基于认知心理学基础上的高中物理概念课程教学设计探析

一、高中物理概念课堂教学设计的理论探讨

（一）物理概念概述
1.物理概念的定义
在物理学中，物理概念是构成物理学的基石。物理概念具有客观性、抽象性、严密性和可测性。

2.物理概念的分类
根据分类学的一般原理，对事物进行分类应先确定分类标准。物理概念可以根据不同的标准分为很多种类，本节以物理概念的来源作为分类标准对物理概念进行分类。可将物理概念分成具体概念和定义性概念，具体概念来源于学习者的日常生活，学习者在接受物理训练前就具有这样的观念，具体概念具有直观性。定义性概念是经过无数前人的总结出来的，学习者在生活中没有有关的观念，定义性概念具有抽象性。
对物理概念进行分类是为了更好的进行教学设计。因为不同的物理概念适用于不同的教学理论。通常来源于生活的具体概念适用于行为主义的教学设计理论。与多个物理概念相联系，来源于经过前人，经过复杂认知加工的定义性概念一般适用于认知主义的教学设计理论。当要求学习者通过自己的探索发现总结概念是，一般需要用到建构主义的教学设计理论。
具体概念是对物理事实的一种描述。通常不需要对其进行定义，因为它描述的是生活中很直观的物理现象。例如“熔化”就是一个具体概念，学习者在生活中积累了大量的关于“熔化”这一现象的物理事实。高中阶段也存在很多具体概念，例如“直线运动”所有运动轨迹为直线是运动都是直线运动，同样这个概念学习者也在生活中积累了很多这样的事实。定义性概念又称为抽象概念，这一类概念是对大量物理事实的抽象。定义性概念是对一个类的划分，并且定义性概念还需要与其它概念建立联系。运用定义性概念和其他概念的联系，可以为定义性概念下定义。例如“加速度”就是一个定义性概念，它是速度的变化率。这一概念将所有用于描述速度变化率的物理量划归为一类。对于这一概念的学习，学习者在生活中很难体会到这样一个概念。所以学习这类概念要以学习者的理性为基础，运用学习者的抽象思维才能理解这一类概念。

3.物理概念的重要性
物理概念是物理学重要的基石。对于任何一门科学而言，概念都是作为分析、判断、推理等思维活动的出发点。物理概念是构成物理规律的基础。物理规律揭示了物理概念和物理概念之间相互联系。如果不理解力、质量和加速度这几个概念，就不可能理解牛顿第二定律。所以在中学物理教学中首要的是要让学生掌握物理概念。

（二）物理概念教学与物理概念教学设计的关系
物理概念教学是指针对物理概念的教与学的过程，其实质是教师、学生和教学资源所组成的相互作用的系统。概念教学遵循以下原则：第一，科学性原则。对于一个物理概念，教师的表达必须准确。第二，直观性原则。物理学一观察和实验为基础。概念的获得可以运用生动的实验，或者运用板书版画、多媒体等手段使学生对物理概念产生感性的认识。第三，联系实际原则。在物理概念教学的过程中，学生在生活中已经形成了很多前概念，教师要运用这些前概念。使学生产生科学的物理概念。
教学设计是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决问题的策略、实行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。物理概念教学设计是针对学生要形成的概念，确立教学目标，建立解决问题的策略、实行解决方案、评价实行结果和对方案进行修改的过程。物理概念教学设计包含物理概念教学，物理概念教学是设计的实施环节。概念教学能否取得良好的教学效果，取决于设计是否使教学资源、教学方法、学生的认知和学生的情感等因素优化组合。通过物理概念教学设计可以促进物理概念教学的效果最优化，进而可以存进学生对物理概念的理解。

（三）认知主义教学设计理论概述
1.认知主义对概念学习的研究
与行为主义不同，认知心理学认为，在概念学习中，学习活动的产生是由认识主体与环境的相互作用决定的，而不是单纯的由环境刺激决定。所以在物理概念教学中教师应该通过设置问题情境，并引导学生与环境相互作用，最终形成学习动机。认知主义还认为，概念是在某种认知倾向的指引下， 提取相应的认知图式与环境进行相互作用，通过同化和顺应而获取的。物理概念的教学应充分认识到这一点。通过创设情境引导学生提取形成概念的图式并与情境相互作用，并帮助学生完成同化会顺应。

二、高中物理概念课堂教学设计的现状分析

（一）高中物理概念课堂教学设计的优点
1.教学理念和教学资源的不断优化
高中物理课程标准提出了“过程与方法”这一教学目标。它要求物理教师在设计概念教学的过程中要能充分运用现有资源，为学生提供图片、演示实验、分组实验。使学生像物理学家一样分析和解决问题，让学生自己发现问题，提出概念。充分调动学生的积极性和主动性，让学生在探索的过程中体会学习的乐趣。另外媒体技术的发展使得大多数的学校都具备了让学生自己探索物理概念的物质条件。所以无论从理论上，还是物质上大多数的高中都具备让学生自己探究物理概念的条件。这些条件是学生形成探索能力、创造能力和独立思考能力的保障。

2.教师教学方式的转变
随着新课程改革的不断进行，教师成为教学的引导着、合作者和组织者。教师要为学生创造探索物理概念的情境，由学生自己通过探索得出结论。教师整个教学中通过了解学生情况，制定物理概念教学设计的方案、优化组合教学资源。在实施的过程中引导学生探索、交流、总结经验。最终促进学生多种能力的全面发展。

（二）高中物理概念课堂教学设计的不足
虽然高中物理概念教学设计有了理论支撑和物质保障，但是在实际的教学中仍然存在很多问题。其表现是教师对物理概念不够重视；不重视物理实验；传统教育观念的影响。1.对物理概念重视不够在进行教学设计和实施的过程中，很多教师过于强调概念的知识本位，不重视概念的形成过程。在学生没有建立充分的感性认识是就给出物理概念，然后进行大量的强化练习，其结果必然导致学生对概念的本质认识不清。另外很多教师在实际的教学设计中只注重概念的结果，不注重概念形成过程中学生物理思想、物理方法的形成，把大量时间用于习题训练上。比方说加速度这一概念，在10设计阶段如果不考虑让学生理解速度、速度变化、速度变化快慢，那么在教学设计的实施阶段就很难使学生真正理解加速度。

三、高中物理概念课堂教学设计的案例分析............................17
（一）质点概念教学设计案例分析...................................17
（二）电势能概念教学设计案例分析.................................19
四、高中物理概念课堂教学设计的模式和策略..........................23
（一）高中物理概念课堂教学设计的模式.............................23
（二）高中物理概念课堂教学设计的策略.............................23

结 论

高中物理概念课堂教学是物理课堂教学的重要组成部分。要完成物理概念教学的三维目标，就要对物理概念教学进行设计。运用教学设计的一般理论对物理概念教学进行设计，可以使教学的各个环节变得清晰明了，使教师能够更好的驾驭课堂，更好的促进学习者发展。本文通过将心理学理论和教学设计理论相结合对电势、电势能两个概念进行教学设计。文中确定了概念教学的一般原则，分析了教学目标、教学过程、教学设计的实施和评价。运用科学的教学设计理论设计的概念课，能够充分发挥学习者的主体性、激发学习者的学习热情。促进学习者在认知和情感方面都得到良好的发展。
高中物理概念教学是高中物理教学的重要组成部分，作为物理教师要认识概念的重要性。因为只有转变学习者不科学的前概念，物理学的学习才能进行下去，才能谈及兴趣的培养、动机的激发。最终学习者才能够形成物理技能、物理思想。
进行物理概念教学的有效手段是以新课程理念为指导，运用科学的教学设计理论，将这两方面整合起来对教材和学情进行科学的分析，并据此针对教学过程设计进行设计。在实施的过程成不断完善自己的设计。长此以往教师的教学水平必将不断提高，学习者的学习能力和思维发展都会得到长足的进步。