质量、气体摩尔体积和物质的量浓度与质量、气体体积、溶液浓度之间的知识网络。
物质的量在教学过程中必须注意概念的适用范围,摩尔只能作为微粒的单位,而不能用作宏观物质的单位。然而,它仍可作纯净物的单位,如:1mol水,2mol单质铁等。在利用物质的量进行化学方程式计算时,可采用相当量的关系,如:1mol氧气相当于32克也相当于标准状况下22.4L氧气,从而在计算时省去了转化的环节。同时对1mol物质所含的各种成分也应让学生有所了解,如:1molH2O中含有1mol氧原子2mol氢原子,还含有10mol质子,1molMgCl2含有1molMg2+和2molCl-等。
物质的聚集状态教学应注重通过实验(利用教材中物质体积与实验测量出的密度计算出1mol不同状态物质的摩尔体积)和理论分析影响物质体积大小的因素(微粒数、微粒本身的大小及微粒间的平均距离)构建气体摩尔体积概念,让学生认识到影响气态物质的因素是微粒数和分子间的平均距离,而与微粒本身的大小无关。要强调22.4L・mol-1只能适用于气态物质,且必须在标准状况下,但非标准状况下气体摩尔体积不一定就不是22.4L・mol-1。
物质的量浓度的教学中应从溶液浓度的不同表现形式出发,分析得出用物质的量浓度表示溶液浓度更便于实际操作,对于在溶液中进行的化学反应中定量分析时,引入物质的量浓度给实际生产和操作带来方便,通过物质的量浓度的配制操作的教学,让学生进一步理解物质的量浓度的概念。
三、让学生体验感悟学习
《普通高中化学课程标准(实验)》指出:“要让学生在参与特定的化学活动,在具体情境中初步认识对象的特征,获得一些体验。”[2]教师要以课标精神为指导,认真钻研教材,进行创造性地教,让学生经历学习过程,充分体验感悟,从而达到学会学习的目的。
如为便于学生理解可设计如下问题:摩尔粒子的数目大约是多少?6.02x1023这个数值是以什么为依据得出来的?“12C”原子特指什么结构的碳原子?再如在物质的量浓度的教学过程中,设置配制一定物质的量浓度的溶液学生实验,使学生体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用,教师可以设置:“物质的量浓度、质量分数的意义及它们之间的关系”“为什么要用蒸馏水洗涤烧杯,并将洗涤液也注入容量瓶”“如果转移过程中不慎将溶液溅出容量瓶外,最后配成的溶液会发生什么变化”等等一系列问题,从而使学生在深入思考,深刻理解有关知识的过程中,完成知识结构的建构。
四、通过练习巩固概念,加强对概念的理解
物质的量概念形成之后,一定要使学生通过复习和反复运用来掌握和巩固,绝不能让学生满足于死记硬背和一般性理解。在教学过程中一是要注意组织练习,当学生学过有关概念后,教师应有目的、有针对性的布置一些练习题,使学生通过习题实践,巩固和增强学生应用概念的能力。二是分析错误及时改正。还应采用多种形式对学生掌握情况进行考查了解,根据反馈发现的问题及时有针对性的采取补救措施。同时要求学生必须做到:
(1)认真审题,找出题中明确的信息,挖掘隐含的信息,弄清最终要解决的问题。
(2)找出题中涉及到的物质的量问题的知识概念模块,联想已有认知结构中的与该知识模块相关的基础概念和知识。
(3)充分思考,正确提取和运用解决问题所需的物质的量概念系统模块,找出已知项与所求项在量方面的内在联系,形成正确的解题思路,选择合适的解题方法从而达到将问题解决的目的。
总之,物质的量相关知识的教学,概念多,内容抽象,细节特别多,应用广泛。教师必须精心备课,了解学生学情,整体把握好知识体系,充分调动学生学习积极性、主动性,引导学生从生活实际出发,通过多种教学方式,使学生能更好掌握物质的量这一工具,才能为学生的后续学习打下良好的基础。
[参 考 文 献]
关键词:概念教学过程模型障碍策略
人们认识事物时,把事物的属性及其相互关系,经分析、比较、综合等作用,概括地、定型地代表一个物体、动作、性质、状况等的抽象的共同观念叫做概念。因此,概念是客观事物本质属性在人脑中的反映。化学概念是反映物质在化学运动中的固有属性的一种思维形式,它是化学知识的基本元素和重要组成部分,是掌握物质变化规律的基础,也是深刻理解化学原理的基础,对培养学生的能力起着重要的作用。
在实际教学中,有些化学概念学生容易学习,有些则非常难学,教师使用相同或相似的方法进行不同的化学概念教学时,取得的效果相差甚远。如“物质的量”及其单位“摩尔”的学习,教师觉得难教、学生觉得非常难学。化学概念的建立应该具有一般的基本过程,我们试图从化学概念的基本特征和建立概念的心理过程中寻找化学概念有效教学的策略,使得学生能够有效地学习化学概念,从而促进化学的有效学习。
1概念学习的特征
概念的学习过程是“反映事物本质属性的共同观念”在人的大脑中从无到有的过程,因此,有必要全面认识概念及其建立的过程,即概念的特征和概念建立的心理过程。
1.1概念的特征
1.1.1内涵和外延
任何一个概念都有它明确的内涵和外延。
内涵是指概念所反映的事物的本质属性,通常是通过下定义的方法来表示的,如“物质的量”的定义是“含有一定数目粒子的集体”,给概念下定义是对事物的本质属性的认识在一定阶段上的总结。概念不仅对所反映的事物的本质属性有质的规定性,有些概念还具有量的规定性。因此,一般来说,概念既可以用文字或语言的形式来表述,有些概念还可以用数学公式予以定量阐述,如“物质的量”又可定义为“n=N/NA”。
外延是指概念所涉及的范围和条件。如“物质的量”的外延是“含有一定数目粒子”这一本质属性的粒子集体的类型,如分子、原子、离子(或原子团)、电子、质子、中子等。
1.1.2客观和可测
概念是从客观事物中概括和抽象出来的,它反映了客观事物的本质属性和内在联系,因此,具有客观性。如“物质的量”是客观存在的不同类型的粒子的集体。
同时具有质和量两个规定性的概念叫物理量。一切物理量都能被测量,用仪器进行直接的测量,用公式进行间接的计算,还可以通过测量其他物理量进行间接的测量。如“物质的量”的测量,可以通过间接测量质量、气体体积等方法进行。
1.1.3抽象和精细
一个概念能够反映出大量形形的物质的共同属性,因而具有高度的概括性和抽象性,它超脱了具体的现象而说明了事物的本质。一个被抽象的概念,还可派生出新的概念,称为概念的多重抽象性。如“物质的量”可派生出“摩尔质量”、“气体摩尔体积”和“物质的量浓度”等。
客观事物的方方面面的属性,表面上看来有些属性是相似或相近的,但用不同的概念能够把这些属性精确地区分开。例如,“量”是人们生活中经常使用的一个含混概念,人们说“量”的多少,可能是质量、体积、纯度、质量分数等等。然而,概念却能准确地区分它们。
1.1.4发展和变化
概念是在科学实践中逐步形成和发展起来的,一个概念的内涵是否正确,外延是否恰当都要用实践来检验,并随着科学实践的深入发展而不断得到补充、修正和重构。原子的概念从德谟克里特提出,经历了“实心球模型—布丁模型—行星模型—卢瑟福模型—分层模型—原子核模型—电子云模型”。由此可见,科学发展的历史,也是概念产生和发展的历史,同时也应该成为概念学习发展的过程。
1.1.5联系和结构
概念和概念之间虽然可以进行精确的区分,但它们之间并不是孤立的,它们之间存在着直接的或间接的联系,其主要形式是从属和并列。在从属关系中,下位概念从属于上位概念,如氧化还原反应与氧化反应的关系,氧化还原反应属于上位概念,而氧化反应属于下位概念。氧化还原反应的学习是在氧化反应和还原反应学习之后进行的,称为上位学习;反之,在具有上位概念的情况下学习下位概念称为下位学习。并列关系指的是概念与概念间既不产生从属关系,也不产生总括关系,但相互之间具有潜在的联系,如质量与物质的量等。
1.2概念学习的过程
关于人的认识的发展过程,列宁曾做过这样的概括:“从生动的直观到抽象的思维,并从抽象的思维到实践,这就是认识真理、认识客观存在的辩证的途径”。认知心理学认为,形成概念是人在认识事物的过程中积极主动地进行概括、推理、提出假设,并将这一假设应用于日后遇到的事例中加以检验。由此可知,概念的形成是以感觉、直觉和表象为基础的,以分析、综合、抽象、概括、系统化和具体化为主要思维活动,从个别到一般、从具体到抽象、从现象到本质的认识过程。因此,可以将学生概念学习的过程划分为:
1.2.1感知现象
感知是由于环境对感官的刺激引起的事物的整体属性在人脑中的反映,属于认知过程中的感性阶段,概念学习的感知来自于客观环境(对客观事物的生活经验)和教育环境(教材、图片、模型、录像和实验等)。但要注意的是:人的知觉系统摄取和加工外部环境信息的能力是有限的,应该对刺激进行选择和过滤;同时感知受到人的需要、愿望、兴趣、以往经验(前概念)的影响。
1.2.2思维加工
思维是人脑对客观事物的间接的和概括的反映,主要包含抽象和概括两个过程:抽象就是在思想上区别某种事物的本质属性和非本质属性,从而抽取本质属性;概括则是将某种事物的本质属性推广到同类事物中去。这一过程依赖于各种思维方法的综合运用。不同概念的形成,其思维方法不尽相同,最基本的有:①分析概括一类事物的共同属性和本质特征,如化学反应、糖类、蛋白质;②抽取物质的某一属性,得出表征物质某种性质的量,如相对分子质量、相对原子质量、摩尔质量、气体摩尔体积;③用理想化的方法进行科学抽象,如理想气体、分子模型、原子模型;④概念的组合及发展,如摩尔质量(质量和物质的量)、气体摩尔体积(物质的量和气体体积)、物质的量浓度(物质的量和溶液体积);此外,还有运用演绎、类比及等效的方法等。
1.2.3形成概念
形成定义是形成概念的认知活动的最高境界,也是进一步理解概念的基本依据。
概念的定义方法一般有:①属加种差,如酸性氧化物是在其属概念——氧化物的基础上进行的;②操作定义,如摩尔质量是将物质的质量与物质的量的比值这一数学操作进行定义的;③外延定义,对于外延边界清楚的集合概念,若能举出他的全部外延,就可以下肯定外延的定义,如不饱和溶液,就是指没有达到饱和状态的溶液。
理解概念主要从以下三个方面考察:①明确引入概念的原因;②明确概念的内涵和外延;③了解概念与相关概念之间的区别和联系。
1.2.4重构认知
新概念形成后,如果不能与原有认知结构建立起意义联系,在一定程度上意味着概念没有真正建立。认知结构的重构,主要是使头脑中散乱的现象和事实、概念、理论形成秩序,使头脑中的化学知识得以扩展、更新或重构,这一过程是由同化和顺应使认知结构达到新的平衡的过程。
2概念学习的障碍
中学生的逻辑思维正处在由经验型向理论型发展的阶段,思维的品质不够健全,使得他们在学习概念时存在着一定的困难,可能形成各种学习障碍。我们认为,中学生概念学习的障碍主要表现为与概念学习四个心理过程相对应的四个方面:
2.1感性认识不足
感性材料是形成和掌握概念的前提和必要条件,感性认识不足是概念学习的主要障碍之一。例如,如果没有观察过化学反应,就不能掌握化学变化。用以表征物质特殊性质的概念,如“物质的量”是对含有6.02×1023个粒子的集合体的抽象,远离人们的日常生活经验,不能找到直接的感性材料,从而导致了学习障碍。
2.2思维方法不当
概念的学习是在获得足够多的感性材料后,利用各种思维方法形成科学的概念。没有掌握建立科学概念的正确思维方法和思维过程,是概念学习的又一障碍。如果在建立概念过程中不能运用分析、综合、比较、分类、类比、抽象、概括、推理判断以及理想化等思维方法和思维过程,就很难使感性认识上升到理性认识,即形成的概念只能处于浅表的感性层次。
2.3定势思维影响
长期的思维实践中,每个人都形成了自己惯用的、格式化的思考模式,当面临现实问题时,我们能不假思索地把它纳入特定的思维框架,并沿着特定的思路对它们进行思考和处理,即思维定势。思维定势的益处是用来处理日常事务和一般性问题,能驾轻就熟,得心应手。然而,思维定势的弊端在面临新情况、新问题而需要开拓创新时,就会变成“思维枷锁”,阻碍新观念、新点子的构想,同时也阻碍了对新知识的吸收。正如法国生物学家贝尔纳所说的:“妨碍人们学习的最大障碍,并不是未知的东西,而是已知的东西。”学习“物质的量”时,按照汉语习惯,“物质的量”相对于“物质的质”而言,通常理解为“物质(宏观或微观)的多少”,这与科学的含义有很大的差别。
2.4相关概念干扰
概念之间既有联系、又有区别,学生常常不能区分相邻、相近的概念,这是相关概念干扰的表现之一。如物质的量与质量、物质的量与它的单位摩尔、摩尔质量与相对分子质量、物质的量浓度与溶质的质量分数等概念间的关系是学生概念学习中常见的混淆点。
相关概念干扰的表现之二是前概念的干扰。学习科学概念前,学生已经从日常生活或以前的学习中积累了不少与概念有关的感性经验,对客观事物有了一定的认识,形成了一定的概念,其中有些是片面的、错误的,从而干扰了科学概念的形成。
3教学模型的构建
根据奥苏贝尔的同化说,知识的获得过程是以文字或其它符号表征的意义同学习者认知结构中原有相关的观念(包括表象、概念或命题)相联系并发生相互作用后,转化为个体的意义的过程,即知识掌握过程是材料的逻辑意义与学生的原有认知结构中的原有观念相互作用,从而产生个体心理意义的过程。结合概念学习的心理过程,从更普遍的意义上构建化学概念教学的过程模型(表1):
由上述的全新概念“摩尔”和导出概念“摩尔质量”的教学实例中可以反映出,在具体概念的教学中均可以采用概念教学的基本过程模型进行教学。
4概念教学的策略
根据上述关于概念建立的心理过程和概念教学的过程模型的讨论,我们可以得出与概念教学过程相适应的解决策略。
4.1形象直观演示,获得感性知识
通过运用生动的直观形象,如观察实验(演示实验或学生实验)、图表和模型、计算机模拟动画等,让学生从中了解有关某概念的部分信息,获得有关概念的感性认识,为认知结构中接纳和理解这一概念奠定基础。在获得感性认识的基础上,指导学生自觉地将观察到的宏观现象与物质的微观变化联系起来思考,进而从微观角度加深对概念的理解。
然而,由于人的感知系统的容量有限,教学中应精选直观教学的内容,尽可能采用最常见、最易得、最经济和最形象的直观内容,从而确保学生对感性知识的有效获取。
4.2分析特征信息,抽象相关信息
在教学情境中,有意提供一系列与概念相关的信息,进行辨别、提取和概括。然后从部分事例中已确认的特征信息入手分析各类事例,逐步舍弃干扰信息,使特征信息的精度和准度提高,在此基础上,将有关特征以一定的方式联系组合起来,构成概念的抽象定义。在这一过程中,关键要指导学生的思维方法和思维过程。
对特征信息进行抽象,有助于用语言清晰准确地表述和有序地记忆这些特征,这就成为学生掌握概念的前提和关键。
4.3准确表述内涵,清晰界定外延
引导学生将与某概念有关的本质特征组合起来,用语言或文字形式加以概括和提炼,即表述,可分为具体性表述和定义性表述,具体性的表述“口语化”特征明显,所反映的信息一目了然,把握比较容易;而定义性表述则更能反映概念的丰富内涵,文字简练、表达精确、逻辑性强。如化学键是相邻原子间强烈的相互作用。
概念的外延常常通过定义中反映特征信息的关键词来限制。如化学键概念定义中的“相邻”、“强烈”。
4.4深化发展概念,形成概念系统
人的思想是由现象到本质、由肤浅到深刻不断深化、以至无穷的过程。人的认识不断深化,必然促使概念不断发展。如氧化还原反应概念学习经历“氧的得失—化合价升降—电子转移”的过程,从而使概念及其相关概念的定义趋于完善。这说明概念是发展和变化的,因此,在具体教学中,应尊重学生的认知水平,恰如其分地描述和表达不同阶段的概念。
学习心理学认为,一个重要概念,是在概念的系统中形成和发展的。引导学生利用认知结构中原有的、适当的概念系统来接纳和学习新概念是十分必要的。其主要方法是:将新概念与认知结构中的适当概念相联系,并促进对新概念的关键属性或定义的理解;将新概念与原有概念进行精确分化,找出它们之间的相同、相似和相异之处;将相关的概念融会贯通,组成整体结构,便于记忆和运用。
通过以上论述,可以认为在概念教学中均可以采用上述构建的概念教学的过程模型来设计并组织教学,但教学的原则是因材施教,教学的标准是有效教学。我们认为,应从学习内容、学习者和教育者三方面思考和探讨“因材施教”中的“材”:具体概念的教学过程模型不是唯一的、固定的,它应随着教学体系、教学内容的变化而变化,它应随着学生年龄、学习能力的变化而变化,它还应随着教师的教学风格与教学资源的变化而变化。但不管选择何种教学过程,概念教学都应具有某些共同特征和基本过程,都应遵循有效教学的目标。
参考文献
林海斌1梁凌志21.温岭市温中双语学校,浙江台州3175002.温岭市新河中学,浙江台州317502
[1]胡卫平.中学科学教学心理学,北京:北京教育出版社,1999
[2]陈至为,贾秀英.中学科学教育,杭州:浙江大学出版社,2001
【关键词】初中科学;概念教学;基本策略
【正文】2011版《义务教育初中科学课程标准》指出,科学知识的表现形式包含科学事实、科学概念、科学原理、科学模型和科学理论。科学概念是科学知识体系的基石,科学概念的掌握水平是科学学习成败的关键,因此,科学概念教学是初中科学教学的重头戏,。但在实际教学中,多数科学教师由于缺乏科学概念教学的一些方法、策略,而使学生对科学概念的掌握打折扣,影响了科学教学质量。以下是笔者基于多年的教学经验,通过详实的教学案例,从利用前概念、概念建立和概念内化三方面的教学策略进行概述,以期为一线科学教师进行科学概念教学提供借鉴。
一、基于前概念的教学策略
前概念亦称“日常概念”,是指未经过专门教学,人们在日常生活中逐步形成的概念。前概念是科学概念建立的基础,科学概念如果和前概念不一致,往往成为学生学习的难点。如果教师能够把握住学生的前概念,就会使教学有的放矢,更好地提高教学效果。
(一)还原稀释,转化为生活原形
科学概念通常以学术形态表述,具有概括性和抽象性,学生比较难接受和理解。因此,概念教学首先要挖掘相关的生活原形,从生活原形出发,架设桥梁,引导学生逐步过渡到科学概念。
例如“压强概念教学”。压强的定义是“单位面积上受到的压力”,对学生来说相当抽象。教学设计时可以按下列思路挖掘压强的生活原形:压强(还原)概念属性:压力的作用效果(还原)学生熟悉的事例:人在泥地上,人越重陷得越深,单脚比双脚陷得更深;按图钉,用力越大陷得越深,钉尖越尖越容易按入。教学就是从这些学生熟悉的事例出发,引导学生建立假设“压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关”,然后引导学生
设计实验证实假设,最后在实验结论的基础上进行抽象,建立压强的概念。
又如“传染病概念教学”。传染病的定义是“由病原体引起的,能在人与人或动物与人之间传播的疾病”。教学设计时可以按下列思路挖掘相关的生活原形:传染病定义(稀释)两个本质特征:原因和特点(还原)学生熟悉的事例:SARS、狂犬病、肺结核等。教学就是从这些学生熟悉的病例出发,引导学生比较、分析,总结出传染病的病因及特点,进而抽象建立传染病的概念。
根据加涅的概念划分类型,科学概念可以分为具体概念和定义性概念两大类。具体概念是指能通过直接观察获得的概念,如花朵、水、土壤、长度、体积等概念。定义性概念是指不能直接通过观察,必须通过定义才能获得的概念。定义性概念比较抽象,有的还涉及几个概念的关系。如:压强、密度、电阻、力、溶解度、动能等都是定义性概念。初中阶段学生学习的科学概念多数为定义性概念,因此,在初中科学概念教学中一般都需要将概念进行还原稀释,寻找相关的生活原形。基本思路是:从概念的定义或属性出发,通过还原稀释寻找概念的生活原形。
(二)直面错误概念,引发认知冲突
前概念可能是正确的,也可能是错误的。正确的前概念容易产生正迁移,有利于科学概念的建立;错误的前概念往往成为新概念建立的绊脚石,但如果利用好错误的前概念,不仅能帮助学生建立新概念,而且能加深学生对新概念的理解。如何正确利用错误的前概念呢?一般策略是:巧妙诱导,暴露前概念尝试解释,引发冲突引导认知调整,建立科学概念。
例如“密度概念教学”。学生对密度的前概念是:密度即物体的轻重,如“铁的密度比泡沫大”,学生的观念就是“铁比泡沫重”。教学中可以从学生的这一错误观念出发,逐步引导建立科学概念。具体如下:创设情境:举重比赛,规则是一分钟举起哑铃个数多者胜。教师出示两个一模一样的哑铃,一个是铁质的,一个是泡沫的。要求选择哑铃并说明理由。学生都选择泡沫的哑铃,理由是泡沫比铁轻。然后,教师再出示两个哑铃,一个是体积很小的铁质哑铃,另一个是体积很大的泡沫哑铃,问哪个重一些,此时意见不一。教师继续问,那“泡沫比铁轻”的观点是否一定成立?此时学生意见非常统一,一致认为“不一定”。教师引导学生对观点作修正――“体积相同时,泡沫比铁轻”。教师继续追问,这一观点是否一定成立?学生疑惑---,教师引导:如果把两个哑铃带到完全失重的太空,这一观点还成立吗?学生顿悟。然后教师将两个形状大小一样的哑铃放在调平好的天平两盘,发现铁质哑铃这边托盘下沉,由此引导学生对观点继续作修正――“体积相同时,泡沫的质量比铁小”。此时教师顺势提出问题:相同体积的其他物质质量关系如何呢?引出对水、酒精和铝等物质的质量和体积关系的研究,从而发现:相同体积的不同物质,质量不相同;同种物质,质量和体积成正比。由此进一步抽象建立密度概念。
学生在学习新概念之前,在生活中积累的前概念往往是片面的,甚至是错误的,教师在概念教学中,应当善于诱导学生暴露这些错误的前概念,再设法纠正这些错误的观念,建立正确的概念,这样有利于加深新概念的建立和内化。
二、基于概念建立的教学策略
概念建立是引导学生抽象概念本质的过程。著名瑞士心理学家皮亚杰认为:个体对周围环境的认知有两个基本过程:同化和顺应。同化是指个体将外界环境提供的信息整合到自己原有的知识结构的过程;顺应是指外部环境发生变化,个体知识结构发生重组和改造,使个体适应外界环境变化的过程。有些概念本身容易在生活中找到原形,学生容易产生同化,而有些概念学生却缺乏感性,需要教师创设有效情境,架设桥梁,增加认同感,促使学生顺应,以利概念的建立。
(一)求同比较,揭示本质
有些概念的原形是学生熟悉的生活实例,如传染病、种群、生态系统等。这些概念的教学,可以从学生熟悉的实例出发,引导学生通过几个同类实例的比较,揭示概念的本质,建立概念。
例如“传染病概念教学”。教师在学生列举熟悉传染病病例:流感、SARS、狂犬病、肺结核等,和非传染性疾病病例:癌症、关节炎、高血压、糖尿病等,之后提出以下问题:
我们根据什么来判断一种疾病是传染病还是非传染病呢?也就是说,传染病有什么特点呢?
传染病流行时,“传染”是什么东西在传,病人“感染”的又是什么呢?传染病流行时,“传染”是在什么生物之间发生的?通过这些问题的讨论,引导学生进行分析比较,得出传染病具有两个本质特征:由病原体引起;能在人与人或动物与人之间传播。由此得出定义:由病原体引起的,能在人与人或动物与人之间传播的疾病,叫做传染病。
(二)通过实验,强化感知
有些概念在生活中很难找到原形,如大气压、电流、电阻等,这些概念的建立,就需要借助实验来增加学生的感性认识,增强学生的认同感,以帮助学生建立概念。
例如“大气压强概念教学”。在压强概念建立之后学气压,本身并不难。问题是,大气本身看不见摸不着,而且人由于生活在大气中,对大气压的适应,使得人很难感觉到大气压的存在,给教学带来困难。突破这一难点是建立大气压强概念的关键。教学中可以先演示“覆杯实验”,引导学生分析:硬纸片为什么不下落?学生会有两种想法:一种认为是空气把纸片托住,另一种认为可能是水把纸片粘住。为了进一步证明是空气把纸片托住,教师继续演示:把“覆杯”固定在玻璃真空罩内,不断抽出玻璃罩内的空气,发现此时“覆杯”下的硬纸片下落。此时学生一致认为原来“覆杯实验”中纸片不落是由于被空气托住的缘故。在这基础上,教师因势利导,学生很容易建立大气压强这一概念。然后教师继续演示“后覆杯实验”:将“覆杯”倾斜并向各个方向转动,发现纸片都不落。引导学生分析大气压的方向,从而完善大气压的概念。
(三)利用类比,架设桥梁
有些定义概念,如溶解度、比热、电压等,由于具有高度的概括性,所以非常抽象,即使借助实验手段,也很难让学生接受。此时我们可以尝试类比的手段,架设合理的桥梁,帮助学生建立概念。
例如“溶解度概念教学”。溶解度的定义是“一定温度下,在100克溶剂(通常指水)中达到饱和状态时所溶解的溶质质量(克),叫做该溶质在该温度下的溶解度。”相当抽象,学生很不易接受。教学中,我们可以先引导学生讨论:如何比较食盐和蔗糖在水中的溶解性?通过交流达成共识:一定温度,等量的水,达到饱和,看谁溶解得多。然后演示实验:室温下,分别在10克水里溶解食盐和蔗糖,直到饱和,结果是蔗糖溶解得多。然后引导学生得出:同等条件下,蔗糖比食盐更易溶于水,即蔗糖的溶解性比食盐大。此时教师顺势提出问题:如何定量比较物质的溶解性大小呢?接着借助“百米游泳比赛”的例子进行类比。百米游泳比赛:路程100米,水温相同,达到终点,比较时间;比较溶解性大小:100克溶剂,温度相同,达到饱和,比较所溶解的溶质质量(克)。在此基础上,引出溶解度的概念,它是用来定量表示溶解性大小的量,这样学生就比较容易接受溶解度的定义。
三、基于概念内化的教学策略
概念教学一般经历“创设情境”、“抽象加工”和“巩固内化”三个环节。“创设情境”的目的主要是挖掘学生的感性,为下一环节做好铺垫。“抽象加工”是概念教学的主要环节,就是通过分析比较,找出概念所反映的本质特征,形成概念定义的过程。完成这一环节,此时似乎概念教学已经完成,但实际上,如果没有第三个环节“巩固内化”,学生建立的概念往往不够深刻,甚至很快遗忘,影响概念教学是质量。
(一)利用模型,强化本质
有些概念涉及微观本质,例如:蒸发、沸腾、溶解等,在概念建立之后,可以借助模型强化概念的本质特征。比如“沸腾概念教学”,在得出沸腾概念以及沸腾的特点之后,可以利用水沸腾的微观模型揭示水沸腾的微观本质,帮助学生内化沸腾的概念,提高教学质量。
(二)剖析关键词,强化本质
有些概念涉及的要素比较多,定义比较复杂,比如:比热容、溶解度等,在概念建立之后,学生往往还是比较模糊,不够深刻。此时,需要对这些概念的定义的关键词做进一步的剖析,以强化概念的本质特征,帮助学生巩固内化概念。例如“比热概念教学”,在得出比热定义后,强调定义的三要素:“单位质量”、“温度升高(或降低)1℃、“所吸收(或放出)的热量”;又如“溶解度概念教学”,在得出溶解度定义之后,强调定义的四要素:“一定温度”、“100克溶剂”、“达到饱和”、“溶质质量(克)”,再通过正例和反例加以巩固。
(三)巧用例证,强化本质
概念的例证包括正例、特例和反例。
概念的正例指的是包含概念所反映的本质属性的具体事物,是概念所反映的具体对象。即包含概念的本质特征的肯定例证。列举概念的肯定例证,有利于学生分析概括,加深对概念本质属性的理解。例如:“生态系统”概念,正例有:一个城镇、一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等。
概念的特例指的是特殊的例子,属于概念的外延这一集合,但它不具有或不完全具有概念所反映的本质属性。其特殊性在于,从概念的内涵上来看,它不符合“概念的质的规定性”,但从概念的外延上来看,它是这一概念的对象。在概念教学中,忽略特例,往往会导致概念的内涵混淆,外延扩大或缩小。所以,应列举充分和典型的特例。例如:“微生物”――“是一类形体微小、结构比较简单,一般要借助于显微镜或电子显微镜才能观察到的一大类微小生物的总称”。“微生物”的特例就有“蘑菇”、“银耳”、“黑木耳”、“金针菇”等大型真菌。“动物细胞”的特例是“红细胞”,因为它没有细胞核。“有性生殖”的特例是单性生殖。
概念反例指的是不具有某种属性的具体事物,即不在某一概念的外延中。在概念教学中,反例的列举是非常必要的,它有利于学生区别某种事物的本质属性和非本质属性,从而加深学生对(正)概念的准确把握,提高科学概念的教学效果。例如“生态系统”的反例有种群、群落的例子等。“细胞”的反例是病毒等。
(四)运用“变式”,强化本质
变式是通过变更对象的非本质特征而形成的表现形式。变更人们观察事物的角度或方法,以突出对象的本质特征,突出那些隐蔽的本质要素。 例如“重力概念教学”,如果我们在举例时,只是列举固体物质的例证,往往容易使学生产生只有固体才有重力的错误观念,而影响教学效果。所以在举例时,要善于利用“变式”,分别例举固体、液体、气体的例证。又如“生态系统概念教学”,可以利用变式,对生态系统的组成从不同角度进行描述,如:“生态系统是由一定区域内生物群落与其无机环境组成”、“生态系统是由一定区域内非生物物质和能量及所有作为生产者、消费者、分解者的各种生物组成”、“生态系统是由一定区域内全部生物和非生物因素组成”等,以加深对生态系统的理解。
总之,初中科学概念教学地位重要,学生又处于从形象思维到抽象思维的过度期,所以需要教师掌握一定的概念教学策略,架设好桥梁,化抽象为具体、化“无”为有、化深为浅,提高概念教学的质量。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制定. 义务教育初中科学课程标准(2011版)[M]. 北京:北京师范大学出版社, 2012.
[2]胡卫平. 科学概念教学中思维能力的培养[J]. 中国教育学刊, 2004 (9):48-51
[关键词]学案导学;概念教学
化学概念原理是高中化学新课程的重要组成部分。要从教材、教学大纲、新课标等多个角度深入思考,教师才能对高中化学概念原理教学有着更深的认识。本文以人民教育出版社出版的实验教科书化学必修1第一章第二节《化学计量在实验中的应用》为例谈谈我的认识。
首先,新教材更注重概念的形成过程。
新课程中是让老师给学生一些素材、实验或是经验,让学生根据这些来归纳、综合、抽象,然后总结出概念,注重概念的形成过程,让学生慢慢体会着学习。要在概念原理的形成过程中培养学生的认知发展,教给学生学习方法。例如在摩尔质量的教学中我设计的导学案如下:
导学案 第2课时 物质的量的单位――摩尔(二)
[学习目标]
1.掌握摩尔质量的概念,了解摩尔质量与相对原子质量的区别和联系
2.能熟练运用摩尔质量的概念,并能进行有关摩尔质量的计算
3.掌握物质的量、物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量的关系
[学习重点]物质的量、物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量的关系
[学习・探究区]
填写下面的表格,看是否可以从这些数据中得出有用的结论。
高中化学必修课程概念原理教学具有主题覆盖面较广、教学要求较浅、与选修模块构成螺旋上升的特点。化学1与化学2强调全面性和基础性,所以它在这里面安排较多的内容目的是为学生学习后面的内容奠定一个比较坚实、全面的基础。对于高一学生而言,通过复习加深初中化学的基本概念和基本理论,使学生的初高中知识实现平稳的过渡,也让学生的知识发展有了一个连续性。
物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数均是中学化学中十分重要的基本概念,在生产和科学研究中有重要的应用。物质的量是中学化学计算的中心,本节对于培养学生的化学计算技能和构成中学化学计算体系,有着不可忽视的启蒙作用。所以,关于物质的量的教学,不仅是本章的重点,也是整个高中化学教学的重点之一。摩尔质量与相对原子(或分子)质量的联系可以借助初中学习的相对原子质量的概念推理出来,只有做好初高中知识的衔接,才能适应学生认知发展规律。这部分内容概念多且较抽象,理论性强,教学难度较大,计算多,实用性强,能力要求高。限于高一学生的接受能力,很难对这部分内容理解透彻。因此在教学中,我采取以下教学策略:
1、学案导学、 引入概念
2、小组研讨、分析概念
3、讲练结合、完善概念
4、迁移应用、 提升概念
关键词:物理 概念 教学
21世纪的社会发展方向必将是大量需求全面发展的、高素质的、具有创新精神和创造能力的人才。学校教育为适应社会发展的趋势,不仅在教育基础设施上要更新,更为重要的是教育观念的更新。而作为与前沿科学联系十分紧密的物理学科,对其概念教学进行探讨具有重要意义。物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维方式,是抽象的物理事实。它不仅是物理知识的一个重要组成部分,而且也是构成物理规律和物理公式的理论基础。所以,在中学物理的教学中,物理概念教学更显得尤为重要。
在中学物理的概念大约有四百个,大致可以分为以下四类:
(1)反映物质属性的。如:运动、惯性、质量、能量、电、磁、波粒二象性等,这类概念的特点是:其含义深刻,富有哲理性,很难从其表面定义上获得深入理解。只有随着知识的积累和发展才能由表及里,由浅入深地加深对概念的理解。
(2)反映物质及其性质的。如:速度、加速度、密度、功率、比热、电场强度、电势、电动势、电阻、电容等。它们的共同特点是:用两个或几个物理量的比值来表示它们的定义。
(3)反映物质间相互作用关系的。如:力、力矩、压强、冲量、功、热量。这些概念的特点是:与物质之间相互作用密切关联,对于单个物质是毫无意义的。
(4)描述一些物理现象的名称。如:匀速直线运动、圆周运动、形变、熔解、反射、折射、干涉、静电感应、电磁感应、核反应、质量亏损等。这类概念的特点是:就其概念本身而言,并不难理解,难理解的是这些物理现象产生的原因和条件。
在整个物理教学中,物理概念是物理学知识的核心,是培养学生思维能力的重要手段,可帮助学生形成科学的研究方法。对于正确的引入物理概念,我们可以从联系学生生活实际和通过演示实验两种方式引入;进行思维加工,从具体发展到抽象,从模糊发展到精确,从较多的概念形成发展到更多的概念同化,形成概念;通过运用,进一步巩固概念,为了物理概念能达到预期目的,必须注意引导学生应用物理概念,解决实际问题。在概念教学中,要结合学生认知能力,分阶段、循序渐进地深化质量概念。
通过物理概念教学工作,我们会发现学生学习物理概念中常见的问题:
(一)概念之间的混淆
学生在学习概念的过程中,对于一些本质不同但表面相似的概念很容易混淆。例如:对于温度、热量、内能这三个概念,有些学生误认为:热的物体比冷的物体热量多;相同温度的水,质量越大,热量就越多。
(二)抽象思维能力不足,有些概念难以理解
在物理学中,某些概念的建立过程,涉及到比较抽象而复杂的思维过程。学生要理解它们,需要有较高的抽象思维能力。如:对一般的变速运动,从极限的概念出发,加速度,学生在学习加速度概念时最容易出现以下一些糊涂认识:第一,速度本身是变化的,而加速度又是速度的变化率,几个变量交织在一起,容易产生理解上的混乱;第二,认为加速度是增加的速度,是速度的一种;第三,认为速度越大,加速度越大,反之亦然,当速度为零时加速度也必定为零。
(三)不会正确运用概念来分析问题、解决问题
学生运用物理概念的过程,不仅是巩固、深化和活化物理概念的过程,亦是训练学生掌握运用概念的方法的重要途径,它有助于培养学生分析和解决物理问题的能力。学生不会正确运用概念来分析、解决问题,究其原因还是能力不够,方法不熟练,对概念的内涵、外延掌握得不全面。解决办法只能是有针对性地训练,同时要归纳、总结、举一反三。不能孤立地学,应结合具体物理情境和具体规律来认识。久而久之,便能运用自如。一般说来,物理概念是在观察和实验的基础上,对物质所表现的主要特征或本质属性经过分析、综合、抽象、概括等过程得到的一种思维形式;物理概念不仅具有明确的内涵和外延,而且具有客观性、抽象性、精细性、可测性、局限性等特点。物理术语是伴随物理概念而产生的,是为解释现象、讨论问题、探索规律而在一定环境下使用的专业语言[9]。将物理概念、术语借用到其他场所,若恰如其分也未尝不可,往往能产生锦上添花的效果。举例如下:
力,是物体间的相互作用,其效果是使物体的形状或运动状态发生改变,改变的程度决定于力的大小、方向和作用点。谈到力,必定同时存在施力物体和受力物体。口语“力”往往指力量、功夫,如“大力整治、大力开展活动”,既无相互作用的含义,也不同时存在施力物体与受力物体,而且不能测量,更不具有矢量性。
作为物理老师,应该怎样做才能更好的进行物理概念教学呢!首先,教师应当创造条件,使学生在了解大量的物理现象,观察物理实验的基础上,对有待研究的事物有一个较深的印象。在过程中教师要着重引导学生善于观察,达到了解现象,获取资料,发掘问题和勤于思考的目的。其次,引导学生进行比较、分析、综合、概括、排除次要因素,抓住主要因素,找出所观察到的一系列现象的共性、本质属性,形成概念,用准确的、简洁的物理语言或数学语言给出准确的表述或定义,并指出所定义的概念的适用条件和范围。最后,通过与有关,相近概念的对比,以及进行适当的练习应用,来巩固、深化概念的目的。至于在教学过程中,采取怎样的教学方法、选取哪些具体事例、选择哪些现代化的教学手段,则应根据具体情况自行确定。总之,要教好物理,就要在理解物理概念上下功夫,帮助学生理解每个物理概念的内涵和外延,从而达到提高学生思维能力的目的。同时,老师怎样衡量学生掌握物理概念的情况呢!(1)看学生是否明确概念是从哪些客观事物中抽象出来的。(2)看学生是否明确概念反映了事物的什么本质属性和联系,物理意义是什么,适用的范围如何。(3)看学生是否能用概念说明、解释一些有关的物理现象,以致解决一些有关的简单的物理问题。
关键词: 初中数学 概念教学
数学概念是反映现实世界的空间形式和数量关系的本质属性的思维形式。[1]数学概念是数学知识的基础,是数学教材结构的最基本的因素,是数学思想与方法的载体。正确理解数学概念,是掌握数学基础知识的前提。学生如果不能正确地理解数学中的各种概念,就不能很好地掌握各种法则、公式、定理,也就不能应用所学知识去解决实际问题。因此,抓好数学概念的教学,是提高数学教学质量的关键。数学概念比较抽象,初中学生由于年龄、生活经验和智力发展等方面的限制,要接受教材中的所有概念是不容易的。在教学过程中,一些教师不注意结合学生心理发展特点去分析事物的本质特征,只是照本宣科地提出概念的正确定义,缺乏生动的讲解和形象的比喻,对某些概念讲解不够透彻,使得一些学生对概念常常是一知半解、模糊不清,也就无法对概念正确理解、记忆和应用。下面就如何做好数学概念的教学工作谈几点体会。
一、利用生活实例引入概念
概念属于理性认识,它的形成依赖于感性认识,学生的心理特点是容易理解和接受具体的感性认识。教学过程中,各种形式的直观教学是提供丰富、正确的感性认识的主要途径。所以在讲述新概念时,从引导学生观察和分析有关具体实物入手,比较容易揭示概念的本质和特征。例如,在讲解“梯形”的概念时,教师可结合学生的生活实际,引入梯形的典型实例(如梯子、堤坝的横截面等),再画出梯形的标准图形,让学生获得梯形的感性知识。再如,讲“数轴”的概念时,教师可模仿秤杆上用点表示物体的重量。秤杆具有三个要素:①度量的起点;②度量的单位;③明确的增减方向。这样以实物启发人们用直线上的点表示数,从而引出了数轴的概念。这种形象的讲述符合认识规律,学生容易理解,给学生留下的印象也比较深刻。
二、注重概念的形成过程
许多数学概念都是从现实生活中抽象出来的。讲清它们的来源,既会让学生感到不抽象,而且有利于形成生动活泼的学习氛围。一般说来,概念的形成过程包括:引入概念的必要性,对一些感性材料的认识、分析、抽象和概括,注重概念形成过程,符合学生的认识规律。在教学过程中,如果忽视概念的形成过程,把形成概念的生动过程变为简单的“条文加例题”,就不利于学生对概念的理解。因此,注重概念的形成过程,可以完整地、本质地、内在地揭示概念的本质属性,使学生对理解概念具备思想基础,同时也能培养学生从具体到抽象的思维方法。例如,负数概念的建立,展现知识的形成过程如下:①让学生总结小学学过的数,表示物体的个数用自然数1,2,3…表示;一个物体也没有,就用自然数0表示;测量和计算有时不能得到整数的结果,这就用像 , 等这样的分数。②观察两个温度计,零上3度,记作+3°,零下3度,记作-3°,这里出现了一种新的数――负数。③让学生说出所给问题的意义,让学生观察所给问题有何特征。④引导学生抽象概括正、负数的概念。
三、深入剖析,揭示概念的本质
数学概念是数学思维的基础,要使学生对数学概念有透彻清晰的理解,教师首先要深入剖析概念的实质,帮助学生弄清一个概念的内涵与外延,也就是从质和量两个方面来明确概念所反映的对象。如,掌握垂线的概念包括三个方面:①了解引进垂线的背景:两条相交直线构成的四个角中,有一个是直角时,其余三个也是直角,这反映了概念的内涵。②知道两条直线互相垂直是两条直线相交的一个重要的特殊情形,这反映了概念的外延。③会利用两条直线互相垂直的定义进行推理,知道定义具有判定和性质两方面的功能。另外,要让学生学会运用概念解决问题,加深对概念本质的理解。如,“一般地,式子(a≥0)叫做二次根式”这是一个描述性的概念,式子(a≥0)是一个整体概念,其中a≥0是必不可少的条件。又如,讲授函数概念时,为了使学生更好地理解掌握函数概念,我们必须揭示其本质特征,进行逐层剖析:①“存在某个变化过程”――说明变量的存在性;②“在某个变化过程中有两个变量x和y”――说明函数是研究两个变量之间的依存关系;③“对于x在某一范围内的每一个确定的值”――说明变量x的取值是有范围限制的,即允许值范围;④“y有唯一确定的值和它对应”――说明有唯一确定的对应规律。由以上剖析可知,函数概念的本质是对应关系。
四、通过变式,突出比较,巩固对概念的理解
巩固是概念教学的重要环节。心理学原理认为:概念一旦获得,如不及时巩固,就会被遗忘。[2]巩固概念,首先应在初步形成概念后,引导学生正确复述。这里绝不是简单地要求学生死记硬背,而是让学生在复述过程中把握概念的重点、要点、本质特征,同时,应注重应用概念的变式练习。恰当运用变式,能使思维不受消极定势的束缚,实现思维方向的灵活转换,使思维呈发散状态。如“有理数”与“无理数”的概念教学中,可举出如“ 与 ”、“π与3.14159”、“ 与3.030030003…(每两个3之间一次多一个0)”等,通过这样的变式训练,能有效地排除外在形式的干扰,对“有理数”与“无理数”的理解更加深刻。最后,巩固时还要通过适当的正反例子比较,把所教概念同类似的、相关的概念比较,分清它们的异同点,并注意适用范围,小心隐含“陷阱”,帮助学生从中反省,以激起对知识更为深刻的正面思考,使获得的概念更加精确、稳定和易于迁移。
五、注重应用,加深对概念的理解,培养学生的数学能力
对数学概念的深刻理解,是提高学生解题能力的基础;反之,也只有通过解题,学生才能加深对概念的认识,才能更完整、更深刻地理解和掌握概念的内涵和外延。课本中直接运用概念解题的例子很多,教学中要充分利用。同时,对学生在理解方面易出错误的概念,要设计一些有针对性的题目,通过练习、讲评,使学生对概念的理解更深刻、更透彻。
总之,数学概念教学对整个数学教学起着至关重要的作用,教师在数学概念教学中应努力通过揭示概念的形成、发展、巩固和应用的过程,培养学生的辩证唯物主义观念,完善学生的认知结构,发展学生的思维能力,从而提高数学教学质量。
参考文献:
[1]李祖选.初中数学概念教学探微[J].宁波教育学院学报,2006,(6).
[2]黄惠娟.在概念教学中培养学生的探究意识[J].教学研究,2005,(4).
关键词:美国教材;核心概念;物质的量;建构
文章编号:1008-0546(2014)01-0015-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.005
《普通高中化学课程标准(实验)》对“物质的量”的教学要求是:从引入物质的量的必要性入手,认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习的重要作用。
由于摩尔、物质的量、微粒、阿伏加德罗常数等名词的同时出现,且彼此间联系紧密,造成了学生的认知困难。帮助学生建构完整的物质的量概念系统,有利于学生运用宏观和微观相结合的思维方法思考问题,使化学更贴近生活实际,对整个中学阶段的化学学习都将起着非常重要的作用。
如何帮助学生有效建构“物质的量”的概念,美国高中主流理科教材《化学:概念与应用》,或许能给我们带来一点启示。
一、故事开篇,引入概念
教材以俄亥俄州丹佛市的路易斯·史丹佛将收藏了65年的40桶硬币存到银行,银行工作人员清点硬币的方法导入。文字旁的一幅铺满硬币的图片,更是以强烈的视觉冲击唤起学生的学习热情。由此提出问题,正如银行工作人员清点硬币一样,化学家也要计算原子、分子或其他微粒的个数。但是和银行工作人员不同的是化学家不会一个一个地数,因为物质的微粒是如此之小而数量又是如此巨大 。那么,不用数数的方法,又如何确定一份样品中物质的微粒是多少呢? 该教材创设的情境以生活经验为起点,具有真实性、针对性、情感性,能有效调动学生的有意义学习,为主动建构奠定基础。
《普通高中化学课程标准(实验)》在课程的基本理念中也提出:“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题……”。
二、迷你实验,认识概念
为了帮助学生进一步认识“物质的量”,该教材设计了一个与日常生活紧密联系的简单实验——计数一袋纽扣的数量。实验步骤:①数10枚纽扣并称其质量,记录结果。②称量并记录空塑料袋的质量。③将袋子装满纽扣,并封好口袋。④称量并记录其质量。分析与讨论:①袋子中有多少纽扣?②说明你是如何确定这个数量的?
该教材中的“迷你实验”短小精悍,能让学生切身体会化学的朴素与激情。正如“读书破万卷,不如行万里路”一样,每个“迷你实验”都将胜过学生数小时的苦读。
三、类比教学,理解概念
该教材用日常生活中计数鸡蛋、发卡、夹子、打印纸等来类比科学家计算原子、分子等微观粒子的方法(见图1)。
学生所拥有的有些日常概念可以促成科学概念的学习,因此我们必须将日常概念看成是逐步形成科学概念的一个必要前提和准备阶段。如果能将学生的日常概念利用起来,不仅能激发学生的学习兴趣,还能有效达成对新概念的理解。
四、样例展示,应用概念
为了帮助学生理解、应用“物质的量”,该教材从四个不同的角度设计了4个样例,每个样例均提供了规范的、详细的解答过程。
样例1:计算样品中元素原子的数目
一根铁棒的质量是16.8g,那么这根铁棒中含有多少个铁原子?
样例2:计算化合物中所含粒子的个数
一份氧化铁粉末的质量是16.8g,那么其中含有的氧化铁粒子数是多少?
样例3:计算不同物质的量的化合物的质量
含有7.50 mol H2O分子的水的质量是多少?
样例4:推测产物的物质的量
3.75g氮气与氢气完全反应时,生成氨气的物质的量是多少?
样例学习对学生认知技能的获得有巨大促进作用,能极大调动学生学习的主动性和积极性,更易为广大学生所接受。
五、适量习题,巩固概念
该教材在本节复习题中从三个角度(理解概念、理性思维、化学应用)设计了5道习题来巩固“物质的量”这一概念。其中包含以日常生活和工业生产为背景的题目,它们在巩固、反馈学生所学知识的同时,还能让学生体会到化学知识的实用性,从而激发学生更强的学习动力,适量的训练还有助于提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。
建构主义启示我们,在教学过程中要注重学生的主体地位,发挥学生在建构过程中的积极作用,充分借助他们已有的知识经验和学习过程,主动建构概念系统。美国教材《化学:概念与应用》为我们提供了一个典型的范例。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准 (实验)[S]. 北京:人民教育出版社,2003:20-22
[2] 王祖浩等. 化学概念与应用[M]. 杭州:浙江教育出版社,2008
关键词:化学教学;化学概念;教学对策
化学作为一门自然科学,其引人入胜之处就在于当认知这一充满感性的科学世界时,需要认知者丰富而抽象的理性智慧。而化学概念是根据化学变化的现象、实质和事实高度概括出来的知识,是学好化学的基础,是培养学生能力的一种重要手段。概念的讲解过程常表现在新旧观念相互作用的集中体现,是新经验对已有经验的影响和改造,它在中学化学教学中占有相当重要的地位。但是,初中学生学习化学概念往往存在着很大的困难,需要我们认真研究解决。
一、造成学生化学概念学习困难的原因
1.学生个体之间经验的习得方式与认知能力存在着差异,九年级学生的思维能力正处于从具体运算到形式运算的关键发展阶段,个体之间的思维发展并不平衡,不少学生由于缺乏科学学习的具体经验积累,难以直接接受抽象概念并运用概念进行思考和高级的认知建构。
2.化学概念繁多,又相互关联,这样就造成了学生记忆的困难。
3.化学概念抽象,难理解。在初中化学教学中,比如分子、原子、元素这样一些概念非常抽象,往往造成学生学习上的困难。
4.由于化学学科的特点,宏观、微观、符号三重表征造成学生认知的障碍,往往使学生感觉到难以接受。
5.从学生学习的认知基础看化学概念学习的困难。
此外还有教师的不合理教学,对学生学习的影响是很大的。
二、初中化学概念的教学方法
如何解决上述学生化学概念学习的困难,高效地进行化学概念教学?下面笔者谈谈初中化学概念的教学方法:
1.解剖概念内容,帮助学生理解
化学概念不仅用词严密,而且非常精炼,教师在教学过程中要对一些含义比较深刻,内容又比较复杂的概念进行剖析、讲解,以帮助学生加深对概念的理解和掌握。如“溶解度”概念一直是初中化学的一大难点,不仅定义的句子比较长,而且涉及的知识也较多,学生往往难以理解。因此在讲解过程中,若将组成溶解度的四句话剖析开来,效果就大不一样了。其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100g;其三,一定要达到饱和状态;其四,指出在满足上述各条件时,溶质所溶解的克数。这四个限制性句式构成了溶解度的定义,缺一不可。
2.分清概念中的层次和要点
概念教学,要指导学生全面地认清概念的本质属性和应用范畴,分清概念中的层次和要点。如讲解质量守恒定律时,可将概念分为以下层次进行理解:①“质量总和”是指反应物,且指完全反应的那部分物质;②生成物是指反应后生成的所有物质;③“质量守恒”的实质是化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量没有变化。再如,剖析“固体物质的溶解度”这个概念时,可抓住以下几个要点分层理解:①定义的对象是固体物质。②定义的前提条件是:温度一定;溶剂为100克;溶液是饱和状态(注:三个前提条件缺一不可)。③定义中规定的单位是克。④影响溶解度的因素是溶质、溶剂的性质及温度。
3.注重概念的形成发展过程
比如说相对原子质量,1803年道尔顿首先提出,以氢原子质量为1作为原子量的标准,用比较方法测定其他元素原子的相对质量。后来鉴于氢的化合物不如氧的化合物多,为了测定原子量的方便起见,改用氧元素的一个原子的质量为16作标准,来测定其他元素的原子量。后来发现自然界中的氧含有三种同位素,物理界改用氧16等于16作为标准,但化学界仍采用天然氧等于16作标准。物理学和化学学科有着密切的联系,原子量标准不同很容易引起混乱。1959年国际化学联合会、物理联合会一致同意,以碳12质量的1/12作为原子量的标准。
4.抓变式,巧变形
有些概念若死记硬背,是很难理解和应用的,但若结合概念的内容改写成公式或其它形式来表示,可收到事半功倍之效。如,“化学反应基本类型”可用下列形式表示:
1.化合反应:a+b=ab
2.分解反应:ab=a+b
3.置换反应:a+bc=ac+b
4.复分解反应:ab+cd=ad+cb
通过如此的变式或变形,则比文字叙述更简明、清晰,给学生一种深刻的印象。
5.新旧知识连缀成有机的整体
在化学概念中,有些概念之间虽有本质的不同,但也有相互联系的一面。教师在教学中讲解新概念时,可提出与已学过的有联系的概念作类比,寻求它们的内在联系和本质差异,避免概念混淆。如“物理变化”和“化学变化”的本质区别在于能否生成其它的物质;“混合物”和“纯净物”的区别在于是否同分;“分子”和“原子”的区别在于化学反应中能否再分;“单质”和“化合物”的区别在于是否同元。列表比较也是一种比较好的类比方法。如:
? 相同点 不同点
燃烧 发生了
氧化反应 发光发热 、反应剧烈
缓慢氧化 发热而不发光 、反应缓慢
自燃 由缓慢氧化引起的燃烧
通过类比,不仅可防止概念的混淆,而且还能加深对概念的理解,同时亦可“温故而知新”把新旧知识连缀成有机的整体。
6.学生要充分理解概念之内涵,明确概念之外延
例如,讲解质量守恒定律时,内涵是化学反应前后原子种类没有变,原子个数没有增减,原子质量没有变。即参加反应各物质质量和等于生成各物质质量和。外延是一切化学变化都满足质量守恒定律并能用它解释。讲解燃烧时,内涵是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。外延是一切发光、放热的剧烈的氧化反应。例如氢气在氯气中燃烧等。
总之,在进行化学概念的教学中,要抓住每个概念中反映事物本质属性的词、句子以及相关特征,把概念讲清楚、讲透彻、搞清概念的内涵和外延。只要我们从实际出发,抓住学生学习概念的特点,重视思维能力的培养,不断改进教法和学法,寻找其规律和技巧,概念教学的难点就一定会突破。
参考文献:
[1]韩斌.新课程初中化学概念及理论教学的几种策略[j].中学化学教学参考,2008(5).
[2]杨军峰.认知同化论在初中化学概念教学中的应用[j].甘肃科技纵横,2004(5).
关键词:物理;概念;教学
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0074-02
物理概念是由物理现象、事实中抽象出来的,物理概念的基础就是物理定律、物理公式和学说,如果在掌握物理概念这一环节学生做的不好,那就很难进一步把物理定律以及公式掌握好。相对物理定律来讲,物理概念就像是构成物理学大厦的砖瓦基石,而物理定律就是支柱。因此正确地理解物理概念对于学好物理学是非常重要的。
一、要了解物理概念是不断发展进化的
因为人们理解的物理现象,是在有限空间范围内的无限发展和变化,所以针对物理概念整体理解也经历了由浅至深,由简单到复杂,从外到内的过程。换言之,一个完整概念往往是有一个发展的过程、不明确的概念。比如,对力的概念的发展,从亚里士多德时期到牛顿时期超过了两千年。而爱因斯坦提出相对论物理理论,则是完全从另外一个角度来研究的,完全抛弃了牛顿物理力的概念。“光”的物理概念,则经历了牛顿“量子粒子说”、“惠更斯波理论”、麦克斯韦的“电磁说”、爱因斯坦的“量子说”,直至光的波粒二象性本质特征被发掘出来,历时长达四个世纪之久。实际上,任何的一个物理概念的出现与形成,都会经历一个动态历史的阶段,都有从低到高、从感性到理性的出现、发展和进化的过程。从历史的发展过程来介绍物理概念,主要的目的是让学生们知道,目前所学、所讲的东西并不是死的,将来都是会根据实际有所发展的。这样就把概念的定义讲活了。切忌让学生形成一种僵化的思想,僵化思想是指学生会以为物理概念是绝对不能破坏的,这样是错误的。事实上,物理学永远是探索中在不断前进、不断得到发展的。讲解物理概念的方式是用动态的、发展的观点,结合物理学的概念来解释物理概念发展的历史,这样既符合认知规律,又有趣味性,会使学生们对物理概念的理解更加深刻,也能帮助学生淡化与消除物理概念来源的“神秘感”。没有任何的物理概念、定律可被视为最终真理,人们在有限的时间、空间内的物理知识的范围只能是一种相对真理。
二、物理概念的内涵与外延
反映在物理现象、物理过程的独特本质特性,就是物理概念的内涵。概念教学中,必须让学生理解概念内涵。例如,“密度”的概念,我们必须知道,不同的物质,其质量和体积的比值是不同的;相同的物质,其质量和体积的比值是肯定的。只有从这两个方面讲,才能让学生明白:对于某些物质,它们的比值是恒定的,与质量和体积的大小无关。这种比值不变的特性,是一种物质的本质属性的反映,称为密度。明白了这一点,学生就不会再说,质量越大的物质,密度越大;体积越大,密度越小了。物理量的内涵,除了把它的本质属性定性用语言文字表达出来,还要从定性分析到定量分析,来得出它的定义式。最严密、最精确、最概括的方法是用数学公式定义物理量。例如加速度、电阻、电量、电场强度的定义式都是量度公式,而不是决定条件式。在教学中,要引导学生区分物理量的测量公式和决定条件,结合的文字描述和数学表达,从质量和数量两个方面。理解其内涵的物理概念所反映的对象的本质属性就是概念的外延。概念的外延,也就是通常所说的概念的适用范围,它表明重力、弹性、摩擦力、磁场等这些对象就是概念所反映的。在概念教学里,一些重要的基本概念,要让学生逐渐的理解。学生学习了物理概念的外延后,也有利于深化和拓展这对一概念的理解。
三、了解概念、其他有关概念的联系与区别
很多物理概念的本质既有不同的一面,又有具有联系的一面,教学时要注重一定的概念本身,但也要注意它们之间的联系。通过对比不同的概念,找出它们之间的联系,举一反三,让学生能明白这些概念的不同,加强对这一概念的理解。例如:磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化速度,可以模拟一个例子,让这三个概念进行比较。在匀强的磁场中有一矩形导线框,长1.5m,宽1m,线圈平面垂直磁场方向,磁感应强度为0.06T。线圈磁通量是多少呢?那与磁场平行方向上的线圈,磁通量是多少呢?在这个过程中,磁通量变化是多少呢?如果完成了这个过程,第一次用0.1s,第二次用0.01s,哪次磁通量的变化更快呢?通过这个举例可让学生知道任何位置对应磁通的线圈平面、磁通量状态。磁通等于磁初末状态变化,差异。在磁通量单位时间的变化来表示,即磁通量的变化率。学生把不同物理概念的联系和区别理解清楚,才能正确地理解概念,防止错用概念,提高、加强其运用概念的能力。
四、对概念定义中的关键“字”、“词”要咬文嚼字
比如,楞次定律:“感生电流的方向,总要使感生电流的磁场,阻碍引起感生电流的磁通量的变化。”第一句话指出定律是用来判断“感生电流方向”的。第二句中的“总是”,其含义是“肯定”。第三句中的“阻碍”,不是“阻止”,当然也不是“产生相反方向的磁通量”,而是“感生电流磁通量减少时,感生电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍它减少;感生电流磁通量增加时,感生电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍它增加。要注意,“引起感生电流的磁通量是变化的,引起感生电流的磁场总是在阻碍这个变化的”。总之,对解释单词和句子的词概念的界定,关键的“字”、“词”进行仔细研究,使学生的概念有更加清楚的认识。
五、学会概念的运用
“学以致用”既是教学目的,也是概念教学中的基本要求。学生的物理概念只有能够分析和解决实际问题,才能是了解和掌握了概念。分析和解决问题的重要途径之一就是习题,习题可以加强学生对概念本质的掌握。但是要选择有针对性和典型性的习题,从而达到强化概念的目的。比如:摩擦的概念。摩擦要阻碍物体的运动?我们可以怀疑;静摩擦力必须在静态物体发生?可以怀疑;摩擦阻力?加速度的概念?可以怀疑;速度变动越大,加速度越大?减小的加速度,减速度?加速度是正的,速度会增加?用这种方法,首先对虚假陈述的物理概念,揭示其概念的内涵,在实践过程中,学生使用自己掌握的物理概念,解决学习中遇到的实际问题,从而掌握更加精确和深入的概念。
总之,学生掌握概念是一个循序渐进的过程。教师在教学中要根据学生的特点,从实际出发,对每一个概念的深度和广度都进行深入研究,并较好地完成物理概念的教学,最终要使学生达到会正确科学地运用物理概念分析物理现象、解决物理问题的目的。
参考文献:
高中数学课程标准指出:教学中应加强对基本概念和基本思想的理解和掌握,对一些核心概念和基本思想要贯穿高中数学教学的始终,帮助学生逐步加深理解。由于数学高度抽象的特点,注重体现基本概念的来龙去脉。在教学中要引导学生经历从具体实例抽象出数学概念的过程,在初步运用中逐步理解概念的本质。
长期以来,由于受应试教育的影响,不少教师重解题、轻概念,造成数学概念与解题脱节的现象。有些教师仅仅把数学概念看作一个名词而已,概念教学就是对概念作解释,要求学生记忆。而没有看到像函数、向量这样的概念,本质是一种数学观念,是一种处理问题的数学方法。一节“概念课”教完了,也就完成了它的历史使命,其余的就是抓紧时间解题,造成学生对概念含糊不清,一知半解,不能很好地理解和运用概念,严重影响了学生的解题质量。
如何搞好新课标下的数学概念课教学?笔者结合参加新课程的实验,谈一些粗浅的看法。
一、在体验数学概念产生的过程中认识概念
数学概念的引入,应从实际出发,创设情景,提出问题。通过与概念有明显联系、直观性强的例子,使学生在对具体问题的体验中感知概念,形成感性认识,通过对一定数量感性材料的观察、分析,提炼出感性材料的本质属性。如在“异面直线”概念的教学中,教师应先展示概念产生的背景,如长方体模型和图形,当学生找出两条既不平行又不相交的直线时,教师告诉学生像这样的两条直线就叫做异面直线,接着提出“什么是异面直线”的问题,让学生相互讨论,尝试叙述,经过反复修改补充后,给出简明、准确、严谨的定义:“我们把不在任何一个平面上的两条直线叫做异面直线”。在此基础上,再让学生找出教室或长方体中的异面直线,最后以平面作衬托画出异面直线的图形。学生经过以上过程,对异面直线的概念有了明确的认识,同时也经历了概念发生发展过程的体验。
二、在挖掘新概念的内涵与外延的基础上理解概念
新概念的引入,是对已有概念的继承、发展和完善。有些概念由于其内涵丰富、外延广泛等原因,很难一步到位,需要分成若干个层次,逐步加深提高。如三角函数的定义,经历了以下三个循序渐进、不断深化的过程:①用直角三角形边长的比刻画的锐角三角函数的定义;②用点的坐标表示的锐角三角函数的定义;③任意角的三角函数的定义。由此概念衍生出:①三角函数的值在各个象限的符号;②三角函数线;③同角三角函数的基本关系式;④三角函数的图象与性质;⑤三角函数的诱导公式等。可见,三角函数的定义在三角函数教学中可谓重中之重,是整个三角部分的奠基石,它贯穿于与三角有关的各部分内容并起着关键作用。“磨刀不误砍柴工”,重视概念教学,挖掘概念的内涵与外延,有利于学生理解概念。
三、在寻找新旧概念之间联系的基础上掌握概念
数学中有许多概念都有着密切的联系,如平行线段与平行向量、平面角与空间角、方程与不等式、映射与函数等等,在教学中应善于寻找,分析其联系与区别,有利于学生掌握概念的本质。再如,函数概念有两种定义,一种是初中给出的定义,是从运动变化的观点出发,其中的对应关系是将自变量的每一个取值,与唯一确定的函数值对应起来;另一种高中给出的定义,是从集合、对应的观点出发,其中的对应关系是将原象集合中的每一个元素与象集合中唯一确定的元素对应起来。从历史上看,初中给出的定义来源于物理公式,而函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型,函数可用图象、表格、公式等表示,所以高中用集合与对应的语言来刻画函数,抓住了函数的本质属性,更具有一般性。认真分析两种函数定义,其定义域与值域的含义完全相同,对应关系本质也一样,只不过叙述的出发点不同,所以两种函数的定义,本质是一致的。当然,对于函数概念真正的认识和理解是不易的,要经历一个多次接触的较长的过程。
四、在运用数学概念解决问题的过程中巩固概念
数学概念形成之后,通过具体例子,说明概念的内涵,认识概念的“原型”,引导学生利用概念解决数学问题和发现概念在解决问题中的作用,是数学概念教学的一个重要环节,此环节操作的成功与否,将直接影响学生对数学概念的巩固,以及解题能力的形成。例如,当我们学习完“向量的坐标”这一概念之后,进行向量的坐标运算,提出问题:已知平行四边形ABCD的三个顶点A、B、C的坐标分别是(1,2)、(2,4)、(0,2),试求顶点D的坐标。学生展开充分的讨论,不少学生运用平面解析几何中学过的知识(如两点间的距离公式、斜率、直线方程、中点坐标公式等),结合平行四边形的性质,提出了各种不同的解法,有的学生应用共线向量的概念给出了解法,还有一些学生运用所学向量坐标的概念,把点的坐标和向量的坐标联系起来,巧妙地解答了这一问题。学生通过对问题的思考,尽快地投入到新概念的探索中去,从而激发了学生的好奇心及探索和创造的欲望,使学生在参与的过程中产生内心的体验和创造。除此之外,教师通过反例、错解等进行辨析,也有利于学生巩固概念。
关键词:新课程理念;高中物理;概念教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)05-0085
众所周知,学习物理的过程就是不断地建立物理概念的过程。李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。那么,我们应该如何进行物理概念教学呢?鉴于此,笔者现结合多年的教学实践撰写此文,仅供参考。
一、高中物理概念的特点
1. 物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物
一个概念的建立,常常需要在观察和分析等一系列事实或实验的基础上,抽象概括一系列具体现象的共同特征,进而判断哪些因素是相关因素,从而抓住共同的本质特征。对于所做出的判断是否正确,还需要通过实验来检验。在复杂概念的形成过程中往往还需要有一定的科学推理。因此,可以说,物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物。
2. 物理概念具有定量的性质
物理概念除了具有反映物体的物理性质(即定性概念),如机械运动、干涉、衍射等;许多物理概念还能反映物体性质改变的变化量,也就是说,它还具有质的规定性,这些概念被称作定量性物理量,如速度、温度、质量、电流强度、电场强度等。这种能反映物理概念量的规定性的概念,就是所说的物理量。
二、高中物理概念课堂教学的一般程序
鉴于物理概念在中学物理教学中的重要地位。物理概念教学程序一般分为概念的引入、概念的形成、概念的巩固与深化三个阶段:
1. 概念的引入
在物理概念教学中,教师必须给学生营造适应教学要求,借以引导学生发现问题、思考问题、探索事物本质属性的物理环境,从而使学生明确为何要引入这个概念,引入它的作用是什么,这样才能把教学目的转化成学生的学习目的,从而激起学生的学习兴趣。
(1)从学生日常生活经验引入概念
教师要善于利用学生已有的生活经验,创设良好的物理环境。这种引入方法易使学生感到亲切,容易接受。同时,从生活经验引入概念,有助于培养学生注意观察、勤于思考、善于分析问题的能力。这也符合让学生在生活中学习物理的现代教育理念。
需要注意的是,每一个物理概念都包含大量的具体事例,教师在选择具体事例时,为克服经验中形成的不正确观念的干扰,既要选择与概念有明显本质联系的事例,又要选择与日常经验矛盾突出的事例。
(2)通过实验引入概念
从认识论角度来说,实验能为学生提供符合认识规律的最优化的学习物理的情境。运用实验展示物理现象和过程,不但可以使学生对物理现象及过程产生必要的感性认识,而且还能集中学生的注意力,引起学生积极思考。因此,实验不仅可以培养学生的观察能力、动手能力和思维能力,还可以使学生对物理现象和过程获得生动、深刻的印象,这对形成和理解物理概念有积极意义。
值得注意的是,运用实验创设学习概念的环境,既要有利于激发学生的求知欲,更要引导学生把注意力集中到被研究的对象和现象上来,并注意观察它的变化及其产生条件,以便从中发现它的本质属性。
2. 概念的形成
学生从日常生活经验及物理现象和过程中获得了丰富的感性材料,这些都是学生形成概念的基础,但学生自己很难从对感性材料的感知中直接形成概念,这就需要教师采用灵活的方法引导学生通过积极的思维,对大量的感性材料进行“去伪存真,由表及里”进行整理加工,从而区分和辨别出现象的本质和非本质的属性,把感性认识上升到理性认识,以形成概念。在此基础上,引导学生用精练的语言把概念的内涵表达出来,这是教学过程中最关键的阶段。
(1)揭示事物本质属性,使学生形成清晰的认识
要使学生形成正确的概念,就必须在概念引入后,按照物理学研究方法,引导学生运用比较、分析、综合、概括、判断等思维方法,对感性材料进行思维加工,进而抽象概括出事物的本质属性,使学生形成清晰的认识。新课程倡导学生的学习方式由他主学习向自主学习转变,其目的是要发挥学生的主观能动性,突出学习过程中学生的自发性探究和研究的认知过程。新课程理念下的教学目的不只是要求学生通过自主探索学习获得知识,更重要的是要求学生学习掌握新的研究问题和解决问题的方法,开发学生的智力,以促进学生全面自主发展。在这个过程中,教师起引导与启发的作用,教师的讲解是很有必要的,但要注意灵活性、启发性和逻辑性,教师的参与是为学生的自主学习提供平台。例如,对“惯性”这一概念的教学,教师在提供了大量的感性材料后,创设出问题情境,可让学生展开讨论。讨论中教师引导的关键在于使学生认识到“物体具有保持静止状态和匀速直线运动状态”这一本质属性,而这一本质属性被许多非本质的联系掩盖着,如力是维持物体运动状态的原因等。讨论中要设法摒弃学生在日常生活中所形成的非本质联系的干扰,这样,学生就会形成正确的“惯性”概念。
(2)给概念下定义
每个物理概念形成后,都需要用简洁的语言把它确切地表达出来,这就是给概念下定义。对概念下定义要掌握在适当的时候进行。给概念下定义应该注意三点:一是在条件成熟时提出概念的定义;二是叙述概念的定义必须确切;三是明确概念定义的局限性。物理概念定义法有以下几种:①直接定义法,即根据物理现象直接下定义,如质量概念。②比值定义法,即物理概念的定义式是一个比值,如密度、电场强度等概念。③乘积定义法,即物理量的定义式是几个物理量的乘积,如功、电功率等概念。④差值定义法,即物理量的定义式是几个物理量的差,如电势差、速度改变量等概念。⑤极限思维定义法,即物理概念的定义式是几个物理量的数学O限表达式,如瞬时速度、瞬时加速度等。
(3)讨论概念的物理意义和使用范围
学生只有弄清了物理概念定义式的物理意义和使用范围,才能真正掌握概念。例如,对于欧姆定律R=U/I,学生只有认识到,对于同一导体的电阻R,可由相关的U、I两个物理量的比值计算出电阻R的值,但R本身又不随U、I变化,是一个定值。只有这样,才算学生初步形成了导体的电阻这个概念。
3. 概念的巩固与深化
学生初步形成某个概念后,要用概念分析和解决实际问题,也只有在分析和解决问题的过程中,才能真正掌握概念,才能使概念巩固与深化。
根据人的记忆规律,如果把所学概念纳入一个网络,就不容易遗忘,而且在解决问题时也更容易快速检索出所需的概念。概念图是表示概念和概念之间相互关系的空间网络结构图。概念图包括概念、分支和层次、概念间的连接线和连接语等部分。制作一个较完整的概念图,一般有以下步骤:(1)选取一个熟悉的知识领域,罗列出尽可能多的概念;(2)确定关键概念和概念等级;(3)初步拟定概念图的纵向分层和横向分支;(4)建立概念之间的连接,并在连线上用连接词标明两者之间的关系。
三、在新课程理念下,高中物理概念教学如何实施
1. 精心创设物理情境
《物理课程标准》明确提出“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。它要求物理教学要贴近学生生活,加强课程与学生生活和现实社会的联系,这意味着教学要直接面向社会,与生活融为一体,激发并保持学生的学习兴趣,并将物理知识运用于生活实际。因此,概念教学的首要任务就是让物理教师努力创设生动的物理情境,以生动形象的直观感知,推动学生求知的内在力量。在课堂教学中,教师应努力创造能使学生带有情绪体验的教学,根据相关内容设置合理的教学环境,并根据相关内容设置生动的教学情境,使学生产生对新知识的探索欲望,使教学更能激发学生的潜能。
2. 积极地引导学生提出问题
众所周知,在学生头脑中产生一个问题比得出一个问题的结论更重要,因为提出一个新问题需要带有创造性的想象力。新课程提出让学生带着问题学习。这就要求V大物理教师在概念教学中不仅仅是自己准备问题,更重要的是要想方设法引导学生提出问题,鼓励学生在学习过程中大胆提出问题,让学生体会到提出问题的成功感,努力使积极思考和大胆提问成为课堂教学中一道亮丽的风景。作为教师,我们要教育学生不迷信书本、权威,要有怀疑心,要敢于持有不同的意见,要敢于“标新立异”。
3. 重视培养科学探究意识
由于物理学科的特点,科学探究是这门课程的主线,“推动学习方式的转变,强调科学探究的过程”是物理新课程理念之一。在概念教学中,学生自主探索是建立概念的重要环节,教师要针对教材中的关键处、疑难点,精心设计出符合学生实际能力的自主探究活动。新教材中有不少科学探究活动,对这些活动,教师不仅要让学生自主探索,更重要的是要让学生学会自主探索。概念教学中的自主探索本意不仅在于正确建立某一具体概念,更重要的是要让学生掌握自主探索的方法,使学生学会探索。
关键词:新课程;数学;概念;教学
一、数学概念的特点及其在教学中的重要地位
概念是反映事物的一般的、本质的特征,是事物的基本形式。数学概念是指一类对象本质属性的思维形式,具有抽象性、具体性和概括性。概念与概念之间又具有内在的逻辑联系。由于数学概念是进一步研究数学性质的基础,所以,概念在教学中就显得特别重要,它是三维目标形成的一个核心环节。事实上,学生的数学素养差异主要来源于他们对数学概念的理解的深度不够和对基本知识的迁移应用能力上的不同。因此,有效实施数学基本概念教学对提高数学教学质量是有决定性作用的。
二、新课程观下要有效实施新课程下数学基本概念教学,必须重视以下几个重要环节
2.1 数学基本概念教学,要充分挖掘数学概念产生的知识背景,让学生体验在概念产生过程中学习数学概念首先,新课程在不同年级的数学知识结构上发生了很大的变化,如果我们还是采用传统的方式进行概念教学,那么在新教材中恐怕很难达到预期的教学目标。其次,一个数学概念的产生,都有着丰富的知识背景,而通过了解这些背景知识来认识一个数学概念,是最佳途径。
通过充分挖掘相等向量和共线向量(平行向量)的几何背景,让学生经历从线段的几何性质有向线段的几何性质抽象概括出相等向量和共线向量(平行向量)的定义,这样,学生对相等向量和共线向量(平行向量)概念就有深刻的认识;如果忽略了知识背景分析,那么我们就犯下了一个严重的错误:失去了对学生培养抽象概括能力和创造精神的好机会。因此,数学基本概念教学在呈现方式上,不能机械地照本宣科授课,教师要深挖数学概念的知识背景,精心创设情境,适当地开展"发现"式数学活动,让学生在学习数学概念的同时还能发展他们的创造性思维。
2.2 数学基本概念教学,要重视问题性在数学概念的形成过程的"关键点"上,以恰时恰点的问题引导数学活动,有利于明确学生思维的方向、培养问题意识,孕育创新精神。在集体备课时,有些老师往往会运用关联性不强的问题凑合成"问题串"来启发学生抽象概括出数学概念,这是有害无益的。那种忽视新教材设置栏目,不引导学生分析研究,直接给出抽象概念的方法也是不可取的。提倡"数学基本概念教学,要重视问题性",但是问题的设置要在"关键点"上,这样,才能明确学生思维的方向、帮助学生从实际问题中抽象概括出数学概念。在进行数学基本概念课堂教学中,要重视在学生思维的"最近发展区"设计合适的、具有启发性的问题串,通过"观察、思考、探究"学习数学概念,从而培养学生的问题意识和抽象概括能力。
2.3 数学基本概念教学,要重视创设体现数学概念的思想方法的情境新教材是以数及其运算、函数、空间观念、数形结合、向量、导数、统计、随机观念、算法等核心概念和基本思想为贯穿整套教材的灵魂,而数学思想方法是人们认识数学的意识,是将知识转化成能力的桥梁,因此,创设体现数学概念的思想方法的情境是数学基本概念教学的出发点和落脚点。例如,以上所谈到的向量概念教学中所创设问题情境,就隐含了分类和类比的思想方法,在相等向量和共线向量(平行向量)的课堂教学中所创设的问题情境,就隐含了数形结合的思想方法。
2.4 数学基本概念的教学,要注重概念联系性由于新教材要求:以核心知识(基本概念和原理,重要的数学思想方法)为支撑和联结点,螺旋上升地组织学习内容。因此,在课堂教学中引导学生深入挖掘概念的内涵(是指概念中对象的本质属性,是质的方面,反映的事物是什么样子)和外延(是指概念中对象的本质属性的对象,是量的方面,反映概念的适用范围),建立新旧概念间的联系,是符合新课程要求的,而且对帮助学生准确理解数学概念、完善构建知识体系是有有益的。例如,"变化率与导数"的概念教学时,引入导数概念后,在说明"气球半径r关于体积V的导数就是气球的瞬时膨胀率、高度h关于时间t的导数就是运动员的瞬时速度"的同时,可以再结合具体例子来加深理解导数的概念内涵;其次,讲导数的几何意义时,可以运用信息技术动态演示割线PPn逼近切线PT的过程,让学生通过观察动态变化过程发现问题;最后,要把导数与直线斜率公式联系起来,使学生能够灵活计算直线的斜率,并能利用直线的斜率的符号分析曲线在某一时刻的瞬时变化情况。由于信息技术为我们提供了强大的教学资源,所以在处理圆锥曲线的概念时,虽然新教材对文科生要求不高,但是引入抛物线概念后,应该借助信息技术演示并对圆、椭圆、双曲线和抛物线的统一定义进行归纳:平面内点M与一个定点F的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e,(ⅰ)当e=0时,点M的轨迹是圆;(ⅱ)当0
2.5 数学基本概念的教学,要注重应用性概念形成后,要引导学生应用概念解决问题,使学生及时领会概念在解决问题的作用,是学生分析问题和解决问题能力形成的关键环节。在导数概念教学中,可以从新教材中习题中选择出分别能应用的相应公式来解决的问题,通过引导学生解决问题,这样,既能让学生对导数的概念及其几何意义加深认识,也能使学生在对比学习中促进解决问题能力的提高。所以,数学基本概念的教学,及时处理好应用概念解决问题,是理解概念内涵和外延的有效途径,是学习者能力形成的重要标志。
参考文献
[1]于树荣.新课标下几何概念的教学[J].学周刊,2011,(35)
[2]葛敏.也谈新课标下高中数学概念教学[J].学周刊,2011,(11)