黃愛(ài)輝

物理概念是學(xué)習(xí)物理、理解物理公式含義、掌握法則規(guī)律等知識(shí)的基礎(chǔ)，因此掌握好物理概念是學(xué)好物理的關(guān)鍵。那么，應(yīng)如何進(jìn)行物理概念教學(xué)呢？筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐，摸索出概念“稀釋還原”藝術(shù)教學(xué)路徑。

一、物理概念“稀釋還原”藝術(shù)的教育內(nèi)涵

以觀念建構(gòu)為本的物理教學(xué)理論的核心是：物理學(xué)科的基礎(chǔ)概念、基本規(guī)律和物理學(xué)科特有的認(rèn)識(shí)論、方法論、思維論是物理學(xué)科的基本觀念，教學(xué)活動(dòng)應(yīng)以幫助學(xué)生建構(gòu)這些基本觀念為目標(biāo)而展開(kāi)。為了使學(xué)生更好地理解物理概念的內(nèi)涵，教師就應(yīng)將教材濃縮而成的物理概念充分地“稀釋還原”，即沿著“概念——稀釋——還原”的教學(xué)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)概念建構(gòu)的科學(xué)思維過(guò)程，其教學(xué)模式可用如圖1簡(jiǎn)圖表示。

二、物理概念“稀釋還原”藝術(shù)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、特點(diǎn)

對(duì)于物理的概念教學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)強(qiáng)化了教學(xué)的結(jié)果，而忽視了教學(xué)的過(guò)程，不僅減弱了概念教學(xué)本身，而且阻礙了學(xué)生能力的培養(yǎng)，不值得提倡。實(shí)踐中筆者采用“概念——稀釋——還原”的教學(xué)模式，可以有效地解決這種教學(xué)困境。

1. 創(chuàng)設(shè)情境，直觀感知——還原本質(zhì)。

高中物理是以感知為基礎(chǔ)，需要從具體到抽象的概括過(guò)程。教師應(yīng)根據(jù)認(rèn)識(shí)論的規(guī)律，幫助學(xué)生形成表象認(rèn)識(shí)，然后在諸多表象的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過(guò)抽象、概括、分析和綜合，并通過(guò)類比，建立物理概念。在引入概念前設(shè)置一些適當(dāng)?shù)奈锢砬榫?，結(jié)合一些實(shí)例，這樣可以為學(xué)生提供更多的感性材料，讓學(xué)生能夠直接感知。同時(shí)，可以讓學(xué)生結(jié)合已有的生活經(jīng)驗(yàn)，將感性知識(shí)上升至理性知識(shí)，從而為物理概念的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

如教授粵教版高中《物理》（必修1） “靜摩擦力” 概念時(shí)，教材中是短短的幾句話，即：“當(dāng)物體具有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦，這時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力?！笨此破戒佒睌?、言簡(jiǎn)意賅的定義，如果只是一味地靠做題套題，在課堂上進(jìn)行“短平快、粗簡(jiǎn)重”的教學(xué)，就難以把握概念實(shí)質(zhì)，也就難以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的有效高質(zhì)。而通過(guò)認(rèn)真解讀、領(lǐng)悟靜摩擦力概念，稀釋后就會(huì)發(fā)現(xiàn)靜摩擦力包含四個(gè)必要條件：①表面粗糙；②相互接觸；③發(fā)生形變；④有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。根據(jù)上述分析，設(shè)計(jì)如下概念“還原”教學(xué)程序：①找物理課本和化學(xué)課本各一本（表面粗糙）；②讓兩本課本的書(shū)頁(yè)交叉疊放在一起（相互接觸）；③放在桌子上壓一壓（發(fā)生形變）；④用手提起化學(xué)課本，則可以把物理課本也提起來(lái)（有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）。師生活動(dòng)：讓學(xué)生共同分析物理課本在升高的過(guò)程中，受到的靜摩擦力方向。這樣設(shè)計(jì)為學(xué)生提供一個(gè)可以感知的情境，讓他們明白物理課本受到的靜摩擦力為其提供了一個(gè)向上的動(dòng)力。在探究活動(dòng)中，學(xué)生增強(qiáng)了感性認(rèn)知，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，理解了概念。這樣的概念學(xué)習(xí)，學(xué)生才不會(huì)感到空洞，也不會(huì)覺(jué)得物理概念太抽象，對(duì)概念的理解會(huì)很透徹，學(xué)生可以輕輕松松地掌握物理概念。

“稀釋”再“還原”，讓概念剖析更為細(xì)膩，讓示例的作用更為有效，讓規(guī)律的解讀更為豐富，讓課堂教學(xué)更有內(nèi)涵和高效。

2. 分析判斷，抽象加工——還原真諦。

學(xué)生在進(jìn)行物理概念學(xué)習(xí)之前，對(duì)生活中較熟悉的某些物理現(xiàn)象有一定的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)這些物理概念的認(rèn)識(shí)也就有了一定基礎(chǔ)。因此，在進(jìn)行概念引入設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，加強(qiáng)與生活的聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的生活情境，從而引入物理概念，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

如教授粵教版高中《物理》（必修1）“加速度”概念時(shí)，加速度是一個(gè)學(xué)生看似熟悉又陌生的抽象概念，但我們不能指望直截了當(dāng)?shù)叵聜€(gè)定義，就可以使學(xué)生對(duì)其深刻內(nèi)涵理解透徹。首先應(yīng)詮釋加速度概念教學(xué)的難點(diǎn)因素：①速度的變化量；②怎樣表述速度的變化快慢。要使學(xué)生掌握加速度概念，必須突破這兩個(gè)教學(xué)瓶頸。筆者將加速度概念“還原”教學(xué)設(shè)計(jì)如下。

先給出表1所列數(shù)據(jù)，問(wèn)學(xué)生：你是如何比較表中物體速度變化的快慢呢？接著引導(dǎo)學(xué)生挖掘出比較速度化快慢的多種方法，具體做法如下。

教師針對(duì)表1中的信息，提出如下問(wèn)題：

（1）高級(jí)跑車(chē)和磁懸浮列車(chē)相比，哪個(gè)速度變化得較快？你是怎樣比較兩者速度變化的快慢的？

（2）飛機(jī)和高級(jí)跑車(chē)相比，哪個(gè)速度變化得較快？你又是怎樣比較兩者速度變化的快慢的？

對(duì)問(wèn)題（1），學(xué)生采用經(jīng)歷時(shí)間相同比速度變化量的方法，不難得出：在12s內(nèi)，高級(jí)跑車(chē)速度增大了84m/s，而磁懸浮列車(chē)速度只增大了48m/s，所以，高級(jí)跑車(chē)速度變化得快。

對(duì)問(wèn)題（2），學(xué)生采用速度變化相同比經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)短的方法，不難得出：飛機(jī)和高級(jí)跑車(chē)的速度都增大了84m/s，但飛機(jī)用的時(shí)間是30s，而高級(jí)跑車(chē)只用了12s，所以，高級(jí)跑車(chē)速度變化得快。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步提出問(wèn)題：如果要你比較高級(jí)跑車(chē)和摩托車(chē)的速度變化的快慢情況，表中顯示的它們的速度變化量不同，經(jīng)歷的時(shí)間也不同，你應(yīng)當(dāng)怎樣比較兩者速度變化的快慢呢？請(qǐng)與周?chē)耐瑢W(xué)討論一下。

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)相互討論，可能會(huì)得出比較方法：計(jì)算出兩種交通工具單位時(shí)間內(nèi)速度變化量的多少，即計(jì)算出速度變化量與時(shí)間的比值，比值較大的速度變化較快。

教師要求學(xué)生計(jì)算表1中各種交通工具單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，即速度變化量與時(shí)間的比值，進(jìn)而指出：物理學(xué)上將單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量叫做加速度，可見(jiàn)，加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，教師要求學(xué)生根據(jù)加速度的物理意義，寫(xiě)出加速度的定義式a=，并推導(dǎo)出加速度的單位：m/s2。

實(shí)踐表明，這種經(jīng)“稀釋”后孕育、發(fā)展，再“還原”而成的物理概念，才會(huì)使學(xué)生感到物理有血有肉、清晰豐滿，教學(xué)效果更為顯著。

3. 對(duì)比觀察、鞏固深化——還原真情。

物理知識(shí)的建構(gòu)具有個(gè)體性和情境性。學(xué)生只有在一定的情境中經(jīng)歷物理知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程，才可能真正理解并掌握知識(shí)。沒(méi)有經(jīng)歷物理知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程，學(xué)生就不可能真正理解物理學(xué)的真諦，不可能真正感受到物理學(xué)的科學(xué)美，更不可能開(kāi)啟物理思維的大門(mén)。

如教授粵教版高中《物理》（選修3-2）“楞次定律”概念，“感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”?！跋♂尅崩愦味伤奈锢韮?nèi)涵：①感應(yīng)電流的方向由哪些因素決定？②遵循什么規(guī)律？③感應(yīng)電流的磁場(chǎng)怎樣阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。為此，筆者設(shè)計(jì)如下概念“還原”實(shí)驗(yàn)探究。

直觀感知：教師演示如圖2甲所示實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)學(xué)生觀察磁鐵的N（S）極在向下插入或拔出線圈時(shí)，電流表的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？（通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)了）教師提出問(wèn)題：電流表指針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？（學(xué)生討論得出是因?yàn)橛辛烁袘?yīng)電流）教師再提出問(wèn)題：感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)呢？學(xué)生展開(kāi)討論并得出探究的思路：感應(yīng)電流的方向可能與原磁場(chǎng)的方向有關(guān)？可能與磁通量變化的增、減有關(guān)？或可能與線圈匝數(shù)有關(guān)？等等。

領(lǐng)悟體會(huì)：學(xué)生分組探究完成乙、丙、丁實(shí)驗(yàn)步驟，并觀察各次電流表指針偏轉(zhuǎn)情況，將觀察到的現(xiàn)象記錄在書(shū)上。通過(guò)探究進(jìn)行有明確目標(biāo)指向、以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為目的的感知，使教材中的知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)生頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)逐漸建立聯(lián)系，逐步積累電磁感應(yīng)現(xiàn)象的“增反減同”“來(lái)拒去留”等感性經(jīng)驗(yàn)。

促進(jìn)遷移：教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并用課件模擬以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程，“慢”鏡頭回放觀察到的感應(yīng)電流、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)、引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)變化情況的動(dòng)態(tài)過(guò)程，讓學(xué)生反復(fù)感知電磁感應(yīng)的各種變化狀態(tài)，直觀感受整體與局部、一般與特殊的關(guān)系，使學(xué)生對(duì)此過(guò)程有一個(gè)更為直觀、具體的視覺(jué)認(rèn)識(shí)。

認(rèn)知內(nèi)化：學(xué)生討論并總結(jié)得出以上各次實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向及磁通量變化的規(guī)律，總結(jié)得出楞次定律的規(guī)律和結(jié)論。在直觀、豐富的情境下，感知問(wèn)題的基本特征和形式，由“感知—體會(huì)—遷移—內(nèi)化”的逐步深化探究，實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)概念的“有感至知”的認(rèn)知遷移。

概念認(rèn)知正是通過(guò)問(wèn)題的“稀釋”而變得生動(dòng)，教學(xué)正是因?yàn)橹R(shí)過(guò)程的探究“還原”而顯得精彩。

總之，由于新的物理概念的建立往往是智力上的巨大飛躍，是從現(xiàn)實(shí)到本質(zhì)的巨大跨越，故需要各種思維形式的參與，需要利用各種思維方法，根據(jù)問(wèn)題的要求以及當(dāng)時(shí)的知識(shí)背景，充分發(fā)揮想象力，達(dá)到對(duì)客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)。高中物理教師要不斷與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新，而概念的“稀釋還原”藝術(shù)是筆者尋找出的一條適合學(xué)生學(xué)習(xí)的新方式。

責(zé)任編輯 羅 峰