基于大学物理概念教学设计研究

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　　摘 要：论述了物理概念的特点， 全面阐述了大学物理概念的研究方法，从整体上形成了规范的大学物理概念教学设计过程。为进一步开展大学物理概念教学的研究提供可借鉴的依据。
　　关键词：大学物理 物理概念 教学设计
　　概念是一种反映客观事物研究对象本质属性的思维形式，它具有高度的概括性和抽象性。人们要认识自然、改造自然必须运用概念，并不断发展与深化概念。只有突彻掌握了基本概念，才能起到扩大和加深基础知识的作用，才能获得进一步探索知识的主动权。
　　一、物理概念的特点
　　概念是反映研究对象本质属性的一种高度概括和抽象。物理概念是人们在认识自然界物理现象的过程中逐步形成的。物理概念不是物理学家主观臆造的，而是基于观察和实验事实上的揭示事物物理本质和内在联系的理性认识，因此，要进行物理概念教学，先要认识物理概念的特点。[1]
　　1.是观察、实验与科学思维的产物。物理概念是研究对象的本质属性在人们头脑中的反映，是人们在观察和实验的基础上，排除片面、偶然、非本质等次要因素，运用科学思维方法，抓住一类物理现象共同的本质属性，加以抽象和概括而形成的。在物理概念的形成过程中，感觉、知觉、表象是基础，最关键的是科学思维的运用。[2]
　　2.有确定的内涵与外延。物理概念和日常用语不同，它有明确的定义，也有确定的范围。其内涵是指它所反映的物理现象、过程所特有的本质属性，是该事物区别于其他事物的本质特征。其外延则是指具有该本质属性的全部对象，即通常所说的适用范围。[3]
　　3.具有量。物理学是严密的定量科学，许多物理概念是定量反映客观事物本质属性的，然而，也有许多物理概念，表面看来是定性地反映客观事物本质属性，实际上，它们也有量的含义。
　　二、物理概念的研究方法
　　物理概念是抽象思维的起点，又是科学思维的成果。在探究物理概念的过程中，蕴含人们认识自然时的多种研究方法。
　　1.理想化法。影响物理现象的因素通常复杂多变，实验中往往采用假设一些理想条件、建立理想模型或忽略某些次要因素来突出现象的本质，进而进行深入探究， 最终得到实际情况下的、合理的近似结果。
　　2.观察法。它是在对物理现象不加任何控制的情况下，对其进行考察，并获得感性认识，它对物理学的研究与发展有着至关重要的作用。在物理概念的教学中，首先要注重引导并培养学生的观察意识，在观察中获取有效信息，从而认识其本质属性。
　　3.数学法。数学法也是物理学中研究问题的重要方法，建立概念、推导定理、论证问题、运用概念、规律、定理、定律解决物理问题都需要使用数学。例如瞬时速度概念的建立，需要用到数学上取极限的方法;密度、压强、磁感应强度、电场强度等概念的建立都使用了上取比值的方法。如果离开了数学法，很多物理概念就不能从量的角度精确的反映出来。
　　4.实验法。物理概念与实验法有着密切的关系。实验法是人们在实验过程中根据事先设计的实验方案人为地控制自然现象，忽略一些次要因素、突出所要观察的因素进行探索实验使学生建立物理概念。
　　三、物理概念教学设计过程
　　在物理概念的教学设计时，通常将其分为概念的引入、概念的导出、概念的明确和概念的巩固四个阶段。
　　1.概念的引入
　　物理概念的引入是为了让学生知道将要探究的物理概念的重要性和引入此物理概念的必要性，通俗地讲，就是要让学生知道为什么要引入这个物理概念。
　　当然，作为物理概念课的开始，首先要激起学生的好奇心和学习兴趣，进而产生学习动机。通常以提出一个物理问题或演示实验的形式开始，让学生参与讨论，要注意所选的物理问题要根据学生已有的经验、物理知识和认知心理，结合物理概念的特点从不同的角度提出。
　　2.概念的导出
　　从提出问题到得出结论需要一个过程，这是解决问题的过程，即概念的导出过程，也就是概念的建立过程。在概念教学中，首先要充分展示物理概念引入的方法技巧，同时要针对所有学生的整体水平循序渐进，然后要引导学生用已掌握的方法导出概念，完成物理概念的建立。[4]
　　3.概念的明确
　　物理概念建立之后，就要将已经获得的关于反映现象和过程的本质属性用简明而准确的语言或数学公式表述出来。为了让学生正确掌握和运用物理概念，并培养学生的综合能力，在表述物理概念时，要引导学生扩展对概念的认识，分析它与其他物理概念之间的关系，并强调其适应条件和适应范围，否则将会造成学生对物理概念的片面性理解。
　　4.概念的巩固
　　物理概念的巩固是要求学生把所建立的物理概念保持在记忆里，不断丰富概念的内容，发展物理概念的外延，并能顺利应用物理概念分析和解决物理问题。一般的深化巩固都采用练习的方法，针对概念给出习题，让学生在做题的过程中不断熟悉、理解和巩固概念。也可以让学生用文字描述、画流程图、设计物理趣味实验等形式，对物理概念学习过程和学习方法进行总结，这既能帮助学生更好地巩固概念，也能培养学生的总结和归纳能力。
　　教学有法，教无定法，贵在得法。在进行教学设计时，教师只有熟知教育教学规律、同时具备扎实的专业基础知识、又充分考虑学生的成长规律，才能完成一堂好课的教学设计。
　　参考文献
　　[1]陈刚.物理教学设计[M].上海：华东师范大学出版社，2009.
　　[2]韩仙华.大学物理教学设计方法、能力、素质的综合训练[M].北京：国防工业出版社，2006.
　　[3]兰民，王丽丽.大学物理研究[M].长春：吉林大学出版社，2013.
　　[4]华南师范大学物理教学论学科组.大学物理教学探讨[M].广州：华南理工大学出版社，1995.
　　作者简介
　　刘喜斌（1963.9—），男，湖南岳阳人，硕士，湖南理工学院，副教授，硕士生导师，研究方向：光电子与物理教学。
　　邹志军（1985.9—），男，湖南岳阳人，工学博士，湖南理工学院，副教授，研究方向：材料物理、物理教学。
　　廖高华（1976.10—），男，湖南永州人，博士，湖南理工学院，讲师，研究方向：半导体物理。
　　吴琴琴（1979.12—），女，湖南常德人，博士，湖南理工学院，副教授，研究方向：量子信息。
　　通讯作者
　　陳灏（1991.10—），女，湖南人，博士，湖南理工学院，讲师，研究方向：冷原子、物理教学。
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