摘 要：思維的理性是基于證據(jù)、邏輯推理，來(lái)認(rèn)識(shí)事物，解決問(wèn)題的一種思維方式，更是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的基本任務(wù).在初中物理概念教學(xué)中，倡導(dǎo)學(xué)生尊重事實(shí)和證據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，運(yùn)用理性思維來(lái)展開觀察、比較、分析、綜合，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念的深切理解.

關(guān)鍵詞：初中物理;理性思維;概念教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2022）23-0107-03

收稿日期：2022-05-15

作者簡(jiǎn)介：蘇海建（1983.12-），男，江蘇省南通人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

在物理核心素養(yǎng)中，理性思維是基本內(nèi)涵，物理學(xué)中的概念是構(gòu)建物理模型的基礎(chǔ).對(duì)概念的講解，一些教師重知識(shí)傳授，輕理性求知，導(dǎo)致學(xué)生概念辨析不清，影響對(duì)物理問(wèn)題的有效解決.庫(kù)恩認(rèn)為：“理性思維是智力發(fā)展的最終目標(biāo)，教育的核心在于發(fā)展學(xué)生的理性思維”.崇尚事實(shí)與證據(jù)，啟發(fā)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度，從理性思維層面來(lái)提高學(xué)生觀察、比較、分析、判斷、質(zhì)疑等優(yōu)秀品質(zhì).面對(duì)物理學(xué)，概念是基本知識(shí)點(diǎn)，對(duì)概念的提出、建構(gòu)，直接關(guān)系到學(xué)生理性思維的認(rèn)知能力.藉由此，就學(xué)生在物理概念生成中理性思維的培養(yǎng)提出幾點(diǎn)建議.

1 運(yùn)用情景創(chuàng)設(shè)，形成正確物理觀念

物理概念具有抽象性，因而對(duì)初中生而言具有較高的學(xué)習(xí)難度.一來(lái)學(xué)生的生活閱歷有限，需要在教師的引導(dǎo)中才能發(fā)現(xiàn)生活中的物理細(xì)節(jié)和現(xiàn)象;二來(lái)部分教師圍繞教學(xué)重難點(diǎn)展開課堂，未能站在學(xué)生的角度以學(xué)生能理解的方式，對(duì)物理概念進(jìn)行簡(jiǎn)化和講解，致使教學(xué)效率不佳.基于此，教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，讓學(xué)生主動(dòng)積極融入到物理概念的分析和學(xué)習(xí)之中，使之形成正確的物理觀念.教師要保證教學(xué)情境與教學(xué)內(nèi)容之間的緊密聯(lián)系，這能為學(xué)生明確思考方向;教師還要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀靈活的調(diào)整教學(xué)策略，保證學(xué)生能夠在思考的過(guò)程中，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)物理概念的深意.

以“額定電壓和額定功率概念”的教學(xué)內(nèi)容為例，首先，教師為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境.教師做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行記錄得出以下表格：

其次，教師提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使其主動(dòng)融入到學(xué)習(xí)情境之中.教師：“小燈泡兩端電壓數(shù)據(jù)的改變與其實(shí)際電功率的改變有什么關(guān)系？”意在讓學(xué)生察覺(jué)到燈泡銘牌標(biāo)記數(shù)值的重要性.最后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)得出的結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié)，學(xué)生1：“燈泡兩端實(shí)際電壓增大時(shí)，燈泡的實(shí)際電功率也會(huì)增大.燈泡兩端實(shí)際電壓減小時(shí)，燈泡的實(shí)際電功率也會(huì)減小.由此可見(jiàn)，燈泡實(shí)際電功率隨加在它兩端實(shí)際電壓的變化而變化.”學(xué)生2：“燈泡銘牌上的2.5V，是燈泡正常工作時(shí)的電壓，也可以稱之為燈泡的額定電壓.”

2 善用畫圖模型，建構(gòu)抽象思維能力

對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)，可以通過(guò)畫圖方式，來(lái)展示物理現(xiàn)象，或者引入物理模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理某一特性的概括性描述.物理模型的構(gòu)建，是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的重要途徑，物理建模過(guò)程，本身就是科學(xué)研究的必備能力.從物理學(xué)中的概念講解中，教師要多引入圖示法、模型法，讓物理概念直觀化、形象化.比如對(duì)于“重力”概念的揭示，什么是“重力”？“重力”表現(xiàn)為什么？單純從物理學(xué)知識(shí)來(lái)概括“重力”，“重力”方向的辨析，學(xué)生不易理解.怎樣理解“豎直向下”？為此，觀察圖1所示.

圖1

從甲圖中，當(dāng)小球靜止時(shí)，垂線與水平線垂直，該小球受重力影響，其方向?yàn)椤柏Q直向下”;從乙圖中，當(dāng)鐵架傾斜后，小球再次靜止，此時(shí)小球受重力影響，其方向仍然與水平面垂直，即“豎直向下”.由此推斷，“重力”的方向始終是“豎直向下”.一些學(xué)生對(duì)“豎直向下”的理解，停留于“向下”，把“豎直”與“垂直”混淆.為了增進(jìn)學(xué)生對(duì)“豎直向下”的深刻認(rèn)知，我們通過(guò)布置任務(wù)，讓學(xué)生分組討論不同靜止的物體，其所受的重力及方向如何.如平放在桌面的“小汽車”，其重力方向與桌面垂直，其重力方向“豎直向下”;飛行中的飛機(jī)，其重力方向“豎直向下”;漂浮在水中的小木塊，其重力方向“豎直向下”;停放在斜面上的小木塊，其重力方向依然為“豎直向下”.

對(duì)“重力方向”的認(rèn)識(shí)和探究無(wú)疑是一個(gè)難點(diǎn)，還要讓學(xué)生知道“豎直向下”與平時(shí)所說(shuō)的“向下”也有所不同.對(duì)于“地球”上的任何物體，其受“重力”的方向始終是指向地球球心的.我們來(lái)觀察飛在空中的足球，足球受重力影響，如何畫出其重力方向？通過(guò)比較，無(wú)論是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)物體，其重力所受的方向都是“豎直向下”，指向地心.借助于物理實(shí)例，讓學(xué)生畫出物理模型，找準(zhǔn)關(guān)鍵點(diǎn)，加深對(duì)物理概念的正確理解.

3 揭示因果論證，強(qiáng)化科學(xué)分析能力

在布魯姆認(rèn)知理論中，分析、判斷、創(chuàng)造屬于高階思維.認(rèn)識(shí)物理概念，不能停留于概念本身，要通過(guò)探究概念的因果關(guān)系，引領(lǐng)學(xué)生從概念分析中做出正確判斷，形成邏輯推理能力.物理概念，在課堂上，教師所列舉的事例，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，但缺失嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?、論證和推理.舉例來(lái)講，對(duì)于“功率”的認(rèn)識(shí)，可從一些生活事例中，結(jié)合“做功快慢”來(lái)辨析“功率”概念，學(xué)生有了初步感性的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于“功率”的本質(zhì)，仍然辨析不透徹.為此，我們結(jié)合具體實(shí)例，將1噸貨物，從地面運(yùn)送到3樓，第一種采用人工方式，耗時(shí)3小時(shí)完成;第二種為小型起重機(jī)提升方式，耗時(shí)1分鐘完成;第三種為大型起重機(jī)吊裝方式，耗時(shí)30秒完成.分析對(duì)比這三種方式，請(qǐng)同學(xué)們思考：這三種方式，對(duì)貨物所做的功是否相等？所用時(shí)間是否相同？哪種方式做功快，哪種方式做功慢？

從題意來(lái)看，對(duì)于1噸貨物，從地面到3樓，無(wú)論是何種方式，其結(jié)果是做的功是相等的，但所用時(shí)間不同，說(shuō)明大型起重機(jī)做功快，小型起重機(jī)次之，人工方式最慢.針對(duì)三種不同做功方式，請(qǐng)同學(xué)們比較，對(duì)于做功，不僅要考慮做功多少，還要考慮做功快慢，如何來(lái)衡量某種方式做功的快慢？我們來(lái)回顧“速度”概念及定義方法，速度v=St，對(duì)比“做功”的快慢.可見(jiàn)，與速度相關(guān)的兩個(gè)物理量，一個(gè)是路程，另一個(gè)是時(shí)間;與“做功”快慢相關(guān)的物理量，一個(gè)是做功的大小，另一個(gè)是做功所用時(shí)間，即P=Wt.由此，通過(guò)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)所完成功的多少來(lái)表示“做功”的快慢，即“功率”概念.

認(rèn)識(shí)了“功率”概念，對(duì)于“功率”如何計(jì)算？舉例來(lái)講，一個(gè)人在走路時(shí)的功率是如何計(jì)算？在分析人的走路功率時(shí)，需要了解人走路做的功，以及所耗費(fèi)的時(shí)間，假設(shè)人走路時(shí)，與地面的摩擦力為重力的0.1倍，則通過(guò)計(jì)算所走距離、時(shí)間，以及人的體重，就可以計(jì)算出走路的功率.由此，對(duì)于本節(jié)所探討的“功率”概念，學(xué)生能夠從生活中的“功率”現(xiàn)象入手，結(jié)合實(shí)例來(lái)對(duì)比“速度”概念，從感性認(rèn)知，來(lái)體認(rèn)、分析“功率”的計(jì)算方法，逐步建構(gòu)其“功率”的概念，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)思維與分析能力.

4 突出問(wèn)題啟發(fā)，培養(yǎng)邏輯推理思維

學(xué)習(xí)物理，了解物理現(xiàn)象，融入所學(xué)的物理知識(shí)，來(lái)展開科學(xué)推理.科學(xué)推理是建立在事實(shí)依據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)辨析客觀邏輯關(guān)系，來(lái)展開分析、判斷，得出物理結(jié)論的過(guò)程.教師在引領(lǐng)學(xué)生展開邏輯推理時(shí)，要巧用問(wèn)題法，激活學(xué)生的問(wèn)題意識(shí).舉例來(lái)講，對(duì)于“動(dòng)能”的學(xué)習(xí)，什么是“動(dòng)能”？“動(dòng)能”與“能量”有何關(guān)系？通常，從物體的能量入手，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)物體是否具有能量.在概念表述中，一個(gè)物體能對(duì)另一個(gè)物體做功，就表明這個(gè)物體具有能量.從生活中，流動(dòng)的水、飄動(dòng)的風(fēng)，飛行中的子彈等等，是否具有能量？通過(guò)討論，當(dāng)翻滾的河水將堤壩沖塌，河水使堤壩發(fā)生了變化;當(dāng)風(fēng)將雨傘掀翻，傘的形狀發(fā)生了變化;當(dāng)子彈打向蘋果，蘋果被打碎.這些現(xiàn)象表明，流水、風(fēng)、子彈都是具有能量的.對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行歸納，教師鼓勵(lì)學(xué)生用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言來(lái)表述這些物理現(xiàn)象，最終概括為“運(yùn)動(dòng)的物體具有能量”.

同樣，在學(xué)習(xí)“功”時(shí)，前面所探討的是“功率”，而對(duì)于“功”，概念表述為“力與物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積”.如何理解“功”的本質(zhì)？我們可以搭建生活情境，從生活實(shí)例中來(lái)揭示“功”的內(nèi)涵.請(qǐng)同學(xué)對(duì)比，叉車提升重物，人用力推車，這兩種力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，有何共同點(diǎn)？通過(guò)對(duì)力的分析，叉車提升重物，施力者為叉車，受力者為重物，受力方向?yàn)椤柏Q直向上”，物體的運(yùn)動(dòng)方向也是“豎直向上”;對(duì)于人推車，施力者為人，受力者為車，受力方向?yàn)椤八较蚯啊?，小車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椤八较蚯啊?對(duì)比兩種力的作用過(guò)程，顯然叉車對(duì)重物的作用，使得貨物在力的方向上運(yùn)動(dòng)了一段距離;人對(duì)車的作用，使得車在力的方向上運(yùn)動(dòng)了一段距離.說(shuō)明這兩種力的作用，都對(duì)受力物體做了功.可見(jiàn)，對(duì)于“功”的理解，從生活實(shí)例中，引入對(duì)比分析，讓學(xué)生結(jié)合物理問(wèn)題，展開理性思維，引領(lǐng)學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象進(jìn)行辨析、歸納和推理，逐漸形成邏輯推理能力.

5 注重延遲評(píng)價(jià)，發(fā)展創(chuàng)新思維能力

學(xué)習(xí)物理，疑惑是必然存在的.面對(duì)疑問(wèn)，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑.在科學(xué)思維中，質(zhì)疑是一種學(xué)習(xí)品質(zhì)，也是發(fā)展學(xué)生理性思維的重要目標(biāo).在講解物理概念時(shí)，對(duì)于學(xué)生的迷思，教師可以通過(guò)延遲評(píng)價(jià)，留給學(xué)生思考的空間、時(shí)間，引領(lǐng)學(xué)生反思、質(zhì)疑，培養(yǎng)科學(xué)批判思維.舉例來(lái)講，對(duì)于“慣性”概念的學(xué)習(xí)，什么是“慣性”，怎樣理解“慣性”？從生活中，對(duì)“慣性”的分析，概念相對(duì)抽象，學(xué)生往往將“習(xí)慣性”作為“慣性”來(lái)解釋.認(rèn)識(shí)“慣性”活動(dòng)中，對(duì)于“慣性”與速度大小無(wú)關(guān)，而與物體質(zhì)量有關(guān)，很多學(xué)生感到難以理解.

總之，在物理學(xué)中，對(duì)理性思維的培養(yǎng)，要貫穿始終.物理概念的講解，教師要善于引入畫圖、分析物理邏輯關(guān)系，突出問(wèn)題引領(lǐng)，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，將物理概念感性認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)換為理性的推理過(guò)程，逐步建構(gòu)學(xué)生科學(xué)思維.

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[責(zé)任編輯：李 璟]