概念教学的理论基础篇1
论文摘要：提出要重视中学化学基本概念与基础理论的教学策略，探索、实践并总结了基本概念和基础理论教学的不同策略和多种方式。
在初中化学新课程实施及上一轮高中化学新教材实施过程中，化学教育界积累了一定的研究落实新课程、推进新课程的经验，但也发现了一些问题。其中，对化学基本概念和基础理论的教学存在着以下问题：部分教师不注重联系实际创设情境，教学内容缺少时代性、人文性和教育性，教学模式僵化、方法单调，学生学习比较被动，缺少自主学习、合作学习和探究学习过程，思维层次低，学生觉得化学基本概念和基础理论枯燥无味，缺乏兴趣，难以生动、活泼、主动地学习和发展。
《普通高中化学课程标准（实验）》认为：教师不再是代表权威的指导者，而是学生学习化学的咨询者、引导者、帮助者和促进者。教师应该引导学生进行自主学习、探究学习和合作学习，帮助学生形成终身学习的意识和能力；引导学生像科学家那样去探究化学科学的真谛，像科学家那样去学习化学科学知识；培养学生的科学学习方法和创新意识；让课堂成为一个师生、生生互动交流、积极探讨、共同发展的场所，学生发现问题、分析问题、解决问题的场所，构建“知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观”的场所。因此，我们在化学基本概念和基础理论教学设计时，要以学生为中心，尽可能地挖掘教材，帮助学生发现概念之美，感受理论之实，增加学生的认知体验，把学生能力的培养落到实处。
为此，我们设计采用了“化学史引入”等教学策略和方式。实践显示，合理使用多种策略和方式，可以较好地帮助学生发现概念之美，感受理论之实，进而激发学生学习化学基本概念和基础理论的兴趣，提高化学课堂教学的效益。
1化学史引入：原来概念与理论是这样产生的
知道化学概念和理论的历史背景、来龙去脉，可以增进对化学知识的理解；化学史既是化学发展演变的历史，也是化学科学思想的演变和再现，有助于培养学生思想品德；运用化学家的故事、生平、轶事等，可以激发学生的学习兴趣，创设新异的情境，提高教学效果；化学家们坚持实践百折不挠的科学精神和勇于探索大胆创新的科学态度，还可以培养学生的科学精神。
如在介绍元素周期律的发现时，把老高中教材(人民教育出版社，下同)中关于从18世纪中叶到19世纪中叶的100年间，随着科学技术的发展，新的元素不断地被发现，有关元素分类的假设——三素组、八音律、门氏周期表的相关内容(详情略)打印在学案上供学生阅读与体会。
20世纪以来，随着科学技术的发展，人们对于原子的结构有了更深刻的认识。人们发现，引起元素性质周期性变化的本质原因不是相对原子质量的递增，而是核电荷数（原子序数）的递增，也就是核外电子排布的周期性变化。这样才把元素周期律修正为现在的形式，同时对于元素周期表也做了许多改进，如增加了0族。
学生通过以上阅读，明白了科学家也走过弯路，进而减轻了对概念和理论的陌生感和畏惧感。此时，再加上教师的讲解与提示提问，学生不仅能够了解到元素周期律的诞生发展的较完整的过程，更好地理解和把握元素周期律的实质，而且可以体会到前人在科学方法、创新意识方面的努力，进而激发自己的学习兴趣与动力。
2实验“形象化”：原来概念与理论是形象实在的
在对元素周期律的“同周期元素的性质递变”进行教学时，我们不仅安排学生分组做了na、mg、al及其化合物的常规实验，还设计了它们对应的最高价氧化物的水化物的pH值的测定实验。通过直观的现象的鲜明对比，学生了解了na、mg、al的化学活泼性的差异。而通过定量的pH值的测量，学生感言“仿佛看到了逐渐活泼的al、mg、na在以不同的速率跳动！”
在对氧化还原反应进行教学时，如何让学生真正理解其电子转移的实质，一直困惑着我们。在深入研究新教材的基础上，为了解决“通过实验来证明电子转移”的问题，我设计了Zn-Cu原电池的实验，电流表指针的偏转表明了电子转移的结果——电流的产生。再配上精心选取的FLaSH动画演示。在此基础上，还补充了老教材上的“氧化还原指示剂”实验：“把4g葡萄糖和4gnaoH加入一个透明带盖的塑料瓶中，再加入大半瓶水和2~3滴亚甲基蓝试液（一种氧化还原指示剂）。加盖后振荡，溶液呈蓝色，静置后溶液变为无色，再振荡溶液又变为蓝色，静置后又变为无色，这个颜色变化过程可以多次重复。”学生很快就能分析出氧气是氧化剂，葡萄糖显还原性。
3适时穿插练习：原来概念与理论的应用是有规律可循的
在讲授“元素周期表和元素周期律的应用”时，从教学目标的确定开始就注意贴近学生实际，注重知识的应用与做题的反思体会，使每一个教学目标都有对应的达成措施，把对学生的创新能力、创新意识的培养落到实处。
为了讲解“位—构—性”的关系，我们设计了如下练习：
[练习1]：2004年，某甲宣布发现了一种比F2氧化性更强的单质，某乙宣布制得了一种比HF更稳定的气态氢化物。试判断其可信度并分析应用了什么知识？
[解答]：都不可信
[分析]：1.第一周期元素中非金属性最强的是F，卤族元素中非金属性最强的也是F，因此F是所有元素中非金属性最强的。2.元素的非金属性强弱体现在物质的化学性质上：①单质与氢气反应的难易；②气态氢化物的稳定性；③最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。
[练习2]：下列叙述中正确的是
a.原子半径：o
B.金属性：na>mg>al
C.稳定性：H2o>H2S>H2Se
D.酸性:H3po4>H2So4>HClo4
分析：应用了什么知识？
[解答]：B、C
[分析]：a应用同周期、同主族元素原子半径的变化规律。B应用同周期元素金属性的变化规律。C、D应用同主族元素非金属性的变化规律。
[练习3]：填“>”、“=”、“
a.碱性：mg（oH）2__Ca（oH）2
B.酸性：H2Co3__H3po4
C.酸性：HF__HCl
D.溶解性：Ca（oH）2__Ba（oH）2
体会：应用了什么知识？
[解答]：a、
[分析]：a、应用同主族元素金属性的变化规律。B、应用周期性知识无法解答，可从已知知识H2Co3是弱酸、H3po4是中强酸解决。C、比较元素非金属性强弱应用最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱，而不是无氧酸的酸性强弱；HF与HCl的酸性强弱不知，但可从第六主族氧与硫的氢化物的酸性强弱推出规律。D、在水中的溶解性不是元素金属性强弱的判断依据，但也有一定的规律性；已知Ca（oH）2微溶，mg（oH）2难溶，即使不太知道Ba（oH）2可溶，也可以得出规律进而做出解答。
[点评]：通过新旧知识的整合来解决问题，这也是一种创新。
[练习4]：下列可以说明硫的非金属性比氧弱的是
体会：应用了什么知识？
[解答]：a、B、C、D
[分析]：判断元素的性质强弱，不仅可以应用周期律知识，还可以应用氧化还原知识。
[练习5]：按半径从小到大排列下列微粒
a组：S、Cl、K、Ca
[解答]：Cl
[分析]：影响元素原子半径的因素
①电子层数。例：o
②核电荷数。例：S>Cl
应用以上得出的规律解答B组：
S－2、Cl-、K+、Ca2＋
[解答]：Ca2+
[分析]：先比较电子层数，电子层数相同再比较核电荷数。
[补充]：③(同一元素不同离子)电荷高半径小。例：Fe2+>Fe3+
通过对教师精选练习的解答与分析，再加上同伴和教师的补充，在不知不觉中，学生对相应知识点的掌握达到了预期的程度。
4联系StSe：原来概念与理论是实用的
科学（Science）、技术（technology）与社会（Society）教育，即“StS教育”是当代科学教育实践的重要理念，环境（environment）教育则是公民科学素养教育的一个重要组成方面。由科学、技术、社会、环境构成的StSe教育强调科学、技术与社会、环境的相互关系，重视科学技术在社会生产、生活环境和社会发展中的应用，是指导和实施学科教育的新理念。StSe教育的显著特征是把当今与科技相关的重大社会问题及具有地方影响的问题纳入教育特别是科学课程之中，包括科技的应用问题、科技发展动向问题和科技的社会伦理问题等。当学生看见所学知识在许多方面都有应用时，就会涌现出一股强烈的求知欲望，在化学学习中表现出前所未有的自觉性和主动性。
如在讲解氧化还原反应的应用时，我们选取了“石油化工科技网”上的一条信息作为素材：
用于汽车尾气处理的催化剂
专利申请号：03120993.9
授权公告日：2005.02.16
该催化剂是消除汽车尾气中nox(如no)的催化剂，在不加任何其他物质的情况下，将污染物质氮氧化合物和一氧化碳转化为无毒气体，达到对氮氧化合物、一氧化碳综合处理的目的。该催化剂对nox的转化率最高可达55.6％，而且稳定性好，寿命长，有良好的抗中毒特性。
思考：汽车尾气中含有Co和no，它们在转化成无毒气体时，从氧化还原反应角度看分别表现了什么性质。
学生在顺利解答完之后，得出结论：可以利用物质中元素所处的价态，推测它可能具有的氧化还原性。同时，学生感慨：原来概念与理论真的是实用的！我一定要学它！
5联系对比：原来概念与理论是相联相通的
通过小结，学生“发现”了金属与非金属的对应规律：同周期从左向右，元素的金属性越来越弱，而非金属性则越来越强；同主族元素的性质也有一定的递变规律。不仅如此，元素对应的单质、化合物的物理化学性质也有各种各样的对应关系。受此启发，学生对下表的空格做出合理的解释。
学生解释为：na是金属单质，能与非金属单质反应，Cl2是非金属单质，能与金属单质（与非金属单质相反）反应；na能与酸反应，Cl2能与碱（与酸相反）反应；水、盐无相反概念，故na、Cl2都与二者反应。唯一不对应的是非金属单质能与非金属单质反应，而金属单质与金属单质不反应，对应得似乎不够工整。实际上，两种非金属单质反应时，必有一种较弱的非金属单质显金属性，而两种金属单质不能反应的原因是因为金属单质不能显非金属性。
在此基础上，学生对金属的知识主线：
单质氧化物对应水化物对应盐
对应盐氢化物单质氧化物对应水化物对应盐
如:naClHClCl2Cl2oHClonaClo
也就有了更深刻的理解和更深入的把握：由于Cl的正价较多，还可以把Cl2右边的知识主线写出更多的来。如：Cl2？？KClo3或Cl2Clo2？？等。从知识主线看，由于金属没有负价，金属知识主线比非金属知识主线少了左半边，对应得并不工整。虽然也有的题目中会出现金属氢化物如naH，但na仍为+1价，H为-1价，并不是通常意义上的氢化物（二元素组成，氢为+1价）。
6尝试创造：原来概念与理论是可以由我发展的
对于元素周期律的理解，教师不应满足于学生只掌握书本和教师提供的知识。在做题的实践与反思中，教师还应引导学生学习推导出“自己的规律”。如通过mg、Ca、Ba对应的碱和硫酸盐的溶解性的比较，可以得出同一主族元素对应的碱在水中的溶解性从上往下越来越大，而硫酸盐的溶解性从
上往下越来越小；通过课本提供的“同主族元素非金属性从上往下越来越弱”，不仅可以推出课本上提供的“最高价含氧酸的酸性越来越弱”，还可以导出其对应的“无氧酸的酸性越来越强”，如HBr的酸性比HCl强；凡此等等，不一一赘述。通过这些尝试与创造的体验，学生感慨：原来概念与理论也可以由我提出由我发展！
化学实验新奇有趣，学生接触化学的初始阶段，教师要较多地用实验激发学生的学习兴趣，但随着学习的深入，教师更应及时揭示化学概念与理论的迷人魅力，帮助学生感受化学概念与理论的优美与实在。唯有如此，学生学习化学的兴趣才会持久，才能从化学学习中获得更多的乐趣！学习化学也就成了学生一种持久的乐趣、一种幸福的享受、一种自觉的追求。
参考文献
[1]钟启泉，崔允漷，张华.《基础教育课程改革纲要（试行）》解读.上海：华东师范大学出版社，2001.
作者简介：吴锵(1960―)，男，江苏靖江人，南京理工大学材料学院教授；研究方向：材料学、大学课程理论。
基金项目：本文系南京理工大学教改资助项目“材料专业基础课概念－问题－探究教学模式研究”阶段性成果之一。
摘要：通过对探究式教学目的的反思，以及理工科基础课特点的总结，摸索出适用于理工科基础课的“概念-问题-探究”教学新模式。
关键词：探究式教学；理工科；基础课；核心知识
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1008-2646（2012）01-0082-05
研究型大学的建设对研究性教学提出了日益迫切的要求。在研究性教学的实践中，源于西方的探究式教学受到广泛重视，这种以讨论课(也称Seminar)为载体的课程模式提倡知识学习的自主性与面对未知的探索性，因此从理论上讲与研究型大学的科学研究精神相契合，故近年来相关的研究文章较多，在教改立项中也成为了热门课题。
但是，当我们在实践中真正落实探究式教学时，当这种模式与具体的课程结合时，就会发现探究式教学从理论研究到实际操作，都存在不小的问题，因此需要进一步的反思，以便清除形形的认识误区，从而把握其精神实质，为实践操作奠定坚实的理论基础。
从方法论的角度看，具体问题具体分析是教育研究不二的法则。因此，我们将探究式教学聚焦在理工科基础课上，也就是高等数学、大学物理、大学化学，以及各工程学科的主干基础课，如化工学科的物理化学、化工原理，材料学科的固体物理、材料科学基础，控制学科的电工学、自动控制原理，等等。这些课程是理工科课程体系的真正精髓，对后续课程从知识结构到认知方法都会产生深远影响。因此，探究式教学的真正落脚点应该放在这些课程上。
一、探究式教学的目的与反思
所谓探究式教学(也称探究式学习，inquiryLearning)通常指从学科领域或现实生活中选择和确立主题，在教学中创设类似于学术研究的情境，学生通过独立自主地发现问题、操作实验、收集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识，培养能力，发展情感与态度，特别是发展探索精神与创新能力。它倡导学生的主动参与，是一种积极的学习过程。［1］
不难看出，探究式教学以自主与探索为目的，重视学生能力与素质的培养，从理论上完全符合现代教育理念。但是，理论上的完备不等于实践操作的可行，因为理论往往源于具体对象，一旦对象发生变化，理论(特别是教育理论)通常要做出相应的调整，有时甚至是重大调整。以探究式教学为例，目前国内更多地在基础教育中采用这种形式，而理工科基础课中却很难操作。之所以这样，与理工科基础课的特点(见本文第二部分)有关，其中知识的坚实性、系统性与深奥性对传统意义的探究产生了重大影响。因此，应该在理工科基础课的背景下重新审视探究式教学的目的。从知识的坚实性看，现行探究式教学中对于新知识的诉求是不可行的。面对基础课中的核心知识，主要任务是接受、理解，以及理解基础上的应用，而与新知识发现关系不大。从知识的系统性与深奥性看，也与现行探究式教学的目的格格不入，因为深奥、抽象及知识关系复杂，意味着凭借学生自身的认知能力，是无法理解与掌握这些知识的，故老师的作用相对彰显，而这又与现行探究式教学强调学生自主性的诉求相矛盾。如果进一步考虑到大学生都是高中应试教育的“产品”，则探究式教学更是难上加难。这样一来，似乎根本颠覆了传统意义上的探究式教学，因为探索性与自主性都已落空。正因为如此，探究式教学尽管研究得热火朝天，但在高校中真正操作却很少，在理工科基础课中更是如此。
那么，是不是要根本放弃探究式教学的理念呢？理工科基础课中探究式教学是不是真的没有了空间？结论当然是否定的！而新的探究式教学，主要取决于通过反思达成的观念转化，特别是对一系列相关教育教学理念的重新认识。
首先，什么是新知识？一般来说，新旧是有相对性的，但传统教学观念却把新知识当成绝对的事物，即那些从未被人们认识到的知识才是新知识，而相对于学生而言的新知识却不在其中。以热力学第二定律与熵概念为例，一方面它们已经产生了100多年，是耳熟能详的知识；但另一方面，对学生而言它们又是新事物，是需要学习的新知识。对于具有相对性的“新知识”，客观上不存在探索与发现的问题，因为它们都清清楚楚地展现在教材中。因此，探究必须赋予新的含义，即根据知识对于学生的相对新颖性，以及由此产生的认知过程的不完备性，将发现式的探究转变为澄清式的探索，使学生的知识认识由模糊、理解不深，逐步达到较高的认识水平，并最终获得运用知识于具体问题的能力。以高等数学的极限理论为例，学生不是见过极限的定义、学习了几个例题，就能把握该理论的核心，真正认识与理解需要漫长的探究过程，需要学生自主地提出与极限相关的问题，试探性地运用极限理论到其他领域，如物理学、化学，甚至是生活领域，从而在提问、反思、质疑、具体运用中，逐步加深认识。
其次，探究的方向。传统观点认为，探究式教学总是向外的，向着未知的外部世界，特别是自然界。但是，还有一种向内的探究方向，即面向我们自身，面向人的头脑与思想，去探究其中未知，甚至是构建其中的空白。改革开放30年来，人们已经习惯于对外开放，热衷于面对外部世界，特别是西方发达国家，这一点在教育中尤其明显。但是，30年带来的思维惯性使我们忽视了向内这个重要的方向，忽视了自我改造，特别是自身思想观念深层次问题的解决。2008年爆发的金融危机已经从思想方向(注意：不是思想方法)上给我们敲响了警钟，也进一步启发我们在教学中眼睛向内，在探究式教学中努力解决自身的问题，而不是一味地眼睛向外。
最后，探索的自主性。事实上，自主也是一个相对的概念，因此不能绝对化。在传统的探究式教学中，过于强调学生的自主性，老师似乎已经失去了基本地位而变得可有可无。我们认为，至少在理工科基础课中，老师的地位绝不能动摇，知识的基本传承不能因为强调自主探究而丧失。当然，这不是说回归到满堂灌的老路上，而是根据理工科基础课知识深奥、系统等特点，充分发挥老师的作用，特别是在新式探究下的作用，以便调动学生的探究积极性，引领探究的方向，把握探究的尺度(因为过度探究容易钻牛角尖)，使探究式教学真正落实到理工科基础课中。
不难看出，观念转换后的探究式教学获得了新的意义，探究式教学的自主性与探索性诉求有了新的生存空间，这为它的实践操作奠定了基础。
二、理工科基础课教学的特点分析
如果要在理工科基础课中真正实践探究式教学，必须对其特点有深入的认识。尽管理工科基础课的重要性不言而喻，但它们的特点，特别是面向探究式教学时表现出的特点，却并不清楚。根据经典的课程理论，课程是由教材、教师与学生构成的，故分析课程特点也要从这三个维度展开。
1.理工科基础课教材
教材是学科知识体系的代名词。对于理工科基础课，知识体系往往有以下特征：
(1)核心知识的坚实性
每一门理工科基础课中，都有一批核心知识。它们经历了长期的实践检验，得到了反复的证实，因此不可动摇。例如，高等数学中的极限理论、函数理论，大学物理中的牛顿定律、电学基本公式，物理化学中的热力学定律与动力学理论，材料科学中的结构与缺陷理论、相变理论等等。这些核心知识的坚实性特点对探究式教学会产生重要影响。
(2)知识的系统性
理工科基础课的另一个特点是，其知识经过长期的发展与演化，已经形成了逻辑关系复杂的较为庞大的体系。知识系统性的显性含义是知识庞杂，知识点众多；其隐性含义是，知识结构复杂，具体就是知识点之间的关系众多，而“关系众多”相比于“知识点众多”会带来更大的教学难度。
(3)知识的深奥性
大学知识有着固有的深奥性，而理工科基础课中，知识深奥性表现得更加突出。相对论、量子力学、极限理论、热力学原理、控制理论等一系列理论，量子化、相对性、极限、函数、内能、熵等一系列概念，无一不显示出深奥的品性，它们中的绝大多数远离人们的日常感知，具有极为抽象的特征。
2.基础课教师
从教师的角度考察理工科基础课的特点是新概念，这方面很少有人涉及。但是，教师毕竟是课程三要素之一，有着举足轻重的作用，因此全面考察教师是很有必要的。
由于基础课在理工科课程体系中的重要地位，基础课教师通常是一个学校教师队伍的中坚力量。他们常年从事教学工作，理论水平较高，教学经验丰富，作风严谨，责任心强。因此，作为传承式的教学，这些教师是完全胜任的。但是，从探究式教学的要求看，基础课教师又存在一些不足。首先，经验丰富与作风严谨使得易于墨守成规，而不敢积极探索教学中的新事物；其次，由于基础课教学任务重，工作量大，这部分教师的科研项目较少，与生产实际的接触远不如专业课教师，加之基础课教师教育理论水平不高，使得基础课中大胆改革的精神不足，教学改革的活力不够。在探究式教学中，必须注意到教师的上述特点，有针对性地做好教师的工作，特别是思想观念的转化工作。
3.基础课学生
在教学三要素中，最容易忽略的恰恰是学生！从某种意义上讲，学生是三要素中最重要的。尽管学生的作用至关重要，但遗憾的是，学生很可能是探究式教学实际操作中的主要障碍。
理工科基础课通常在第一、二个学年开设，此时学生刚刚从高中考入大学，他们的学习目的、认知习惯、知识结构主要来源于中学，而且以应试教育为主要特点，造成大一、大二学生在面对探究式教学时全方位的不适应。首先，从知识传承的角度看，学生不知道知识以概念为核心，理工科学生往往热衷于公式与计算，因为公式记忆与计算娴熟是应试之本，但这恰恰从根本上偏离了知识的核心；其次，学生普遍缺乏主动意识，且这种缺乏贯穿于学习的全过程，如知识寻找、问题生成、探究讨论，而这些都是探究式教学不可或缺的；最后，学生普遍惧怕不确定，惧怕改变现状，习惯于固守以往的模式。根据我们多年的观察，一些好学生反而在变革时表现得相对保守。
学生状况的不如人意恰恰反衬出教学改革的必要性，以及在理工科基础课中实施探究式教学的迫切性。
三、探究式教学的操作之道
综合以上分析不难看出，在理工科基础课中实践探究式教学，将面临巨大的困难与挑战。从另一方面讲，困难与挑战也意味着其中蕴涵着巨大的价值。正是由于这种巨大的价值牵引，我们通过多年的实践，逐步摸索出一套基础课中探究式教学的操作方法，其核心就是：概念问题探究。
1.概念
教学中强调概念是老生常谈。但将概念置于理工科基础课的背景下，特别结合探究式教学的要求，则概念的教育意义与教学操作就需要重新认识。前已述及，基础课知识体系具有坚实性，这一特性反映在概念上就是基础性，即这些课程中有一批基本概念。概念的基础性意味着其内涵小而外延大，因此意义深奥，影响深远。从探究式教学的角度看，概念的基础性为新式探究提供了巨大的空间，因为深奥意味着学生不可能马上领悟，他们必须通过不断的思考(即探究)才能逐渐明白概念的深刻内涵；而影响深远意味着基础概念可以与许多事物相结合，从而为概念的反复认知提供大量机会。以物理化学中的系统概念为例，它不仅仅属于物理化学课程，也是控制原理、信号与系统，甚至是高等数学等课程的核心概念。同时，系统也广泛存在于社会科学领域，如经济系统、社会系统、教育系统等。通过系统概念在各个学科领域的广泛应用，学生会逐渐明白系统的层次性，明白系统的物质属性是最为重要的(即唯物主义的基础)，明白系统与环境的相互作用决定了系统发展的外在方向性，等等。这样，对系统概念的认识得到不断深化，属于学生的系统概念的外延逐渐扩大，最终形成一个关于系统的概念体系，从而基本完成对系统概念的认识。
上述概念认知过程启示我们在探究式教学中注意概念建立之初的简洁与形象化。基础课中概念的基础性与深奥性，及这些特性衍伸出的特点(如外延广大)，使得概念的建立不可能一蹴而就。因此，在概念建立之初，就应该努力使概念简洁，即教师通过典型事例展示概念最基本的内涵，而不能面面俱到。我们发现，中国教材在概念引入时，有从一般到特殊的普遍习惯，在理工科基础课中更是如此，似乎先给出了概念的一般定义，就能包罗万象、一劳永逸。但是，无论从学生的认知能力还是实际教学效果看，从一般到特殊并不是概念教学的万能形式，对于基本概念更是如此。以熵概念为例，即使告诉学生它与混乱度有关，即使让学生记住熵S的经典公式，甚至是通过该式做了一些题目，学生对熵概念还是不甚了了。因此，对这类基本概念的认识就应该另辟蹊径，即从特殊到一般，而这里的特殊要求教学中使基本概念变得简洁(尽管这会一定程度影响普遍性)，因为简洁的东西才易于把握；同时，使概念更加形象化，因为形象化是应对基本概念深奥性(从而具有抽象性)的法宝。不难看出，我们主张初学时全力建立简洁清晰的概念，这样能够在学生的头脑中留下鲜明的印象，这为概念的后续学习奠定了坚实的基础。
在概念建立中，特别是概念建立之初，教师的作用是不可或缺的。此时不宜将任务主要交给学生，而是应该以教师为主导，快速高效地建立概念。我们反对在探究式教学中弱化、甚至忽略教师作用，因为这相当于否定知识传承。教师的知识理解、认知水平、思想方法，以及这些背后的态度与精神，对后辈学生都是宝贵的财富，因此绝不能轻易放弃。此外，强调快速高效，是为后续以学生为主体的教学过程预留了时间。
2.问题
不难看出，上述过程仅仅是教学的初级阶段，要想使学生的概念深化、理解加深，还必须进一步展开教学，而这一阶段的核心是问题的生成。在传统的灌输教学模式中，教学的进一步展开是通过例题，特别是各种各样的计算题目，其目的主要指向公式的记忆与计算的娴熟。但是，概念的认识与理解，特别是概念的应用，有着不同于公式-计算的模式。例如，函数概念的深入理解不可能只通过函数的计算、证明，它必须通过问题，如函数的要素到底是3个还是2个？矢性函数、矩阵函数与普通的函数的异同何在？函数空间与尺度空间的差异是什么？等等。又如，内能的概念不可能仅凭热力学第一定律(即)就能掌握。对于内能，还要进一步区分动能与势能，区分各种场景下动能与势能的具体组成；要追问凝聚态与气态间内能的差异，搞清楚进一步细分成液态与固态时内能的差异；要明确内能在凝聚态化学势中的作用，明确内能是有层次性的，及这种层次性在转变、相变、化学反应诸过程中的体现。不难看出，对于概念的认识及其深化，是以问题为教学手段的，通过问题实现对概念加深认识，因此问题的形成至关重要。
问题的来源分为三种：老师、学生和师生互动。当概念初步建立后，为深化概念认识而生成的首批问题理所当然的来源于老师，因为此时学生还没有入门，还不会提问，特别是结合所学概念的具体问题，这方面的能力缺陷与长期的中学应试教育有很大关系。因此，教师应该首先提出一批问题供学生思考、探索，从而引导学习的方向(以免重蹈公式、计算的覆辙)，特别是通过这些问题诱发学生自身的问题，这一点非常重要，它是探究式教学自主精神在基础课教学中的核心。随着(教师)问题的思考，学生逐渐形成了自己的疑惑、问题，这些问题带有学生认知结构上的缺陷，因此是个性化的，是鲜活的，也是学生最感兴趣的。不难看出，教师问题的真正作用不是拾遗补缺以完善学生的认识不足，而是激发学生在所学概念框架下的思考。由于理工科基础课中概念的基础性、深奥性及系统性等特点，所以学生在思考中一定会想不通、看不透或讲不清，因此能够产生大量属于学生自己的新问题。根据心理学原理，学生对于自己的问题是非常认真的，总是希望解决这些问题，这就给自我探究奠定了基础。另一方面，学生的新问题从相对的角度讲，也算是未知，探索这种未知对提升学生的思维水平与认知能力具有重要意义。问题的最高形式源于师生互动，此时已经无法区分问题的归属到底属于谁，它形成于师生间的讨论过程，是相互启发的产物，这就是所谓的教学相长。
顺带指出，现有理工科教材在提问方面是不符合探究式教学的，因为现行的做法是概念定义之后，马上将教学引向公式与计算。而真正围绕概念，以概念深化理解为宗旨的问题却很少，也缺乏时效性，具体就是没有在概念初步建立后立即提出有利于深化理解的问题，使得学生错误地以为概念的认知状态已经达到要求，殊不知实际差距非常大。
3.探究
事实上，探究与问题是相互融合的，之所以分开讨论无非是强调同一过程的不同侧重。当概念初步建立后，随着教师问题传递给学生，真正意义的探究正式开始。学生开始思考，学生有了问题，学生需要解惑，凡此种种都离不开探究，它是学生自主参与的思考过程。根据认知心理学，思考过程分为分析、综合、推理、判断，其中分析既是思考中首先进行的过程，也是现代大学生最为缺乏的能力之一，因此理工科基础课探究式教学首先应该重视分析能力的培养。下面用一个实例说明如何通过提升分析能力来强化概念的理解。
热力学第二定律的核心思想是通过如下的克劳修斯不等式表达的dSδQt教材中给出的标准解释是：δQ是实际过程的热效应，t是环境温度(对于可逆过程，环境温度等于系统温度)，dS是伴随过程的熵变，等于号对应可逆过程，大于号对应不可逆过程。记住了这个式子及其条件，熟练地用该式(通过计算)判断具体过程的可逆性，这样是否就算完成了对热力学第二定律的认识？答案显然是否定的，因为如此深奥的物理定律不可能一蹴而就。我们因此设计了这样的问题：dS到底与过程有无关系？由于答案较为复杂也非常专业，因此只介绍答案与分析的关系，该答案主要借助对过程概念的进一步分析，即学生应该将过程分解为：起点、中间过程和终点，这样一来就能分清上式两侧的性质，其左侧只与起点和终点有关，因为dS是状态函数；而右侧只与过程有关，因为δQ/t只与中间过程有关。故克劳修斯不等式的真正含义是，比较同一过程不同侧面的性质，当表示状态性质的dS等于过程性质δQ/t时，该过程就是可逆的，大于时是不可逆的。更进一步，学生们明白了起点与终点固定的前提下，过程是多种多样的，其中有一类过程(可逆过程)是特殊的，其δQ/t=dS，而任何其他过程的都不具备可逆性。显然，不可逆过程不是一类，而许许多多，但可逆只是一类过程，这个概念对于后续的非平衡热力学至关重要。对克劳修斯不等式认识的加深，会促进学生回过头来认识热力学第一定律，它也是起点与终点的状态函数差与中间的过程量之间的关系，只不过此时是与能量有关的诸量，如内能、热与功。这样就从更高层次统一了两大热力学定律。如果延伸这个概念，还能进一步联想到数学中的积分，其中导函数(中间过程)的积分，等于原函数的端点差值！由此可见，真正的概念认识与理解有着强大的“辐射”作用，这为概念应用提供了广阔的空间。
不难看出，我们的教学目的是提升学生的概念认识水平，因为概念是学生今后学习、科研的真正出发点，故概念的认识水平与应用能力至关重要。在概念深化的探究过程中，分析、综合等思考能力随之加强。而上述水平与能力的综合就可以达成理工科基础课探究式教学的主要目的。
参考文献
［1］任长松.探究式学习［m］.北京：教育科学出版社，2005：25.（责任编辑、校对：臧莉娟）Reflectionsoninquiry-orientedteachingofBasictechnicalCourses
wUQiang，GUoYu
(1.Schoolofmaterial,nanjingUniversityofScienceandtechnology，nanjing,Jiangsu,210094;
2.Schoolofautomation，nanjingUniversityofScienceandtechnology，nanjing,Jiangsu,210094)
[关键词]高中化学概念教学思路
概念是化学知识的重要组成部分，概念教学既是化学教学基础，又是化学教学得以升华的前提。在高中化学教材中，涉及到的概念较多，以概念形成的问题和以概念引申而形成的问题较多，这就需要化学教师对此有足够的重视，也需要化学教师认真研究概念教学的方法和思路。
一、认识概念教学
1.强化概念教学的必要性
（1）从化学教学的角度理解
概念教学是化学教学的基础，概念的学习是化学学习的前提；概念教学又是培养学生思维的基础。强化概念教学对化学教学而言，意义重大。
（2）从学生的认知角度理解
高中学生有较强的求知欲，他们对化学实验感兴趣，热爱化学的同学喜欢在探究化学实验中享受乐趣，不热爱化学的同学也喜欢在感知实验的过程中享受乐趣。反之，概念的理解较为抽象和枯燥，他们就会重彼轻此，因此强化概念教学是矫正学生学习化学偏差的一个重要手段。
（3）从教学的角度理解
概念教学是化学教学的基础，但因为其抽象性和发挥有限性，使高中化学教学中的概念教学方式单一，课堂枯燥乏味，因此必须强化概念教学，改进概念教学的方法，才能有效地提高化学教学的效果。
2.概念教学定位
概念教学就是针对教材所涉及到的概念而进行教学的一种方式。它属于化学教学的范畴，是对化学教学中基础教学的一种探索。概念教学包含了对概念内涵的理解，对概念要素的分析，对概念形成的研究，对概念作用的把握等。
3.概念教学的作用
（1）高中化学概念教学是化学基础知识的重要组成部分
化学基础知识包括概念、公式、规律等，其中化学概念不仅是化学基础知识的重要组成部分，也是学习其他知识的基础。学生掌握基础知识的过程，实际上就是掌握概念并运用概念进行判断和推理的过程。化学中的问题和思想是建立在化学概念基础上了，学生只要有了化学概念知识，就会有较高的运算和解题技能。
（2）高中化学概念教学是发展思维，培养化学能力的重要手段
概念是思维的重要形式，也是判断和推理的起点，没有正确的概念就不会有正确的判断和推理，因此，从这个意义上说，化学概念教学就是培养学生逻辑思维能力的一个重要手段。只要学生拥有了清晰的概念理解就会对问题的解决有了清晰的思路。
二、高中化学概念教学思路
1.以建构为基础，以学生的认知为前提设计教学思路
（1）理论支撑
新理念认为，学生是课堂学习和发展的主体，知识的建构是学生主动积极参与的过程。同时强调教学应以人为本，具体到教学过程中就是以学习主体为本，所有的知识传授和教学设计都应该以适合学生学习为前提；建构主义理论也认为，学生的学习就是对知识进行建构的过程。因此，概念教学思路的设计时要以建构知识为基础，以学生的已有认知为前提进行设计。
（2）设计前提
从化学学科教学的角度看，结合新的教学理念，可以将概念教学这样理解，它就是引导学生进行化学学习建构，培养锻炼学生思维的一种教学过程。这个过程的把握首先应该了解学生的已有知识框架，在学生已有知识的基础上提出学生还需要掌握的知识要求，才能准确有效地设计出化学概念教学的思路。
（3）概念教学思路
分析教学内容，确定教学知识思路。首先对教学内容进行分析，并对学生所掌握的教学内容进行分析，然后确定概念教学的思路。以“氧化还原反应”为例，学生在初中化学学习中，已经知道了化学反应的四种基本类型，并了解了还原这一知识点。因此，可以将此概念教学设计为：温习已有知识，引出认知化学反应分类标准，然后在阅读教材的基础上获得概念的认识，接着从从化合价升降角度分析氧化还原反应，最后在巩固环节中明确氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
2.以概念间关系为线，以解决问题为纲，引导学生对概念质疑，总结
（1）概念间的关系
概念间的关系分析是化学概念教学中一个重要的方法，在概念教学思路的设计中，要巧妙地引出概念间的关系，并对此进行分析，引导学生把握概念间关系的过程中提出相应的质疑，从而深入掌握概念的内涵。
（2）以解决问题来实践对概念的理解
概念教学的核心是对概念的理解和把握，验证学生是否理解内涵，是否掌握概念的本质，必须通过化学实践进行验证，教师在课堂教学中可以通过引出材料分析、形成概念问题等方式对学生概念掌握情况进行验证。
（3）引导学生质疑
引导学生质疑是概念教学中较高层面的内容，这一内容以概念内涵的掌握为前提，以概念的深入思考为依据对概念的应用层面，对概念的细节处进行深入的思考。这种思考是通向化学高水平的一种手段。
（4）概念教学中的设疑技巧
在教学过程的最佳处设疑。好的设疑时机能有效提高学生的学习效果。教师可以在学生学习困惑处设疑以解惑；可以在学生局限处设疑以引导学生开阔思路；可以在学生思维扩展处设疑为学生增加辅导。
教学内容的梳理和教学思路的设计首先要确定教学的重点难点。而这个设计中的重难点又正好是课堂教学的重难点，学生在学习重难点时有可能出现学习不够深入，学习无法继续的情况，教师要准确把握这一情况，并在这种情况下引导学生质疑，从而深入把握概念的实质，了解概念的具体应用。
3.以概念的内涵掌握为基础，培养学生对概念的概括能力
概念教学中，教师要引导学生通过品读，质疑的方式深入学握概念的内涵，然后以准确的语言概括出来。学生在概念的概括过程中，教师要引导学生注意概括的严谨、精炼、科学的特点。并且还要引导学生把握内涵的过程中，以开阔的思路掌握内涵，即既要把握内涵，又要通过内涵扩展知识面。
三、结语
总之，高中化学教学中的概念教学要遵循教育规律，以学生为学习主体，让学生真正参与到课堂教学过程中来，通过自主学习，合作探究的方式深入把握需要掌握的概念，从而提升化学学习的水平。
参考文献：
[1]支瑶.高中化学概念理论教学设计的基本思路与策略方法.
一、历史学科基本概念的分类
从史与论区别的角度,可将历史学科的基本概念划分为史实概念与理论概念两类。
1、史实概念是对具体的历史事件(历史现象)的概括和评价。如“九•一八事变”,包括对该事件基本史实的概括:历史背景、爆发时间、地点、基本过程;还包括对这一史实的评价;日本帝国主义开始了变中国为其殖民地阶段,中日矛盾上升,中国局部抗战开始。
从教学实践出发,每一个历史名词都可以视为一个事件概念,如“一条鞭法”“《资治通鉴》”“中国同盟会”“七七事变”“”等,每一个具体人物都可以为一个人物概念,如李白、杜甫、洪秀全、李大钊等。不少事件概念与人物概念是互相包容的,因为“事中有人,人中有事”,如“太平天国运动”与“洪秀全”,“《新青年》”与“”。二者的不同之处在于侧重点不同,前者侧重论事,后者侧重论人。
2、理论概念是对众多事件概念,主要是同类事件概念共同特征的进一步理论概括。如“封建专制制度”“新民主主义革命”“社会主义初级阶段”等。事件概念与理论概念的关系,是后者包容前者,它们的内容构成都是有史有论,前者以史为主,后者以论为主。
理论概念在历史教学中具有极其重要的意义,只有掌握了理论概念,才算把握了历史现象的本质,才能在此基础上总结和掌握基本规律,从而在整体上把握历史学科的基本结构。
二、历史学科概念教学的现状分析
第一,对史实概念缺乏理论分析。教师在讲课中一般都能注意涉及史实概念,并能向学生提出掌握史实概念的要求,如要求学生在概括中注意时间、地点、背景、过程、性质、影响几大要素的完备、准确。但对几大要素之间的内在必然联系,则缺乏理论上的分析。由此造成一种现象,即从表面看,学生对某一史实概念几大具体要素的掌握毫无问题,而把这一概念作为整体来看,在学生的头脑里仍然是不清晰的。
第二,理论概念教学在历史课堂教学中极其薄弱。教师在向学生提出掌握概念要求时,一般都只落实到史实概念,很少提出掌握理论概念的具体要求;很少对学生掌握理论概念的情况进行个案分析;也很少要求学生运用理论概念来判定新的历史材料。
第三,目前反映历史教学要求的国家文件,如教学大纲、会考说明、高考说明等,主要从史的角度列出学生应掌握的教学内容,很少列出理论概念掌握的要求。即使在教学目标中有所涉及,其对历史概念的要求和对运用史论抽象概括能力的要求,也大多是宏观的,缺乏具体的、详细的条目,这不能不是历史学科的基本概念教学,主要是其中的理论概念教学盲目的重要原因之一。
四、加强概念教学的建议
(1)、根据各年级学生思维的特点,确定各年级掌握的基本概念(史实概念、理论概念),并提出不同要求。高中学生的抽象能力渐趋形成,并不断提高,应该要求学生自己概括理论概念,并运用理论概念及其相关的基本规律(原理)去理解、分析新的历史材料,并作出评价。如运用“资产阶级革命”这一理论概念来评价英国资产阶级革命中的具体史实,这在1997年、1998年高考历史试题中均有所体现。
(2)研究不同层次的史实概念、理论概念的特点及其教学方法。如一般史实概念的概括要求简明、全面;理论概念是在基本史实和史实概念基础上的深化和升华,要注意归纳、总结、分析、评价。
关键词：高中历史教学概念教学基础知识
历史概念是历史学科的根基，是历史学科存在和发展的基本要素，按照历史知识的抽象概括程度，我们可以将历史知识分为基本史实、基本概念和基本规律三个层次。历史学科作为一门人文学科，与自然学科相比，很多学生对于历史概念往往缺乏足够重视，甚至很多教师对历史概念教学也没有科学的认识。事实上，与自然科学的概念一样，历史概念教学也至关重要。
一、历史概念的分类
从史与论的角度，我们可以将历史概念大致划分为两种概念，一类是史实概念，一类是理论概念。所谓史实概念是指对具体的历史事件或者历史现象进行的概括和评价，例如，我们对“九一八事变”进行史实概括的时候，主要包括历史背景、爆发的时间、爆发的地点、爆发的过程及对该事件的评价，其中，“九一八事变”就属于事件概念，而“九一八事变”涉及的时间、地点、过程、评价就属于人物概念；另一类理论概念则是对同类事件概念的共同特征进行的进一步概括，例如，封建主义、专制集权、社会主义初级阶段等。把史实概念和理论概念放在一起进行比较，其实是后者包括前者的关系，即理论概念是建立在史实概念基础之上的概念。在概念教学中，主要研究的就是史实概念之上的理论概念。理论概念在历史教学中具有非常重要的意义，只有我们充分把握了理论概念，才能认清历史现象的本质，才能在此基础上总结和掌握相关的历史规律，从而真正掌握历史学科知识。
二、实施概念教学的具体策略
（一）指导学生掌握历史概念的内涵和外延
所谓历史概念的内涵是概念中所概括的历史事物的本质特征和基本内容，历史概念的内涵一般分为两个部分，一个是背景，另一个是后果。而背景又可以具体归纳为事件发生的原因、目的、条件或者事物发生时的政治、经济、文化状况，而后果则主要指历史事件的作用、影响、性质等。例如，说起“冷战”这个概念，其内涵是指以美苏为首的两大阵营之间发生的除武装战争手段之外的敌对行动。为了更好地把握内容，我们要对冷战背景进行分析，背景就是二战结束以后美苏两国在利益方面发生冲突，而没有直接开战的原因是双方实力相当，开战会造成两败俱伤的后果，因此，两个国家就采取了冷战方式。而后果则是苏联的解体。至于概念的外延则反映了历史事件的具体范围，包括相关的时间、地点、任务、经过、结果等，通过对外延的分析，可以更加全面地掌握相关的概念，有助于区分一些具有相似性的概念，例如，很多学生会将“封建君主专制制度”同“封建制度”画等号，这种概念上的混淆就属于外延方面的错误。“封建制度”的外延比“封建君主专制制度”的外延要大得多，“封建制度”包含“封建君主专制制度”，通过对外延的分析，就可以很轻松地将两个概念区分开来。
（二）注意由史实概念向理论概念过度
史实概念是理论概念的基础，相比较而言，理论概念更加抽象。在进行概念教学的过程中，如果教师能够从较为直观的史实概念入手进行讲解，然后一步步地进行深化推理，使之形成理论概念，这样的概念讲授更容易为学生理解和接受。例如，在说到“资产阶级革命家”这个概念时，教师就可以从一些被称为资产阶级革命家的具体人物入手进行分析，然后从大量的具体实例中归纳出共性，最终使学生理解了资产阶级革命家的概念。
（三）利用对比的方式进一步分析历史概念
在历史学习中，对比法是其中一个很常见的学习方式，而在历史概念教学中，利用对比的方式将一些具有相关性的概念放在一起进行比较对照，不仅可以避免概念的混淆，还可以帮助学生分析其中的异同点，从而更加准确地理解相关概念。例如，在说到美国的“总统共和制”和英国的“君主立宪制”这两个概念时，我们就可以将二者放在一起进行对比，从国家元首的权限、产生方式、任期时间、元首与国会、议会的关系这样几个方面入手进行对比，这样在比较中，学生不仅能准确区分总统共和制和君主立宪制这两个概念，还能对其内涵产生更加深刻的认识和理解。
（四）利用习题巩固概念
在学习历史概念的时候，光说不练很难真正地掌握概念、学好概念，因此，教师在实施概念教学的时候，要注意利用一些习题进行概念的巩固，通过习题可以发现概念讲解中没有发现的问题，能够帮助学生排除错误观念，更加准确地认识和理解概念。如：发生在17世纪的英国革命是一次资产阶级性质的革命，现在有四个选项，要求选出最能够说明这一性质的选项。选项一：用武装斗争的方式击败了王军；选项二：处死了国王；选项三：英国宣布为共和国；选项四：没收了王室的土地，废除了地主对国王的义务。以上这四个选项乍一看都与题目有关，但究竟哪一个最能反映出英国革命的性质呢？事实上，这个题目考查的就是学生对“资产阶级革命”这一概念的理解。资产阶级革命的目的是摧毁封建生产关系，建立资本主义生产关系，而封建生产关系的根基是封建土地所有制，因此，以上能够反映破坏了封建土地所有制的选项四就是本题的正确答案。至于其他三个选项仅仅是革命的方式、手段等，并不能说明其本质。通过这个习题，学生就对“资产阶级革命”的概念有了更加深刻而具体的认识。
概念教学是实施历史教学活动的第一步，概念教学效果的好坏直接影响历史教学活动整体质量和有效性的高低，因此，概念教学是历史教学活动的重要组成部分。历史教师一定要把握概念教学技巧，努力开展科学有效的概念教学，让学生在扎实基本概念的基础上学好历史这门学科。
参考文献：
[1]王春兰.浅谈高中历史概念教学[J].课堂内外·教师版，2012（12）.
概念是物理思维的细胞,从逻辑学的角度来说,物理学就是在实验的基础上,由物理概念组成的判断和推理的逻辑体系.由此可见,物理学中最重要的是物理概念,如果把物理定律比作构成宏伟、壮丽的物理学大厦的支柱,那么物理概念便是构成物理学大厦的砖瓦基石.所以说:物理概念不仅是物理基础知识的一个重要组成部分,也是构成物理规律和公式的理论基础.必然地物理概念的教学就成为物理知识教学的最基本最重要的内容之一.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.物理概念教学的效果如何,直接关系到学生对于物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识网络的构建与拓展,可以说学好物理概念是学好物理的关键.物理概念教学是培养能力,开发智力的重要途径.
学生学习物理概念的过程,实质上是一个十分复杂的认识过程.在这个过程中,学生在教师的指导下,自觉地完成对物理概念的理解与掌握,并形成正确科学的物理概念,这就需要学生对物理现象进行大量的观察、实验获取必要的感性材料;要运用科学的方法对物理现象进行科学思维(分析与比较、综合、抽象与概括等),把新的物理概念与已有的物理概念进行联系与比较,通过同化与顺应来认识和理解刚建立的物理概念.在物理概念的建立的过程中,还要用到数学方法来表述物理概念.形成了初步的物理概念以后还要经过积极应用来巩固所学的物理概念.
有学者认为教育理论有三个层面:一个是宏观层面,它是教学理念;另一个是中观(介观)层面,它是教学方法;再一个是微观层面,它是认知教学心理学.
认知心理学与教育学的结合,不仅使认知心理学找到了最重要的研究领域,也使认知心理学产生了更加接近教学实际的一次分化——认知教学心理学.认知教学心理学理论强调学习中三个相互关联的方面:第一,学习是一个知识建构的过程,而不仅仅是知识的记录或吸收;第二,学习依赖于知识,学生必须运用已有知识来建构新知识;第三,学习与产生学习的情境具有高度一致性.日趋成熟的认知教学心理学不仅为我们洞察知识和能力的本质提供了理论及方法论框架,也为我们处置教学问题,造就人的各种胜任能力,提供了更为可靠的技术基础.学习效果好的应源于,科学的认知策略、良好的智慧品质、优化的思维方法、良好的心理素质.所谓的学习方法就是从以上四个方面出发,寻出的通向良好学习效果的对学习对象的操作方式.所以说物理概念教学可以改变学生的智力,从而提高学生的认知能力.
事实上,任何一个物理概念的形成都经历了一个动态的、历史的阶段,都有一个从感性到理性、从低级到高级、从粗糙到严格的产生、发展和演变的过程.讲物理概念,应从历史发展过程来讲,讲怎样反复纠正错误的概念,现在的概念是什么,使学生懂得所学的东西、将来是要有发展的,不是死的.这样就把概念讲活了.否则,学生就以为物理概念是天经地义的、绝对不能破坏的,从而形成一种僵化的思想.事实不是这样,物理学永远是在不断前进、不断发展的.
2概念教学的程序
概念属于智慧技能,也属于程序性知识,物理概念的学习在整个物理学习中处于核心地位.
概念学习的过程进行分析:表象—概括—定义—再认识—系统化.
物理概念的教学过程是一个学生的能力不断发展的过程.在这个过程中,学生的心理因素起着积极的作用,也发展了学生的非智力因素.如果我们的教学中能根据物理概念的特点,以及学生的认知能力,运用认知心理学理论设计概念教学过程,必将有利于学生对概念的习得.根据现代认知理论,知识的习得可分为三个阶段:知识的领会、知识的巩固、知识的应用.结合物理概念的特点,其教学的过程也可分为三个阶段:概念的领会、概念的理解和概念的应用.学生的积极性,才能提高概念的教学水平掌握基本物理概念的过程,包括感知、理解、运用三个相互联系的阶段.
2.1感知阶段
感知是感觉和知觉的总称.感觉是人脑对于直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映;知觉是把头脑中的各种感觉按事物的联系和关系,综合成为一个较为完整的映象,是人脑对直接作用于感觉器物理概念的教学过程是一个学生的能力不断发展的过程.在这个过程中,学生的心理因素起着积极的作用,也发展了学生的非智力因素.
感知方式有两种:直接感知与间接感知.
直接感知是通过观察、实验、参观、生产劳动等活动,让学生直接接触学习对象,对有关物理和现象有一个明晰的印象,形成观念.
间接感知是通过教师形象化的语言描绘,或利用各种形象化的直观、教具,使学生对有关事物和现象有一个明晰的印象,形成观念.
在物理教学实践中,两种感知方式应当相互配合使用,互为补充,使学生获得大量感性材料,形成表象、观念.
2.2理解阶段教学
理解是对事物的本质属性和内在联系的认识过程.它是指在大量感知的基础上,通过分析、比较、综合、概括、想象等思维活动,对事物的认识不断深化,能够突出事物的重要的、本质的特征,能够区分相似的事物,能够比较确切地得出概括性的结论.这属于抽象思维阶段.
2.3运用阶段教学
从教学目的讲,第一,加深对物理概念的理解;第二是解决物理问题形成的技能与技巧,发展学生的解决物理问题的能力.
首先,要让学生理解物理情景,把握、分析物理问题的意图,对物理问题进行抽象与类化,从而使学生形成一个清晰的物理表象,寻找物理量,运用物理规律建立物理模型.
其次,运用数学进行解题,然后验证.
总之运用是由认知到行动的过程.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经.
运用一般分为两个阶段:一是初步运用阶段,主要是培养学生运用概念的方法和准确性;二是熟练运用阶段,主要是培养学生运用概念的速度和效率,同样,也达到巩固、深化、活化概念的作用.
综合上应当指出:以上三个阶段之间的联系是非常密切的,是相互依赖的、相互作用的.
3概念教学的注意事项
(1)物理概念是物理学的基石,是学生正确认识物理世界的基础,也是科学素养的重要组成部分.如何使学生在原有认识的基础上形成正确的物理概念,是中学物理教学的核心问题.思维的起点在哪里?思维的起点正是对物理概念的深刻理解.因为,概念是思维内容的基本单位,物理概念是揭示研究对象具有的物理属性的一种思维形式.
(2)许多概念是以一定的物理概念为基础建立起来的.而这一概念又是其他概念的基础.这样可以说物理学大厦就是由一个概念建立在另一概念的基础上的概念建筑.如果某一概念掌握不好,势必影响后一概念的学习.因此在概念的学习中注意复习原来的有关概念.为新概念的学习打好基础.按照心理学的观点,学生的学习需要两方面的准备,一是一定的知识储备;二是学生的心理机能发展到一定的阶段.(不能超前学习和讲完)
(3)在物理概念教学过程中,应因概念的不同,而有所不同.我们只有把握不同概念的特点,选用不同的适用于该概念的教学方法,才能最大限度地让学生充分理解概念的内涵,把握概念的实质,为灵活运用概念打下坚实的基础.不是简单地将概念灌输给学生,而是引导学生积极探索,使学生在探索过程中形成概念、掌握概念,发展学生的多种能力.同时,也能有效地提高物理教学质量.比如:根据效果相同来命名的物理概念:合力与分力,运动与分运动,平均速度,重心,热功当量,总电阻与分电阻,交流电的平均值、有效值,等效电路,等效电流,等效电源都是根据等效概念引入的.多种背景下的等效方法:等效力、等效运动、等效场、等效条件、等效模型、等效物理量、等效电源、等效电阻.
概念是物理思维的细胞，从逻辑学的角度来说，物理学就是在实验的基础上，由物理概念组成的判断和推理的逻辑体系.由此可见，物理学中最重要的是物理概念，如果把物理定律比作构成宏伟、壮丽的物理学大厦的支柱，那么物理概念便是构成物理学大厦的砖瓦基石.所以说：物理概念不仅是物理基础知识的一个重要组成部分，也是构成物理规律和公式的理论基础.必然地物理概念的教学就成为物理知识教学的最基本最重要的内容之一.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.物理概念教学的效果如何，直接关系到学生对于物理知识的认知程度，进而影响到学生整体知识网络的构建与拓展，可以说学好物理概念是学好物理的关键.物理概念教学是培养能力，开发智力的重要途径.
学生学习物理概念的过程，实质上是一个十分复杂的认识过程.在这个过程中，学生在教师的指导下，自觉地完成对物理概念的理解与掌握，并形成正确科学的物理概念，这就需要学生对物理现象进行大量的观察、实验获取必要的感性材料；要运用科学的方法对物理现象进行科学思维（分析与比较、综合、抽象与概括等），把新的物理概念与已有的物理概念进行联系与比较，通过同化与顺应来认识和理解刚建立的物理概念.在物理概念的建立的过程中，还要用到数学方法来表述物理概念.形成了初步的物理概念以后还要经过积极应用来巩固所学的物理概念.
有学者认为教育理论有三个层面：一个是宏观层面，它是教学理念；另一个是中观（介观）层面，它是教学方法；再一个是微观层面，它是认知教学心理学.
认知心理学与教育学的结合，不仅使认知心理学找到了最重要的研究领域，也使认知心理学产生了更加接近教学实际的一次分化——认知教学心理学.认知教学心理学理论强调学习中三个相互关联的方面：第一，学习是一个知识建构的过程，而不仅仅是知识的记录或吸收；第二，学习依赖于知识，学生必须运用已有知识来建构新知识；第三，学习与产生学习的情境具有高度一致性.日趋成熟的认知教学心理学不仅为我们洞察知识和能力的本质提供了理论及方法论框架，也为我们处置教学问题，造就人的各种胜任能力，提供了更为可靠的技术基础.学习效果好的应源于，科学的认知策略、良好的智慧品质、优化的思维方法、良好的心理素质.所谓的学习方法就是从以上四个方面出发，寻出的通向良好学习效果的对学习对象的操作方式.所以说物理概念教学可以改变学生的智力，从而提高学生的认知能力.
事实上，任何一个物理概念的形成都经历了一个动态的、历史的阶段，都有一个从感性到理性、从低级到高级、从粗糙到严格的产生、发展和演变的过程.讲物理概念，应从历史发展过程来讲，讲怎样反复纠正错误的概念，现在的概念是什么，使学生懂得所学的东西、将来是要有发展的，不是死的.这样就把概念讲活了.否则，学生就以为物理概念是天经地义的、绝对不能破坏的，从而形成一种僵化的思想.事实不是这样，物理学永远是在不断前进、不断发展的.
2概念教学的程序
概念属于智慧技能，也属于程序性知识，物理概念的学习在整个物理学习中处于核心地位.
概念学习的过程进行分析：表象—概括—定义—再认识—系统化.
物理概念的教学过程是一个学生的能力不断发展的过程.在这个过程中，学生的心理因素起着积极的作用，也发展了学生的非智力因素.如果我们的教学中能根据物理概念的特点，以及学生的认知能力，运用认知心理学理论设计概念教学过程，必将有利于学生对概念的习得.根据现代认知理论，知识的习得可分为三个阶段：知识的领会、知识的巩固、知识的应用.结合物理概念的特点，其教学的过程也可分为三个阶段：概念的领会、概念的理解和概念的应用.学生的积极性，才能提高概念的教学水平掌握基本物理概念的过程，包括感知、理解、运用三个相互联系的阶段.
2.1感知阶段
感知是感觉和知觉的总称.感觉是人脑对于直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映；知觉是把头脑中的各种感觉按事物的联系和关系，综合成为一个较为完整的映象，是人脑对直接作用于感觉器物理概念的教学过程是一个学生的能力不断发展的过程.在这个过程中，学生的心理因素起着积极的作用，也发展了学生的非智力因素.
感知方式有两种：直接感知与间接感知.
直接感知是通过观察、实验、参观、生产劳动等活动，让学生直接接触学习对象，对有关物理和现象有一个明晰的印象，形成观念.
间接感知是通过教师形象化的语言描绘，或利用各种形象化的直观、教具，使学生对有关事物和现象有一个明晰的印象，形成观念.
在物理教学实践中，两种感知方式应当相互配合使用，互为补充，使学生获得大量感性材料，形成表象、观念.
2.2理解阶段教学
理解是对事物的本质属性和内在联系的认识过程.它是指在大量感知的基础上，通过分析、比较、综合、概括、想象等思维活动，对事物的认识不断深化，能够突出事物的重要的、本质的特征，能够区分相似的事物，能够比较确切地得出概括性的结论.这属于抽象思维阶段.
2.3运用阶段教学
从教学目的讲，第一，加深对物理概念的理解；第二是解决物理问题形成的技能与技巧，发展学生的解决物理问题的能力.
首先，要让学生理解物理情景，把握、分析物理问题的意图，对物理问题进行抽象与类化，从而使学生形成一个清晰的物理表象，寻找物理量，运用物理规律建立物理模型.
其次，运用数学进行解题，然后验证.
总之运用是由认知到行动的过程.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经.
运用一般分为两个阶段：一是初步运用阶段，主要是培养学生运用概念的方法和准确性；二是熟练运用阶段，主要是培养学生运用概念的速度和效率，同样，也达到巩固、深化、活化概念的作用.
综合上应当指出：以上三个阶段之间的联系是非常密切的，是相互依赖的、相互作用的.
3概念教学的注意事项
（1）物理概念是物理学的基石，是学生正确认识物理世界的基础，也是科学素养的重要组成部分.如何使学生在原有认识的基础上形成正确的物理概念，是中学物理教学的核心问题.思维的起点在哪里？思维的起点正是对物理概念的深刻理解.因为，概念是思维内容的基本单位，物理概念是揭示研究对象具有的物理属性的一种思维形式.
（2）许多概念是以一定的物理概念为基础建立起来的.而这一概念又是其他概念的基础.这样可以说物理学大厦就是由一个概念建立在另一概念的基础上的概念建筑.如果某一概念掌握不好，势必影响后一概念的学习.因此在概念的学习中注意复习原来的有关概念.为新概念的学习打好基础.按照心理学的观点，学生的学习需要两方面的准备，一是一定的知识储备；二是学生的心理机能发展到一定的阶段.（不能超前学习和讲完）
（3）在物理概念教学过程中，应因概念的不同，而有所不同.我们只有把握不同概念的特点，选用不同的适用于该概念的教学方法，才能最大限度地让学生充分理解概念的内涵，把握概念的实质，为灵活运用概念打下坚实的基础.不是简单地将概念灌输给学生，而是引导学生积极探索，使学生在探索过程中形成概念、掌握概念，发展学生的多种能力.同时，也能有效地提高物理教学质量.比如：根据效果相同来命名的物理概念：合力与分力，运动与分运动，平均速度，重心，热功当量，总电阻与分电阻，交流电的平均值、有效值，等效电路，等效电流，等效电源都是根据等效概念引入的.多种背景下的等效方法：等效力、等效运动、等效场、等效条件、等效模型、等效物理量、等效电源、等效电阻.
近期教育界提出“以学为中心”的教育思想，其主要倡导我们的课堂要从老师教为主，变成学生学为主。任何一个数学教育中的理论或模型都应致力于对“学生是如何学习数学的”及“什么样的教学计划可以帮助这种学习”的理解，而不仅仅是陈述一些事实。在数学教学过程中，学生对概念的掌握尤为重要，这直接影响到学生对本章知识的学习。概念的掌握需要学生通过亲身体验、感受概念的直观背景和概念之间的关系，通过对操作活动的理解概括，学生如果是这样获得概念，那么教学中就可事半功倍。
基于对概念教学的考虑，1991年美国数学家、教育家杜宾斯基等人提出一种建构主义学说――apoS理论。它将数学概念的获得分为“活动――过程――对象――图式”四个阶段。他们认为数学概念的获得有两种主要方式：概念形成和概念同化。概念形成要求学生由具体事实概括出新概念，利用学生在实际经验中大量的生动具体事例，以归纳的方式概括出一类事物的本质属性，初步形成一个新概念。而概念同化则直接向学生展示定义，即利用原有认知结构中有关知识理解新概念，比较强调数学知识间的逻辑结构，这是一种接受学习，是中学生学习数学概念的主要方式。apoS理论反映了学生学习数学概念的思维过程，正所谓“知己知彼，百战不殆”，知道学生是如何学习概念，我们就可以把课堂按学生的学习过程进行设计。在课堂上，学生利用已有的知识经验，通过我们安排的学习环节，理解数学概念。这就是我们现阶段提倡的“以生为主体”“以学为中心”，根据学生的学习过程来设计课堂。
二、apoS理论的应用
人教版数学课本中二次根式是在平方根与算术平方根的基础上学习的，二次根式的掌握影响下一章勾股定理的学习。二次根式概念属于概念同化，因为它是在学生已有的算术平方根的概念基础上进行学习的。因此在学习过程中，算术平方根与二次方根的联系与区别是本章学生掌握的重点和难点。如何突破这个重点和难点，在实际教学中，我根据apoS理论的四个阶段，把二次根式概念的教学也分成了四个阶段，以此来帮助学生理解概念。
第一阶段（action）：作为“活动”的二次根式运算。在这个阶段中，意味着求a的算术平方根，而a只能是非负数。实际教学中可先让学生回顾平方根与算术平方根的概念以及它们的计算方法，再让学生完成以下相应练习。
计算：（1）=_______；（2）=_______；（3）=________；（4）=_________；（5）=________；（6）=________。
最后给出二次根式的定义：“形如（a≥0）的式子叫作二次根式”。这样使学生明确二次根式的本质就是算术平方根。在此基础上，学生只要已经掌握算术平方根的运算，就可以进行二次根式的计算，且容易理解为什么被开方数与根式结果都是非负数。但对于二次根式与算术平方根的区别，还需要进一步的引导。
第二阶段（process）：作为“程序”的二次根式运算。经过多次重复的“活动”以及基于活动的反思，学习者逐渐把“活动”内化为一个“程序”。在这一阶段学习者不必具体实施就可以“想象”出“活动”结果，通过对“活动”进行思考，经历思维的内化、压缩过程，在头脑中进行描述和反思，抽象出概念所特有的性质，使学生对数学概念也有一个新的认识，从而改变对数学学科的看法。教学中，我们可以用一些二次根式的是否有意义及其结果的非负性等练习，让学生体会到它是代数式，达到让学生熟悉掌握概念。
判断题（对的打“√”，错的打“×”）。
（1）2=-（）；
（2）=-（）；
（3）-2=-（）；
（4）22=2×=1（）。
在第一阶段的活动中，学生已经明确了二次根式的双重非负性。因此在解上题时，学生抽象出二次根式的性质，不再局限于计算。
第三阶段（object）：作为“对象”的二次根式。符号表示a的算术平方根也可看作是一个式子。通过前两个阶段的学习，学生开始接受二次根式这一概念，并把它看作是一个式子，只是在计算时使用算术平方根的定义。在这一阶段，我们可将二次根式的被开方数换成字母。
（1）当x是多少时，+x2在实数范围内有意义？
（2）使式子有意义的未知数x有（）个。
a.0B.1C.2D.无数
（3）若是一个正整数，则正整数m的最小值是________。
字母更具有代表性和一般性，将被开方数转换为与字母相关的代数式，学生开始体会二次根式作为式的存在，并且在前期计算的基础上，根据被开方数的意义，学生容易理解相关字母的取值，亩解决二次根式定义的概念教学。
第四阶段（Scheme）：作为“图式结构”的二次根式，它与整式、分式相同，都是用基本运算符号把数或表示数的字母连接起来的式子，这些式子统称为代数式。既然是代数式，它就会有自身的特点，利用这种特点就可以解决相应的问题。
（1）若+有意义，则=_____。
（2）已知a、b为实数，且+2=b+4，求a、b的值。
（3）已知+=0，求x、y的值。
这类题就需要学生充分掌握二次根式的特点，同时也是检验学生是否达到要求的标准。
三、理论应用的反思
虽然apoS理论反映了学生学习概念的思维过程，但按这样的过程进行教学时，由于各种因素的影响，有时可能使教学达不到预期效果。
1.课堂不能兼顾每个学生的概念理解
由于每个学生的知识基础不一样，所拥有的经验也不同，这使得他们在理解概念的过程中会产生差异。大部分学生都能达到第四阶段的要求，但有部分学生只能达到第三阶段的要求，甚至可能是第一或第二阶段的要求。这是因为该理论只考虑到学生学习概念的过程，而没有考虑到学生的学习能力差异。
2.是否所有的数学概念都适用apoS理论
有些数学概念学生之前没有任何了解，也没有任何知识基础，如人教版初中数学中方差是为了表示数据的稳定情况，学生之前没有相关的数学知识，这个概念是为了统计的需要而定义的。其实人教版的教学要求也只是让学生能了解方差并能计算，不需要进一步理解。有些概念学生在生活中已经有深刻的接触，数学中只是给它们一个定义，如全等图形是生活中最常见的，轴对称图形是很多建筑中经常使用的，数学中只是给它们一个名称。
3.学生对数学概念的理解是否都要达到“图式结构”的要求
有些概念本身比较抽象，对初中生来说，理解比较困难，且《初中数学课程标准》中对它们的要求也只是了解。如函数是表示变量之间的数量关系，当其中一个变量取任何一个值时，另一个变量都有唯一的一个值与之相对应，这时称另一个变量为其中一个变量的函数。假如另一个变量有两个或以上的值与之相对应，则它就不是其中一个变量的函数。学生要理解这种数量关系，已经比较困难，如果还要达到“图式结构”的要求，这就超越学生的认知水平了。
apoS理论真实地反映了学习数学概念的思维过程，它不仅指出学生的概念学习是建构的过程，还指明了建构的层次；既强调了概念形成对过程的体验，还强调了概念建构的最终结果――在脑海里建立综合的心理图式；既重视学生的概念学习的特点，又关注了概念之间的逻辑体系。apoS理论解释了数学概念学习的本质，是具有数学学科特色的学习理论，事实上，apoS理论指导下的数学概念的学习，本质上更强调学生的思维能力的培养和锻炼。
参考文献：
1.顾伶沅.数学学习的心理基础与过程.福建教育，2009，（7）：23-25.
[关键词]理论力学物理概念差别与联系
[中图分类号]G642[文献标识码]a[文章编号]1009-5349（2013）05-0235-01
引言
理论力学是一门技术基础课程，工程专业中许多课程均以理论力学课程为基础，是连接公共基础课与专业课程的关键。如何不断提高理论力学的教学效果这一课题，一直是我们关注的重点。本文结合教改实践，主要围绕课程教学中出现的两个方面的问题，提出了我们的思考。
一、概念引导学科思维方式的建立
没有物理概念的数学没有任何意义，在理论力学的教学中应该更加侧重力学概念的建立、理解与贯通，而不是强调数学解析的重要。力学（这里主要指经典力学）是自然科学中精确化最早的科学，它最早与数学紧密结合，也对数学提出了诸如运动稳定性以及各种复杂问题的描述及其求解方法等。但力学毕竟不是数学，而是通常所说的七大基础学科（数、力、理、化、天、地、生）之一，它有自己独特的研究领域和研究视角。
理论力学研究物体机械运动的一般规律。在多种多样的运动形式中，机械运动是人们日常经验中最普遍、最简单的一种运动，其他任何较为复杂、高级的物质运动形式都必然与最基本的机械运动存在联系。所以，理论力学的基本概念及研究方法也是其他自然科学领域的基础，理论力学的研究方法概括地说，可分为三个步骤：1.观察事物并进行科学实验和实践，通过综合分析、归纳抽象，建立力学模型，总结出最基本的概念和规律；2.从概念和规律出发，利用数学推理演绎，在结果中寻求具有实际物理意义的结论和定理，构成理论；3.回到实践中验证理论的正确性，并在更高水平上指导实践，获得新概念与规律。很明显，概念是理论力学建立的基础，只有理解了基本概念才能初步建立起这门学科的思维方式。
相对强调基本概念将更有助于理解。对于理论力学中的概念要能够全面理解，对于课程中比较难懂的定理和定律，要能够首先从其中包涵的概念含义去理解。如分析质点系相对于质心的动量矩时，可先从刚体运动的分解谈起，将刚体运动分解为随质心的平动与绕质心的转动，平动部分对质心无动量矩，就剩下了转动部分。这样讲既直观，容易理解，又便于进一步深入。又如分析质心运动定理与动量定理，从数学表达式上看没有差别，只是在理论力学范畴中同一定理的不同表现形式，但要着重在物理概念上强调出其应用上的特色及局限性。质心运动定理最适合质心易定系统，如刚体系统；动量定理更适用于质心不易定系统，如流体、变质量体等。
二、差别中寻求紧密联系
课堂所讲内容差别越大，而寻找的联系越紧密，或者说如果越能用一个统一的道理将尽可能多的问题讲清楚，那么课堂的信息量就会越大。在学习中，如果越能在看似差别很大的问题中找到内在的关联与统一，学生就会越激动，学习的主动性就会越强。
这种内容在理论力学中广泛存在。比如，质点系对定点的动量矩，这里就可以与静力学中力系对不同简化中心的主矩关系式联系对比，让学生体会两种不同现象在概念上的相似性。又如，在刚体平动与转动中各物理量的对比也有助于建立联系，如下表：
在讲课中贯穿主线，会更有利于加强联系。在运动学中描述点的运动学有矢量法、直角坐标法、自然法、极坐标法等，可拉一条主线均从定位，运动方程，速度、加速度，轨迹这四个方面来描述，差别中自有连贯性。再如，讲到点的合成运动时，一般书中都会有绝对轨迹、相对轨迹，进而提出相对应的速度与加速度，其实完全可以再强调一下“牵连轨迹”，不同瞬时有不同的牵连点，每个牵连点有各自的轨迹，这样在引入牵连速度与牵连加速度进行分析时，就会使学生产生一种“在什么树上结什么果”的很自然的感觉。又如，在动力学部分的教学中通篇贯穿其基本线索：物体机械运动状态该变量与力对物体机械作用量之间的关系，将非常有助于学生在更高的水平上融会贯通。
在课堂上就事论事、同义反复就相当于是在说废话，其实没有信息量可言，内容庞杂、差别很大但缺少必要紧密联系，同样缺乏有效信息量，学生就会不耐烦。在课堂教学中抓住差别与联系具有非常现实的重要意义。
三、结论与展望
新课改下理论力学教学方法的研究必要而艰巨，本文强调了教学中物理概念、差别与联系方面的重要性，当然还必然有很多其他需要注意的方面，比如对一题多解的运用，课堂多媒体的有效运用等，都是我们的探索方向。
【参考文献】
[1]武际可.力学史[m].北京大学出版社，2005.
[2]李德昌.信息人教育[m].科学出版社，2012.
摘要:
物理概念作为物理学知识体系的支柱，对其理解和掌握的程度直接影响到教学质量。对物理概念教学的实施原则和方式进行了探讨:实施要求在知识传授过程中不仅仅停留在概念本身，更需要从物理概念的需求背景、本质内涵和外延、适用范围、缺陷和改进等诸多方面进行讲解，使学生形成一个完整清晰的物理图像。实施方式要求创造好的学习环境来激发学生的兴趣以及调动学生的主观能动性和创造力。通过有效启发学生的思考，并使其受到科学精神的感染，达到有效理解和掌握物理概念的目的。
关键词:
物理学概念;科学素质;科学精神;教学方法;教学效果
物理学是研究宇宙中存在的各种基本物质结构及其运动和相互作用规律的学科，是人类认识自然和改造自然的工具。大学开设的物理基础课，可培养学生的科学素质和品质，也为后续专业课程学习奠定基础［1］。物理基本概念用于概括、归纳、表述事物变化的基本规律，是学科基础，对其深入学习可培养学生物理学的研究方法和思维［2］。
1物理概念教学的意义
大学物理通过向学生传授基础物理知识，培养学生基本的物理思维能力、科学品质以及物理学研究方法［3］。物理学概念(包括原理、定理、定律)是针对学科发展需要，在实验和理论基础上，通过反复的概括、抽象和归纳得到的，体现了学科的思维和发展方向，相应的学习和掌握至关重要［2］。
1．1培养解决和分析问题的能力
物理概念是物理学发展的支柱，任何一门物理学分支的发展都离不开特有物理概念的引入。如力学的发展，离不开力、力矩、动量、能量等基本物理概念的支撑。为了描述阻止物体的力，引入摩擦力，根据物体运动方式不同，又分为滚动和滑动摩擦力;为了研究物体的形变特性，引入了压力、剪切力等概念［4］。
1．2培养物理学的辩证和统一研究思维
有些物理概念是矛盾的结合体，如光的本质，即“波粒二象性”，对其认识一波三折。最早笛卡尔、牛顿的微粒学说，成功解释了光的直线传播现象。波动学说起源于胡克，认为光是类似水波振动，惠更斯提出光是纵波。“牛顿环”体现了光的波动性，却以微粒和以太进行解释。随着托马斯•杨干涉、菲涅耳衍射、麦克斯韦电磁场理论研究，以及赫兹(Hertz)对光的电磁波本质实验证明，人们逐步接受了光的波动性。直到19世纪末，在光电效应研究基础上，爱因斯坦提出了光的“波粒二象性”［5］，为新学说奠定了基础，如康普顿效应，德布罗意物质波、测不准原理、薛定谔波动方程等。
1．3培养融会贯通、触类旁通能力
很多物理概念会经历提出、实验或理论证实，逐步推广和深化，甚至扩展到其他领域的过程。这说明该概念的思维反映事物本质，精确描述了对象特征。如热学里“熵”概念，最先由克劳修斯(Clausius)基于描述热机循环状态的需要而提出，后来分子运动论将其解释为不可逆热力学过程是趋向于概论增加的态变化(波耳兹曼熵)。经过多年沉淀，又被控制论、数论、概率论、生命科学、天体物理等领域引入并应用，说明其思维方式被认同［6］。教学中可以把熵作为专题进行讲解，从不同学科集中阐述物理思维。
2物理概念教学的方法
大学物理学的教学目的如下:
1)通过掌握基础物理知识，为学习后续专业知识打好基础;
2)全面了解物理学研究方法、基本概念、物理图像以及历史渊源、发展等;
3)培养和提高大学生科学素质、思想、品质、精神等，通过了解科学发展的曲折和艰辛，科学研究的合作和乐趣等，培养学生科学思维方法、求真务实的科学品格，使其初步具备科学研究能力［1，7］。下面结合物理学特点以及教育理论和实践，对物理概念教学方法进行探讨。
2．1引入物理概念背景的教育需求
介绍物理学概念背景帮助学生充分理解概念引入的意义和作用。在此基础上，设计问题引导学生进行自我思考，如:若你们在此背景下引入新概念，应该采用什么概念来描述物质特性或规律，它与现有概念相比有哪些优缺点?通过学生的深入思考和讨论，使其充分认识和理解所引物理学概念的意义和重要性。这也是启发式教学的常用方式［8］。如讲解微粒比表面时，根据背景提问:对于一个物体而言，表面原子存在大量断键而很不稳定，表现为较强活性，是不是体积越大活性越强?通过讨论发现单纯的体积特征不合理，体积越大，内部包含原子数越多。进一步提问:如何描述微粒活性，并进行相应对比?这会激发学生的兴趣，出现类似单位质量的物质表面等答案。最后，指出微观粒子的尺寸效应最为重要，引出单位体积的表面积概念，即比表面积。
2．2讲清物理概念的本质内涵和外延物理概念的发展
体现在内涵不断丰富和外延在不同领域的扩展。温度概念的发展就体现了内涵的丰富，从表征“环境的冷热程度”到“分子平均平动动能的量度”，再到“物体内部分子的无规则热运动剧烈程度”，最后推广到“粒子集居数的反转现象”，也就是“系统处于总能量高于平均能量的状态”，并提出负温度的概念。折射率的概念则体现了其外延的扩展，最初表征不同材料之间的偏折，后表征传播速度。其实光传输的速度决定于材料原子之间电场的大小，也体现了原子结合力的高低，所以所承载的外延信息很多，包括光学、原子物理以及物质结构等不同学科。一些物理学概念是联系不同领域的纽带，如阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，对其内涵的理解比单纯数值更有意义。
2．3循序渐进和系统性的教学
有些概念贯穿于整个物理学体系中，需要多学科的共同学习才能深入和系统地认识。以物理学中极其重要的“场”的概念为例，最先由法拉第(Faraday)基于电磁相互作用的超距观点提出并进行直观描述;随后麦克斯韦从数学上推导了电场和磁场强度的波动方程，深刻地阐述了电磁场能量的分布［9］;列别捷夫(Lebedev)通过对光压的观测证明了电磁场动量特性;爱因斯坦狭义相对论的创立，证明场是物质存在的一种形式，具有能量、动量和质量;量子力学体现了场的“波粒二象性”;电磁场量子理论证明光子是电磁场的基本微粒，可与正负电子对相互转化，具有实物转化性，丰富了场的物理本质和内涵［10］。“场”在电磁学、力学、相对论、量子力学等领域都有体现。教学中要从“场”的基本特性、规律和共性出发，逐步深入:最初通过力学中重力(万有引力)引入重力场强、重力势能(引力场强、引力势函数)，初步建立场的概念;电磁学或电动力学则通过电荷库仑力场引入库仑场强和库仑势，通过场矢量的通量分析和环流分析分别得到高斯定理和安培环路定理;相对论和量子力学通过波函数分析进一步加深对场的理解。
2．4引入必要的物理学史教育
物理学的发展过程是科学家为了解决自然界遇到的新问题而不断探索的过程，所提物理概念是对所描述对象的高度概括［11］。新概念的提出、完善和修正需要科学检验和论证，错误的被或修正，正确的被采用或推广，这体现了物理学思维方式。结合物理学史，对成功或失败的物理概念进行分析和对比，有助于培养学生理性思维。成功实例:原子物理中“紫外灾难”催生了普朗克(planck)的量子概念，后来爱因斯坦的光量子说，成功地解释了光电效应，开启了量子力学新篇章;描述基本粒子单元的夸克(quark)概念，被逐渐证实。失败实例:描述光传输的“以太”概念被实验否定。当前还有很多概念亟待进一步论证，波尔(Bohr)与爱因斯坦关于量子力学的著名论战就是一个很好的证明。这可以培养学生思辨的习惯、求实的精神和相互包容的优良品质。
2．5构建清晰物理图像
很多概念的提出都基于不同的研究思路和思维，需要建立完整清晰的物理图像再现其物理思维和描述意义［12］。以麦克斯韦方程组为例，它体现了电磁学基本研究思路:对电场和磁场进行曲面和曲线积分，得到相应的源。学科适用范围体现了不同思维，如电磁学规律是基于宏观的分析，量子力学是处理微观世界的规律，具有完全不同的研究思路和适用范围。以电磁波发射为例，电动力学基于LC振荡，量子力学电子跃迁。对比讲解对构建知识体系和正确应用很有益。形象化表述是构建物理图像的主要方法之一，如在光学中讲述菲尼尔圆孔衍射的光强空间分布规律时，可以采用半波带法、矢量图解法等进行分解，达到获得清晰物理图像的目的［13］。加强实验教学有助于构建物理图像，可分为重建性和探究性，通过实验再现物理知识或根据预设要求通过实验得到结果。
3教学措施和效果
为了有效开展物理概念教学，我们对教学方法进行了改革，主要涉及到:分组讨论式教学、改革考试方式、推行非标准化答案、重建基本概念、推荐内容丰富的教材和参考书、加强实验教学等。分组讨论式教学是创造机会使学生对物理概念的提出背景、必要性、可以解决的问题进行深入讨论，在争论中增强对概念本质的认识。典型问题有:物理概念需求背景、自我设想和构建、解决问题程度和预期目标、现有物理概念对比等。通过以上教学，学生在考试中对基本概念的描述正确率大大增加，平均得分率由72%提高到83%。非标准化答案旨在锻炼学生想象力和发散性思维，围绕物理概念进行问题设计，采用多种表述方式进行分析。采用撰写论文形式进行考试，要求学生通过文献查询、收集信息等方式来阐述物理概念的内涵和外延等，全面锻炼学生能力:信息查询、归纳总结以及写作表述能力等。考试成绩比重由原来的15%增加到30%，更能体现学生能力水平。随着学习不断深入，需要通过扩展物理概念的内涵或外延对新事物及其特性规律进行描述。如随着激光光强的增加，对材料的光电离会由单光子电离扩展到多光子电离，由线性光学扩展到非线性光学以及激光等离子体物理［14］。推荐内容丰富的教材和参考书也是一种很好的方式。如原子物理教学中可推荐杨福家的《原子物理学》［15］，该书图文并茂，有很多经典故事，同时设计了很多启发式问题，使用者反映良好。光学教学中可推荐冯国英、周寿桓编写的《波动光学》［16］，该书内容丰富，主要物理概念和定律后面附有matlab应用实例，有利于学生学以致用和形象化理解物理概念。另外，美国学者artHobson编写的《物理学的概念与文化素养》等，都能为物理学概念的学习提供很好的参考。
4结语
物理学概念是物理学发展和前进的基石，体现了研究过程中遇到的新问题，反映了为了解决问题提出的新思维和方法，表征了物理学发展的趋势和方向。物理学概念学习主要体现在基础知识的掌握、科学品质和精神的培养、科学素质的锻炼等方面。从教学方法上需要从构建物理图像出发，结合物理学史的引入，激发学生主动性，达到全面掌握物理概念内涵和外延的目的。具体实施方式上，可以结合考试改革、非标准化答案、推荐优秀教材等来实现。
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概念教学的理论基础篇5
概念教学的理论基础篇6
概念教学的理论基础篇7
概念教学的理论基础篇8
概念教学的理论基础篇9
概念教学的理论基础篇10