王進

物理概念是物理知識的重要組成，它既是探索物理規(guī)律的基礎(chǔ)，也是連接整個物理認知網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點，因此概念教學(xué)在高中物理教學(xué)中的重要性不言而喻.那么，實際教學(xué)中，如何有效地引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)物理概念的構(gòu)建呢？筆者以“加速度”這一概念的教學(xué)為例，來探討一下教師要從哪些方面著手，做好相關(guān)工作.

1 物理概念高效教學(xué)的基本特征

基于信息加工的觀點，筆者認為高中物理概念高效教學(xué)應(yīng)該具有以下幾個方面的基本特征：

1.1 學(xué)習(xí)程序“順”

學(xué)習(xí)有序性是保證概念學(xué)習(xí)連續(xù)性和有效性的前提，其外在體現(xiàn)表現(xiàn)為根據(jù)物理概念的具體內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生選擇科學(xué)有效的學(xué)習(xí)方法沿著認知發(fā)展的規(guī)律有序地學(xué)習(xí)，認知水平曲折上行.

1.2 學(xué)習(xí)策略“佳”

有序的學(xué)習(xí)步驟讓學(xué)好概念成為了可能，而要在“好”的基礎(chǔ)上求“快”，那么就離不開適合個體的學(xué)習(xí)策略.由于個體差異性的存在，因此學(xué)習(xí)策略不可能趨于統(tǒng)一，最“佳”的學(xué)習(xí)策略應(yīng)當(dāng)是最適合個體發(fā)展的策略.

1.3 學(xué)習(xí)質(zhì)量“高”

高質(zhì)量是高效率學(xué)習(xí)的關(guān)鍵指標(biāo)，只有質(zhì)量達到要求，學(xué)習(xí)才能算是有效的，短時間內(nèi)高質(zhì)量的學(xué)習(xí)成果越多，效率才會越高，推動認知“又好又快”可持續(xù)性發(fā)展.

1.4 學(xué)習(xí)體驗“愉”

“學(xué)而時習(xí)之不亦樂乎”，學(xué)習(xí)是快樂的事情，愉快是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的心理體驗，是“減負”的本質(zhì)所在，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中一旦充分體驗到了愉快感、滿足感和成就感，那么就會最大程度的激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)因，形成長時間對學(xué)習(xí)的興趣，有了內(nèi)因的驅(qū)動，興趣的維系，物理概念學(xué)習(xí)效率和記憶的持久度自然得到提升.

2 “加速度”概念教學(xué)案例分析

2.1 依托課標(biāo)，鉆研教材

課程標(biāo)準是高中物理教學(xué)的第一準繩，所有的教學(xué)活動必須依照它的要求來進行，物理概念的教學(xué)當(dāng)然也不例外；而教材是學(xué)生進行物理學(xué)習(xí)的主要工具，因此教師在進行教學(xué)設(shè)計之前，必須深入研究教材.具體來講，教師要基于課程標(biāo)準和教材，研究相關(guān)概念出現(xiàn)的目的，回答以下幾個問題：①這個概念為什么會被提出來？②怎樣科學(xué)地表達這一概念？③這個概念在物理知識體系中的地位和作用？回答這些問題，需要厘清以下幾點：概念建立的依據(jù)、作用、方法以及概念的內(nèi)涵、外延和應(yīng)用.

例如，在《加速度》一節(jié)講授之前，教師就需要結(jié)合課程標(biāo)準的研讀和教材的鉆研，從概念建立的科學(xué)性和目的性等角度出發(fā)，具體考慮這樣的問題：

問題1 加速度這一概念的建立有何價值？（其實這個問題答案在對應(yīng)章節(jié)的標(biāo)題就已經(jīng)可以看出，它的提出是為了描述物體速度變化的快慢）；

問題2 哪些實驗或者生活現(xiàn)象可以成為加速度概念建立的背景？（對比汽車和火車由靜止加速到100 km/h的提速快慢可成為加速度概念建立的情境）；

問題3 思考加速度在整個物理學(xué)體系中地位？（加速度是動力學(xué)體系中聯(lián)系受力和運動的橋梁，只有了解了加速度，才能切實解決動力學(xué)問題）.

2.2 創(chuàng)設(shè)情境，引入概念

概念教學(xué)的第一步就是概念的引入.所有的物理概念都是基于真實的物理事實構(gòu)建起來的，教師在進行概念引入的時候要從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，結(jié)合物理概念本身的特點，列舉具體的實例或演示恰當(dāng)?shù)膶嶒?，為學(xué)生的概念構(gòu)建醞釀?wù)J知情境.在學(xué)生通過有關(guān)實例或?qū)嶒灒@取大量直觀的感性認知之后，教師應(yīng)引導(dǎo)他們進行分析，結(jié)合現(xiàn)象的本質(zhì)，啟發(fā)學(xué)生將其感性認知逐步上升至理性的高度，達成概念的引入.

例如，“加速度”這一概念的引入，我們一方面可以從具體的生活場景入手，通過視頻播放等手段讓學(xué)生認識到對速度變化快慢進行物理表征的重要性，這些視頻資料可以包括：賽車提速、火車剎車、物體的自由落體等等；另外一方面，也要演示一些具體的實驗，比如，小車在被不同拉力拖動下發(fā)生加速，通過打點計時器打出的紙帶來記錄小車的運動，繼而讓學(xué)生通過紙帶分析物理速度變化的特點，進而透過表象，了解躲在其背后的實質(zhì)——加速度的存在.如此，則通過生活經(jīng)驗和演示實驗二者的結(jié)合，就成功引導(dǎo)學(xué)生認識到加速度的概念.

2.3 揭示本質(zhì)，把握內(nèi)涵

認識到某個物理量的存在，并不意味著學(xué)生對其已經(jīng)理解或掌握，只有發(fā)掘其本質(zhì)，才能順利地實現(xiàn)學(xué)生對概念的自我同化和順應(yīng).我們的教學(xué)實踐也一再表明，學(xué)生要徹底掌握概念就必須進行深層的理解和分析.教師在引導(dǎo)學(xué)生做好這一點時，就必須完成下面兩個方面的工作：第一，教師務(wù)必要引導(dǎo)學(xué)生對已經(jīng)獲取的感性認知進行科學(xué)化分析和處理，積極運用對比、綜合、類比、歸納、概括、推理等科學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的共性，以實現(xiàn)概念的形成；第二，教師務(wù)必要引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)閱讀教材有關(guān)概念定義的描述以及定義式的書寫，聯(lián)系有關(guān)物理實例進一步認知概念的內(nèi)涵，并將概念和相似概念進行對比和區(qū)分，認清概念的外延，幫助學(xué)生完善物理認知體系的構(gòu)建.

例如，“加速度”這一概念的形成，教師就要依托具體的物理事實，讓學(xué)生對比汽車和火車實現(xiàn)相同的速度變化量所需時間的長短，進而發(fā)現(xiàn)單位時間內(nèi)速度的改變量的差別，以此進行加速度的定義：物體速度的變化量與發(fā)生這段變化的時間的比值；其定義式為：a=[SX（]Δv[]Δt[SX）]，其單位為：米每二次方秒（即m/s2）.以上三項內(nèi)容是對加速度最為基本的認識，教師引導(dǎo)學(xué)生認清這三點后，就要開始引導(dǎo)學(xué)生對概念的本質(zhì)進行挖掘，使學(xué)生進一步理解.初學(xué)者會經(jīng)常將相似的概念攪和在一起：加速度、速度以及速度的變化量，他們經(jīng)常錯誤的認為：速度越大，則加速度必然大；速度為零，加速度必然為零；速度變化量大，則加速度一定大等等.這些錯誤都暴露了學(xué)生在概念上的混淆，也是概念理解時必然會經(jīng)歷的過程.教師要因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生對比有關(guān)概念，進而強化對加速度的理解.首先，和學(xué)生強調(diào)加速度的物理意義：加速度描述的是物體速度變化的快慢，和速度、速度變化量是不同的物理概念；其次，結(jié)合具體事例，讓學(xué)生認清加速度的本質(zhì)以及和相關(guān)物理量的差別，比如，正以400 m/s勻速飛行的飛機，其加速度等于零，處于自由落體運動初階段的物體，其速度從無到有逐漸增加的過程，必然存在速度很小的階段，但是其加速度卻一直等于9.8 m/s2，以此兩例辨析加速度與速度的差別；某物體的速度變化量為100 m/s，為此花費的時間是100 s；另一物體速度變化量為10 m/s，只花費時間2 s，請學(xué)生比較誰的加速度更大，以此區(qū)分加速度與速度變化量之間的差別.

2.4 結(jié)合實際，靈活運用

教師在引導(dǎo)學(xué)生建立概念和理解概念時，要充分結(jié)合具體的物理情境；在認識和理解達到一定程度后，教師更要讓學(xué)生將概念與實際相結(jié)合，運用概念來解決實際問題.這也正與新課改中“由生活走向物理，再從物理回歸生活”的相關(guān)理念相吻合，更何況只是通過枯燥的習(xí)題訓(xùn)練讓學(xué)生熟悉概念的有關(guān)內(nèi)涵，會束縛學(xué)生的思維，不利于學(xué)生的成長，而讓學(xué)生將概念運用于生活化的物理問題處理，則既能強化學(xué)生對物理概念的理解，還能發(fā)展其發(fā)散性思維，提升其學(xué)有所用的自豪感，更能激起他們物理學(xué)習(xí)的熱情.

例如，加速度有關(guān)概念的認知和理解之后，學(xué)生在完成相關(guān)習(xí)題的訓(xùn)練之余，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用加速度的概念對生活中的某些物理現(xiàn)象進行分析.比如，列舉這樣一個實際化的問題：交通安全專家指出，機動車的加速度超過某特定值時，會給相關(guān)人員帶來生命危險，這個加速度即為死亡加速度，一般說來其大小為500 g （g為自由落體加速度），現(xiàn)在有兩輛汽車以36 km/h的速度相向運動而發(fā)生碰撞，碰撞的時間為2×10-3 s，請問車上乘客是否會有生命危險？這樣的問題非常貼近當(dāng)前交通事故頻發(fā)的社會大背景，讓學(xué)生通過問題處理來理解概念的同時，也是對學(xué)生的一次安全教育.

物理概念的生成和演化是一步步實驗和分析的基礎(chǔ)上形成的，因此學(xué)生對概念的構(gòu)建和認知也應(yīng)該是一個發(fā)展的過程.教師在實際教學(xué)中，要切合學(xué)生認知特點，依托課標(biāo)，積極引領(lǐng)學(xué)生在真實的物理情境中進行概念的學(xué)習(xí)，為其物理認知體系的完善打下基礎(chǔ).