一、结合物理学史,引领物理观念转变
所谓结合物理学史进行物理教学,就是根据教学内容的特点,引入该内容发展过程的史料,通过对他们的观念基础和思想发展历程的分析,来帮助学生更好地理解教学内容的物理意义和来龙去脉,以达到教学目标要求的一种教学方法。
结合学史进行物理观念教学可以使学生加深对观念的理解。通过介绍前辈物理学家如何在实验基础上提出新观念、新见解,这些观念建立的思想基础和知识背景如何、相对传统观念有什么突破等等。这些可以作为学生建立新观念的背景知识,帮助他们更深刻地理解新观念。
向学生介绍物理观念的形成、发展的历史,有助于学生克服片面认识,防止形成错误观念。因为根据思维科学中的“重演律”可推知学生的物理观念的形成往往与历史的形成过程有一致性,他们的物理观念的形成过程会大致重演历史上形成这一观念的过程,观念发展历史上所犯的错误在学生的观念形成过程中也经常出现,因而历史上如何突破错误观念对学生改正其错误认识也会有启发和帮助。
二、设计探究体验,促进物理观念内化
物理观念的形成既是认知性的,更是体验性的。物理观念不可能通过记忆物理知识自发形成,而需要学生在积极主动的探究活动中深刻理解和掌握有关的物理知识,并且在对知识的理解、应用中不断概括、提炼而形成。这需要教师抓住一些能有效形成物理观念的核心概念以及能形成这些核心概念的典型物理模型,充分调动学生的思维,使学生在积极主动的探究过程中深刻理解相关的知识,并且通过在具体情境中的迁移应用,不断提高头脑中知识的整体性和概括性水平,实现物理观念的内化。
三、强化问题解决,完成物理观念提升
物理观念是学生在反思感悟和实践应用中将蕴含于具体知识中的物理思想、观点和方法等抽象概括出来的观念性认识,是物理学科的研究对象、过程和结果在学习者头脑中整体的、概括的反映。所以,强化物理知识、思维方法的应用,在问题解决中完成物理观念的提升,是极其重要的培养策略。
四、深度理解概念规律,强化物理思维过程
物理概念和规律的内涵主要包括事物或事件的某种本质属性和某方面的规律及其作用。在了解物理概念的内涵时,不能把物理概念理解为是某类事物的所有属性,也不能把物理规律理解为任何相近的事件的所有属性。如在学习电场强度的定义式E=F/q时,教师一定得深化电场强度概念本身取决于电场本身性质的教学;而在学习库仑定律时,让学生理解当r→0时,库仑定律成立的前提已不复存在,相互作用的带电体已不能视为点电荷,其间的相互作用力不能用库仑定律求解。在教学中,凡涉及到易给学生造成思维混乱的物理公式时,应着重理清其物理意义、公式的适用条件,理清物理公式与数学公式之间的区别,用物理学的思维方法去学习物理知识,促使学生形成科学的分析、解决物理问题的方法,形成正确的数学应用意识。只有理解物理问题的本质、意义和关系,才能使学生真正地形成正确的物理知识结构和正确的物理科学观念。
五、引发认知冲突,实现物理观念转化
所谓认知冲突的引发就是指人在原有观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑、紧张和不适的状态。建构主义理论认为,学生的学习是在原有经验的基础上,通过他们不断地与新信息进行交流和思维“撞击”,在彼此的相互作用中,逐渐生长出新知识,即在学生的头脑中建构出新的认知模式。在这一过程中,学生原有经验的激发以及与新知识的交互作用是建构认知模式的关键。认知冲突是在积极的认知活动(高水平的思维活动)中产生的,学习者在真实情境的面前联想起了原有的知识经验,而且试图对新、旧经验进行对照、整合,并试图找到新的平衡,即认知冲突的解决过程。处在适度的认知冲突的氛围中,行动最有动力。解决认知冲突有不同的途径,研究表明,原有观念在遇到新观念时,学生对新观念的处理方式通常有3种情况:①径直地拒绝了新观念;②通过机械记忆,新观念取代旧观念;③对新旧观念进行整合,接纳新观念。通过研究我们发现,要实现原有观念的转变则需满足3个条件:①原有观念跟物理事实存在矛盾;②新观念比旧观念更易于解释物理事实,即新观念具有可理解性和合理性;③新观念的有效性。因此,在教学过程中,创设有效的问题情境得考虑这三个条件,当然除了能引发学生的认知冲突外,还得易于对认知冲突的解决。只有这样,才能顺利实现对错误观念的转变。