(1. 江蘇省鹽城市鹽都區(qū)教師發(fā)展中心，江蘇 鹽城 224001；2. 江蘇省鹽城市第一中學，江蘇 鹽城 224005)

物理概念教學需首先通過實驗、視頻、實例列舉等方法提供足夠且典型的表象材料，引導學生對這些表象材料進行對比分析，從中抽取出共同的、本質(zhì)性的東西，然后用精煉的物理語言描述，建構(gòu)出物理概念，這是概念教學的前一部分程序，本文闡述的是概念教學中的其他關鍵點。

高中生在認知發(fā)展還處于具體運算階段，思維更多需要依托具體形象和表象進行，而從眾多的典型表象中逐級抽取共同的本質(zhì)屬性對學生來說并不容易。但不少物理概念從邏輯和句法構(gòu)成上具有“種”“屬”特性，如果物理教師能引導學生按照“種”“屬”兩條線將概念有機剖析，則能完成對本質(zhì)屬性的首次抽取這一關鍵步驟。[1]

1 將概念按照“種”“屬”拆分，找出概念的特點

對于高中電學中電場一章，學生普遍反映抽象難學，其實電場概念從邏輯上看就是由“電”和“場”組成，場是大概念，有引力場、電場、磁場等形式，是傳遞不接觸物體間特定作用的媒介，在邏輯上叫“屬”；“電”規(guī)定了這種場的特有屬性，以區(qū)別于其他類別的場，在邏輯上叫“種”。再如電勢能的概念，能是“屬”，講解此概念時學生很難形成這種能的印象，教師可列舉不計重力的粒子在電場力作用下加速和減速運動情況，引導學生思考動能變化必定是和其他能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，這種能與位置及電場有關，故稱電勢能，這是電勢能的“種”性差異。

在教學過程中教師要引導學生按照“種”“屬”兩性拆分物理概念，先弄清這個概念的“種”性特點，圍繞它提供和組織典型的表象和實例材料，進行對比分析，異中求同，從中抽象出此概念的本質(zhì)屬性。如在彈力概念的教學中，“種”性特點是彈性，做了彈簧形變實驗，用視頻展示了射箭、撐竿跳實例后，啟發(fā)學生進行對比分析，歸納出現(xiàn)象背后的共同點，后續(xù)教學活動如下。

設問一:上述例子中的彈簧、弓箭、撐桿形狀有沒有發(fā)生變化？

討論:這些物體的形狀都發(fā)生了改變，叫形變；形變分為彈性形變和永久形變(也有學生答范性形變)。

教師重做壓縮彈簧的實驗，引導學生關注彈簧對手的作用。

討論:發(fā)生壓縮形變的彈簧“不服氣”，它還要恢復原長。彈簧要恢復原長就會向外推手，對手產(chǎn)生力的作用。

設問二:同學們能否從射箭、撐竿跳的運動項目中也能找到這種“不服氣”的物體？

歸納和總結(jié):弓箭和撐桿也發(fā)生了彈性形變，它們也“不服氣”，也要恢復原狀，對箭和運動員施加了力的作用。這種力是由于物體發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的，叫做彈力。

學生對彈力有初步的認識后，教師要進一步啟發(fā)學生思考這種力產(chǎn)生的條件，進而得出彈力的定義，這種定義可由學生用自己的語言敘述，精煉性不必過于強求。

2 根據(jù)“屬”性特征在核心內(nèi)涵的外周拓展物理概念

學生通過對概念表象的逐級抽取，從“種”差角度初步理解了所學物理概念特有的本質(zhì)屬性，清楚了概念本身的內(nèi)涵，但對物理概念的思維加工還未結(jié)束，教師須引導學生再認物理概念，在核心內(nèi)涵的外周進一步拓展物理概念(如圖1)。

圖1

學生對彈力“彈”的本質(zhì)有所認識后，教師須引導學生轉(zhuǎn)入“力”的教學，這就是“屬”特性在物理概念中的延伸。力的三要素有大小、方向和作用點，對彈力概念的掌握主要是抓住前兩要素。教學中以力學中常見的壓力、支持力和繩的拉力為例，講清三種力的產(chǎn)生機理，是由于物體發(fā)生形變，而對跟它接觸的物體施加了力的作用；在此基礎上教師要把教學的著力點放在彈力方向和大小的教學上，進一步充實物理概念的內(nèi)涵，對其他力的教學也是如此，本單元教學活動如下。

設問一:力是矢量，包含哪三個要素？

討論:力的三要素為大小、方向和作用點，彈力是力的一種，也有三要素。在力學中常見的彈力有壓力、支持力和繩的拉力。

教師演示木塊放在桌面上，桌子被擠壓，發(fā)生了微小形變，引導學生思考桌面要向哪個方向恢復原狀。

設問二:說桌面要向上恢復原狀是否具體到位，這個方向跟接觸面有什么關系？

概括:彈力方向總是和接觸面垂直，支持力方向垂直于接觸面指向被支持物體。

師：電燈被電線懸掛于天花板上，繩子被拉伸，要向哪個方向恢復原狀？

觀察思考:繩對電燈的拉力方向沿著繩、并指向繩收縮的方向。

歸納總結(jié):上述三種力的方向又有什么共同點？

請同學回到彈力概念的起點，即彈力產(chǎn)生的原因——形變，引導學生概括：彈力的方向跟形變的方向相反。

彈力的方向分析結(jié)束后，再分析彈力的大小，特別是彈簧彈力遵循的規(guī)律——胡克定律。至于彈力的作用點要讓學生知道是在接觸面處、并作用于被壓物體、被支持物體、被拉物體上。

按照彈力的“種”“屬”特性，概念本質(zhì)部分的教學內(nèi)容如圖2所示。

圖2

3 根據(jù)概念“種”特性進行變式訓練，根據(jù)“屬”特性進行比較分析

在概念形成的過程中，教師要抓住物理概念“種”特性的本質(zhì)，給出直觀材料和實例進行變式訓練，使學生理解這些材料和實例的本質(zhì)特性。通過變式訓練，學生能準確把握概念的內(nèi)涵，防止形成錯誤的概念。如在彈力概念的形成過程中，針對彈力的產(chǎn)生條件可呈現(xiàn)以下實例，讓學生理解彈力產(chǎn)生的兩個條件缺一不可。

例1:在圖3中,物體a、b均處于靜止狀態(tài)，它們間一定有彈力的是( )。

圖3

解析:本題中除了B圖物體a、b間既接觸又發(fā)生了壓縮形變外，其他圖中物體a、b都屬于“虛接觸”，物體間無擠壓，故無彈力產(chǎn)生。

在概念教學過程中還要按照概念類屬將相同類型的概念進行比較，比較這些概念共同的屬性和本質(zhì)的差異。只有通過比較才能對其共有的特點加以綜合和概括，從而準確把握概念的內(nèi)涵和外延，加深對概念整體的理解；[2]運用綜合貫通策略，通過新舊知識的相互作用，加強概念間的橫向聯(lián)系，消除學生認識中表面的或?qū)嶋H存在的不一致之處。如彈力屬于力的一種，其他力還有重力、摩擦力、電場力、磁場力等，這些力從類屬角度來看都屬于力的范疇，但其產(chǎn)生、大小、方向、作用點的情況都有所不同，通過比較可加深對這些概念本質(zhì)的理解。

4 按照“種”“屬”特性將物理概念納入概念體系，并運用于具體實際

物理概念的形成并不是概念教學的終點，教師還必須按照“種”“屬”特性將物理概念納入概念體系，幫助學生建立完整的知識結(jié)構(gòu)。一個個孤立、分散的概念不利于利用概念間的有機聯(lián)系去理解新的概念，教育心理學家布魯納說過：不論我們選教什么學科，務必使學生理解各門學科的基本結(jié)構(gòu)。這是在運用知識方面的最低要求，它有助于解決學生在課外所遇到的問題和事件，或者在日后訓練中所遇到的問題。

學生形成彈力的概念后，教師需引導他們按照力的“屬”的特性整理知識體系，將彈力這個新的力納入到力的知識結(jié)構(gòu)中,這個知識結(jié)構(gòu)中還包括重力、摩擦力、電場力、磁場力等。這些概念都屬于力這個包攝性更高廣的概念體系，其內(nèi)容都包含大小、方向、作用點，但“種”性特質(zhì)各異。將一個個相關概念按照邏輯特征整理后就形成一個知識板塊，學生識記的有效容量增加了，而識記的難度卻降低了。如果采用下位學習的方式不能將某概念納入知識體系，則要通過順應的方法修改和擴充原有知識體系。

學生的認知結(jié)構(gòu)形成后還需強化和固化，否則一方面容易遺忘，另一方面也無法在需要提取的時候有效地檢索。這就需要將概念應用于具體實際，解決實際問題。解決實際問題的思維程序和概括概念不同，概念的形成是根據(jù)大量表象進行概括，從中總結(jié)共同的本質(zhì)特征；而解決實際問題時課題的本質(zhì)特征是隱含的，需學生進行課題的類化，在知識結(jié)構(gòu)(包括概念、原理和方法)中檢索可用的模型，逐步縮小問題起點和終點的差異，最終獲得問題的解決。教師圍繞知識體系設置問題和編制練習，學生通過概念訓練，彌補了概念學習過程中的缺陷，強化和固化了知識結(jié)構(gòu)，活化了物理概念，概念學習達到了新的境界。