【摘要】概念性知識教學(xué)在高中物理學(xué)科教學(xué)中占據(jù)很大比重，學(xué)生生成和建構(gòu)物理概念的過程，也是助推學(xué)生科學(xué)思維能力成長的過程。高中物理教師要以概念教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的主陣地，從創(chuàng)設(shè)概念導(dǎo)入情境、引導(dǎo)概念自主建構(gòu)、組織概念討論活動、推出概念實踐應(yīng)用等角度入手，多路徑、多維度提升學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)認(rèn)知品質(zhì)，不斷強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思維能力，形塑學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中物理；科學(xué)思維；概念教學(xué)

科學(xué)思維是高中物理“三維課程目標(biāo)”中“過程與方法”教學(xué)目標(biāo)的拓展深化，也是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。高中物理教師應(yīng)深度剖析核心素養(yǎng)教育理念內(nèi)涵，將物理概念教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的主要抓手，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多種類型科學(xué)思維方法觀察、概括、抽象、建構(gòu)、應(yīng)用物理概念知識，提高學(xué)生物理概念理解掌握的準(zhǔn)確度的同時，開發(fā)學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)創(chuàng)造力，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力，推動學(xué)生思維水平逐步邁向更高水平。

一、創(chuàng)設(shè)概念導(dǎo)入情境，激發(fā)生本科學(xué)思維意識

高質(zhì)量的物理概念教學(xué)，首先要做到的就是合理地引入物理概念知識內(nèi)容，讓學(xué)生明確引入物理概念的具體原因。教師巧妙創(chuàng)設(shè)物理概念導(dǎo)入教學(xué)情境，依托情境教學(xué)所具備的直觀生動、真實具體的教學(xué)演繹優(yōu)勢，將物理概念知識融入到特定學(xué)習(xí)場景當(dāng)中，調(diào)動學(xué)生物理概念探索學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維應(yīng)用意識，從而讓學(xué)生在較為活躍的思維狀態(tài)下進(jìn)入到物理概念探索學(xué)習(xí)程序當(dāng)中。契合物理概念性知識教學(xué)特點(diǎn)的情境創(chuàng)設(shè)手段較為多樣，教師要做好物理概念的深度剖析，基于物理概念知識特點(diǎn)靈活選擇情境教學(xué)創(chuàng)設(shè)切點(diǎn)，為學(xué)生科學(xué)思維啟動搭建更多立足點(diǎn)。

學(xué)生在物理概念學(xué)習(xí)之前，已掌握的物理舊知、生活經(jīng)驗，都會對學(xué)生物理概念新知學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。教師要善于從學(xué)生實際生活出發(fā)，對接學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象和生活問題，創(chuàng)設(shè)真實、生動的概念導(dǎo)入教學(xué)情境，增強(qiáng)物理概念導(dǎo)入教學(xué)的趣味性。如在“機(jī)械運(yùn)動”概念教學(xué)中，生活中的機(jī)械運(yùn)動現(xiàn)象不勝枚舉，教師充分利用這一教學(xué)優(yōu)勢，整理了飛翔的雄鷹、行駛的汽車、拋出的籃球、滾動的油桶等生活中常見的機(jī)械運(yùn)動現(xiàn)象，以動態(tài)圖片或視頻的形式在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)進(jìn)行展示，創(chuàng)設(shè)富有生活氣息的直觀教學(xué)情境。在這些生活教輔資源的支持下，學(xué)生對“機(jī)械運(yùn)動”概念的感性認(rèn)知被充分激活，課堂學(xué)習(xí)參與效度顯著提升，建立了豐富的“機(jī)械運(yùn)動”概念表象認(rèn)知。

對物理概念教學(xué)而言，學(xué)生已有的很多認(rèn)知經(jīng)驗屬于積極的思維定勢，對物理概念遷移教學(xué)設(shè)計有著不錯的支持價值，但也有一些錯誤的前概念認(rèn)知會造成學(xué)生消極的思維定勢，反而會影響學(xué)生正確理解和應(yīng)用物理概念新知。教師要做好學(xué)情辨析，采用不同導(dǎo)入情境創(chuàng)設(shè)手段優(yōu)化教學(xué)。如在“自由落體運(yùn)動”相關(guān)概念知識教學(xué)中，從學(xué)生生活經(jīng)驗來看，很多學(xué)生日常生活中經(jīng)常提及“自由落體”這個詞，但這些生活現(xiàn)象并不完全符合自由落體運(yùn)動的定義條件。這些錯誤的前概念無疑是一種消極的思維定勢，對學(xué)生物理課堂概念學(xué)習(xí)造成了不利影響。教師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，便以一些學(xué)生錯認(rèn)為是自由落體運(yùn)動的生活現(xiàn)象做切入，通過展示玻璃球從桌面上滑落、雪花從空中飄落、在高樓扔出紙飛機(jī)等生活現(xiàn)象的圖片、視頻，引導(dǎo)學(xué)生對這些物體的受力情況和運(yùn)動狀態(tài)展開分析，與“物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動”概念表述作對比，再次分析這些現(xiàn)象是否屬于自由落體運(yùn)動，引入概念新知教學(xué)的同時，糾正學(xué)生錯誤認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知思維轉(zhuǎn)變。

物理課堂概念導(dǎo)入教學(xué)設(shè)計的質(zhì)量高低，很大程度上影響到學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)情感，以及物理概念的教學(xué)效果。教師基于建構(gòu)主義理論，全面分析學(xué)生已有學(xué)科認(rèn)知和生活經(jīng)驗，采取不同的導(dǎo)入教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)方式，用活學(xué)生積極思維定勢，消除學(xué)生消極思維定勢，不僅能實現(xiàn)物理概念知識的有效導(dǎo)入，還能順利激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維意識，為學(xué)生之后深度探索學(xué)習(xí)物理概念奠定堅實基礎(chǔ)。

二、引導(dǎo)概念自主建構(gòu)，豐富生本科學(xué)思維體驗

教師圍繞物理概念知識創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，順利引入物理概念教學(xué)內(nèi)容后，學(xué)生已經(jīng)在情境學(xué)習(xí)中對物理概念建立了初步感知和基本認(rèn)識，進(jìn)入物理概念的建構(gòu)生成學(xué)習(xí)階段。這一階段中，教師需采取引導(dǎo)式教學(xué)方式，緊抓物理概念的本質(zhì)屬性及主要因素，從多個思維層面引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)物理概念知識，豐富學(xué)生物理課堂科學(xué)思維應(yīng)用體驗，推動學(xué)生物理概念認(rèn)知理解由表象走向內(nèi)涵。教師加強(qiáng)各類學(xué)法滲透教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用類比分析、抽象提煉、邏輯推理、科學(xué)論證等科學(xué)思維方法探究和建構(gòu)物理概念，鍛煉和強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思維應(yīng)用能力，提高學(xué)生物理概念知識建構(gòu)的準(zhǔn)確度。

物理概念生成建構(gòu)對學(xué)生抽象思維能力提出了較高要求。教師設(shè)計引導(dǎo)式教學(xué)時，要做好可視化教輔資源的開發(fā)整合，采取具象與抽象相結(jié)合的教學(xué)方式，簡化物理概念新知建構(gòu)難度，支持學(xué)生經(jīng)歷抽象科學(xué)思維的應(yīng)用過程。如“質(zhì)點(diǎn)”是高中物理學(xué)科教學(xué)中的第一個理想化模型，有關(guān)“質(zhì)點(diǎn)”概念的使用貫穿于整個高中物理學(xué)習(xí)過程，其教學(xué)重要性不言而喻。為了幫助學(xué)生更好地理解“質(zhì)點(diǎn)”概念內(nèi)涵，掌握把被研究物體看做質(zhì)點(diǎn)的具體情境，教師配合多媒體教學(xué)手段，列舉多組實例輔助教學(xué)：地球繞太陽公轉(zhuǎn)、天空中長途飛行的飛機(jī)、一列從北京開往上海的火車等。借助實例分析，突出“質(zhì)點(diǎn)”概念內(nèi)涵：有質(zhì)量、無體積或形狀，并引導(dǎo)學(xué)生思考忽略被研究物體大小、形狀及自轉(zhuǎn)情況的前提條件，使學(xué)生正確認(rèn)識“質(zhì)點(diǎn)”概念的應(yīng)用場景和應(yīng)用方法，強(qiáng)化學(xué)生抽象提煉的科學(xué)思維能力。

教師從物理概念知識構(gòu)建特點(diǎn)出發(fā)，判斷物理概念的本質(zhì)屬性和非本質(zhì)屬性，通過突出主要因素、忽略次要因素的引導(dǎo)方法，凸顯物理概念探究學(xué)習(xí)知識主線，將學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)思維引向核心要素，助力學(xué)生突破概念生成的認(rèn)知難點(diǎn)。如在“加速度”概念的形成階段，教師投放啟思性學(xué)習(xí)問題：“用什么物理量可以表現(xiàn)物體速度變化的快慢？”學(xué)生最先想到的物理量是“時間”和“路程”，但分析過程明顯受之前已學(xué)知識的影響，過多關(guān)注時間、路程與速度的關(guān)系，而忽略了問題本身。教師指導(dǎo)學(xué)生摒棄非本質(zhì)屬性影響，突出“加速度”概念本質(zhì)屬性—物體速度變化快慢，引導(dǎo)學(xué)生類比單位時間內(nèi)路程變化的舊知內(nèi)容，類比推理單位時間內(nèi)物體速度變化的物理現(xiàn)象，促使學(xué)生通過遷移學(xué)習(xí)，形成“加速度”概念理解。

教師在學(xué)生物理概念形成階段做好各類教輔資源的開發(fā)整合，為學(xué)生提供充足的感性認(rèn)知素材，使學(xué)生對物理概念的認(rèn)識更加全面、細(xì)致。教師指導(dǎo)學(xué)生采用不同科學(xué)思維方法分析和建構(gòu)物理概念，揭示物理概念的本質(zhì)屬性和共同特征，提高學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)效率，也豐富了學(xué)生物理學(xué)科學(xué)法選擇。

三、組織概念討論活動，強(qiáng)化生本科學(xué)思維訓(xùn)練

學(xué)生在教師引導(dǎo)下，完成物理概念構(gòu)建后，教師還要關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維的延伸拓展，指導(dǎo)學(xué)生從更深層次和更廣維度展開物理概念的深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正建立在理解的基礎(chǔ)上掌握和應(yīng)用物理概念知識。教師高度尊重學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)的主體地位，在深化學(xué)生物理概念認(rèn)知理解時，善于設(shè)計多元化的概念討論活動，組織學(xué)生對所學(xué)物理概念展開說理辨析，引導(dǎo)學(xué)生在展示討論當(dāng)中碰撞出更多思維火花，增強(qiáng)學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)認(rèn)知體驗，也能讓學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)和反思自己概念理解的不足之處，促使學(xué)生在查漏補(bǔ)缺中構(gòu)建更加完善的物理概念知識網(wǎng)絡(luò)。

教師引導(dǎo)學(xué)生對物理概念進(jìn)行深化理解時，首先要指導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治龊徒庾x物理概念的關(guān)鍵語句表述，讓學(xué)生明確每個物理概念的適用范圍和適用條件。如在圍繞“牛頓第一定律”組織討論活動時，教師著重展示和強(qiáng)調(diào)其定義內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。要求學(xué)生認(rèn)真閱讀這一定律表述，找到其中的關(guān)鍵詞進(jìn)行重點(diǎn)分析，與小組同伴分享自己的學(xué)習(xí)成果。學(xué)生關(guān)注的關(guān)鍵詞各有不同，有的學(xué)生重點(diǎn)分析了定義中“一切”“總”“或”“除非”等字詞的語義，梳理了概念的邏輯關(guān)系；有的學(xué)生重點(diǎn)解釋了定義中“改變這種狀態(tài)”，列舉了物體由靜止變?yōu)檫\(yùn)動、由運(yùn)動變?yōu)殪o止、速度大小發(fā)生變化、速度方向發(fā)生變化等多種不同情況……學(xué)生在交流中取長補(bǔ)短，對“牛頓第一定律”的認(rèn)知理解逐漸深入。

高中物理概念知識教學(xué)內(nèi)容較多，各個物理概念雖然彼此獨(dú)立，但又存在著廣泛的表象聯(lián)系和內(nèi)在關(guān)聯(lián)。教師善于以整體教學(xué)策略組織概念討論活動，提高物理課堂科學(xué)思維訓(xùn)練教學(xué)廣度。如“矢量”概念教學(xué)中，“矢量”指的是既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則的物理量。與之相對的物理概念是“標(biāo)量”，指的是只有大小，沒有方向，相加時遵從算術(shù)法則的物理量。教師組織學(xué)生對這兩個概念的異同點(diǎn)展開辨析討論，結(jié)合所學(xué)物理知識，分析哪些物理量屬于矢量、哪些物理量屬于標(biāo)量。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行交流探討，根據(jù)已學(xué)知識內(nèi)容，將各種物理量的性質(zhì)特點(diǎn)代入到矢量、標(biāo)量的概念表述中，找到力、位移、速度、加速度等屬于矢量的物理量，以及質(zhì)量、路程、電流、功等屬于標(biāo)量的物理量，構(gòu)建完善的物理概念認(rèn)知體系。

對于高中生來說，牢牢記住每個物理概念的表述內(nèi)容并不困難，難的是真正深入理解每個物理概念的核心特征和本質(zhì)內(nèi)涵。教師組織開展物理概念討論活動，從縱向延伸和橫向拓展兩個域度引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)物理概念知識，使學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中討論分享自己對物理概念的認(rèn)知理解和個性想法，能夠有效延展學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)思維深度和廣度，推動學(xué)生在交流互助中彌補(bǔ)概念學(xué)習(xí)的思維局限性，培養(yǎng)學(xué)生善于合作的科學(xué)精神。

四、推出概念實踐應(yīng)用，提升生本科學(xué)思維水平

創(chuàng)設(shè)概念導(dǎo)入情境、引導(dǎo)概念自主建構(gòu)、組織概念討論活動等教學(xué)策略，主要服務(wù)于學(xué)生物理概念的理解掌握，而追求生本科學(xué)思維能力發(fā)展的物理概念教學(xué)，不僅要求學(xué)生準(zhǔn)確理解和深度掌握物理概念知識，還要關(guān)注到學(xué)生科學(xué)合理地運(yùn)用所學(xué)物理概念解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生物理概念應(yīng)用能力，推動學(xué)生科學(xué)思維水平的進(jìn)一步提升。教師緊扣物理課堂概念教學(xué)的重難點(diǎn)知識，推出更多實踐應(yīng)用學(xué)習(xí)活動，組織學(xué)生將所學(xué)物理概念應(yīng)用到現(xiàn)實生活現(xiàn)象分析、現(xiàn)實生活問題解決中，助力學(xué)生物理概念認(rèn)知內(nèi)化，增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)科應(yīng)用思維綜合性和靈動性。

教師對接學(xué)生實際生活，啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)物理概念解釋和分析各類生活現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生用物理的眼光看待現(xiàn)實世界的學(xué)科應(yīng)用意識。如在“彈力”物理概念的應(yīng)用教學(xué)環(huán)節(jié)，教師設(shè)置跨學(xué)科實踐學(xué)習(xí)主題活動，對接奧運(yùn)會上的體育項目，播放撐桿跳項目、跳水項目、射箭項目的比賽錄像，重點(diǎn)展示比賽項目中玻璃纖維桿、跳板、弓弦的形變過程，要求學(xué)生認(rèn)真觀察錄像，思考：撐桿跳運(yùn)動員、跳水運(yùn)動員、射箭運(yùn)動員是如何利用彈力的？問題驅(qū)動下，學(xué)生結(jié)合“彈力是物體受到外力后發(fā)生形變，形變的物體為了恢復(fù)原狀而產(chǎn)生了彈力”概念知識，逐一解析幾種比賽項目錄像中，玻璃纖維桿、跳板、弓弦所受到的外力來源、外力影響下產(chǎn)生的形變以及形變后為了恢復(fù)原狀產(chǎn)生的彈力作用，深化了學(xué)生對“彈力”概念的理解應(yīng)用，也讓學(xué)生切實感受到物理概念知識在現(xiàn)實生活中的實用價值。

除了組織學(xué)生運(yùn)用物理概念解釋具體生活現(xiàn)象外，教師還可以利用生活化教學(xué)元素組織開展一些需要學(xué)生動手實踐的物理概念應(yīng)用活動。如在學(xué)習(xí)了“加速度”這一重要物理概念后，教師著眼學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)思維的多維發(fā)散，創(chuàng)意設(shè)計課外研究性學(xué)習(xí)實踐活動，活動內(nèi)容主要包括兩方面：一方面是要求學(xué)生利用智能手機(jī)中配備的加速度傳感器，動手測量一些生活場景中的加速度。比如，快速甩手時的加速度、汽車在不同油門下啟動時的加速度等；另一方面，要求學(xué)生借助信息網(wǎng)絡(luò)搜索、圖書館查閱等渠道，對加速度在各種類型科研項目中的應(yīng)用展開研究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生將物理概念知識應(yīng)用與現(xiàn)代科技相對接，拓寬學(xué)生物理概念實踐應(yīng)用知識面，增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)情感。

高中物理概念教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，明白物理概念的形成過程和本質(zhì)內(nèi)涵，掌握物理概念的應(yīng)用場景和應(yīng)用方法，真正做到物理概念的“學(xué)以致用”。教師有意識地推出多種類型的實踐應(yīng)用學(xué)習(xí)活動，為學(xué)生運(yùn)用物理概念解釋生活現(xiàn)象、解決生活問題搭建實踐學(xué)習(xí)平臺，有效發(fā)散了學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)應(yīng)用視角，促使學(xué)生科學(xué)思維能力得到了更大的提升與發(fā)展。

以高中物理概念教學(xué)為平臺，采取多種教學(xué)策略加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)，既是改善學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)方式，深化學(xué)生物理概念認(rèn)知理解的有效方式，也是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科深度學(xué)習(xí)能力，塑造和發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的必然要求?？茖W(xué)思維的培養(yǎng)是個復(fù)雜的思維訓(xùn)練過程，不是通過幾節(jié)物理課就能實現(xiàn)的。教師應(yīng)做好長期滲透的概念教學(xué)規(guī)劃，綜合運(yùn)用創(chuàng)設(shè)概念導(dǎo)入情境、引導(dǎo)概念自主建構(gòu)、組織概念討論活動、推出概念實踐應(yīng)用等一系列連貫的概念教學(xué)策略，長期性、持續(xù)性地將科學(xué)思維發(fā)展目標(biāo)滲透到物理概念教學(xué)各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，推動學(xué)生科學(xué)思維能力的穩(wěn)定發(fā)展。

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