盛星航

［摘 要］物理，作為初中課程體系中的一門重要學(xué)科，以研究常見的自然現(xiàn)象與規(guī)律為主，包括聲音、力、光、電、功和簡單機(jī)械等。這些知識對于初中生來說較為抽象，學(xué)習(xí)時(shí)難以理解，尤其是在接觸到物理概念時(shí)，更是挑戰(zhàn)。因?yàn)槲锢砀拍钍菍δ骋晃锢憩F(xiàn)象或者原理的濃縮、精練描述，對學(xué)生的思維能力要求更高。為此，教師可基于元認(rèn)知理論優(yōu)化概念教學(xué)，幫助學(xué)生突破概念學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和障礙。

［關(guān)鍵詞］元認(rèn)知；概念教學(xué)；初中物理

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）12-0053-03

“元認(rèn)知”是一個心理學(xué)名詞，由美國心理學(xué)家弗拉維爾所提出，通俗來講就是對自身認(rèn)知過程的認(rèn)知。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，他們不僅進(jìn)行思維、記憶與感知等各種認(rèn)知活動，同時(shí)也對自己的各種認(rèn)知活動展開積極調(diào)節(jié)及監(jiān)控，進(jìn)行再次思維、記憶與感知，這就是所謂的元認(rèn)知，主要涉及元認(rèn)知知識、體驗(yàn)與監(jiān)控等。在初中物理概念教學(xué)中，教師可從元認(rèn)知理論視角切入實(shí)施概念教學(xué)，讓學(xué)生對物理概念產(chǎn)生元認(rèn)知，為他們的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、初中物理概念教學(xué)中存在的問題

（一）缺乏新舊知識聯(lián)系

在以往的初中物理概念教學(xué)中，部分教師講授某個物理概念時(shí)習(xí)慣于“就事論事”，沒有注重新舊知識之間的聯(lián)系。這在一定程度上會影響學(xué)生學(xué)習(xí)新知識，難以把新舊物理概念整合起來實(shí)現(xiàn)對所學(xué)內(nèi)容的融會貫通，難以從根本上處理物理學(xué)習(xí)過程中遇到的難點(diǎn)與疑點(diǎn)。而且單獨(dú)講述某一物理概念，也不利于對學(xué)生遷移能力的培養(yǎng)，影響他們建構(gòu)完整的物理知識體系。

（二）教學(xué)行為不夠精準(zhǔn)

在初中物理概念教學(xué)中，部分教師的教學(xué)行為不夠精準(zhǔn)，未能把教科書中的內(nèi)容有機(jī)整合起來，沒有把抽象難懂的知識點(diǎn)巧妙地融入生動形象的情境之中。受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，部分教師在概念教學(xué)中缺乏情境創(chuàng)設(shè)的意識，仍然以純粹講述理論知識為主，從而使教學(xué)過程顯得比較枯燥、乏味與無趣，導(dǎo)致有的教學(xué)行為低效甚至無效，進(jìn)而影響學(xué)生對概念的理解與應(yīng)用。

（三）學(xué)生參與程度不高

初中物理知識的學(xué)習(xí)對學(xué)生的思維能力要求要相對較高，與其他科目內(nèi)容相比，難度也更大一些。在概念教學(xué)環(huán)節(jié)，部分教師會將側(cè)重點(diǎn)放在概念本身的講解與拓展方面，以及在解題中的具體應(yīng)用，卻很少考慮學(xué)生之間的差異性，影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的興趣和積極性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率較低。而且教師與學(xué)生圍繞具體物理概念的互動較少，以至于學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的參與程度不高［1］。

二、元認(rèn)知理論下初中物理概念教學(xué)的有效途徑

（一）圍繞概念創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)學(xué)生感性認(rèn)知

物理是在八年級才增設(shè)的科目，而此階段的初中生形象思維占主導(dǎo)，缺少抽象思維能力。因此，教師在教學(xué)中，需要將抽象概念形象化。例如，教師可借助一些實(shí)物、模型或者其他教具輔助教學(xué)，圍繞具體概念創(chuàng)設(shè)直觀化的教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生的感性認(rèn)知，使其在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的認(rèn)識，并引導(dǎo)他們結(jié)合教學(xué)情境主動學(xué)習(xí)概念知識，加深對物理概念的理解。

例如，在“汽化和液化”的教學(xué)中，教師首先引導(dǎo)學(xué)生思考，水在氣態(tài)與液態(tài)之間是否能夠相互轉(zhuǎn)化，再引出本節(jié)課的課題。接著，教師用毛筆蘸水，在黑板上寫出“汽化”字樣，片刻后，字跡逐漸消失，以此構(gòu)建課堂教學(xué)情境，并提出問題：用水在黑板上寫的字為什么會消失？水去哪里了？讓學(xué)生仔細(xì)觀察現(xiàn)象，并且經(jīng)過思考，了解到水轉(zhuǎn)化為氣體散發(fā)在空氣中，引出“汽化”概念，幫助學(xué)生了解汽化的過程以及本質(zhì)。隨后，教師利用多媒體播放水沸騰的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考生活中還有哪些類似的汽化現(xiàn)象（如洗完衣服后晾干、地面灑水降溫、水沸騰時(shí)水逐漸減少等）。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和個人認(rèn)知意識到有兩種汽化方式，分別是沸騰和蒸發(fā)，從而深刻理解“汽化”這一概念。接著，教師創(chuàng)設(shè)新的情境，繼續(xù)帶領(lǐng)學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)“液化”這一物理概念，引導(dǎo)學(xué)生通過形象思維在元認(rèn)知下深度理解“液化”的概念。

（二）注重聯(lián)系生活實(shí)際，促進(jìn)學(xué)生理解概念

初中物理屬于物理教育的基礎(chǔ)階段，其中大多知識要點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)生活有著一定的關(guān)系，不但教材中蘊(yùn)含著大量的生活化元素，而且現(xiàn)實(shí)生活中也有大量的物理現(xiàn)象，這充分表明物理與生活有著密切關(guān)系。在元認(rèn)知下的初中物理概念教學(xué)中，教師需努力尋找實(shí)際生活與物理概念之間的結(jié)合點(diǎn)，借助相應(yīng)的生活元素講授概念，拉近課堂與生活間的距離，引導(dǎo)學(xué)生以生活經(jīng)驗(yàn)為初步認(rèn)知，再通過分析學(xué)習(xí)其中蘊(yùn)含的物理概念進(jìn)而引發(fā)元認(rèn)知，促使學(xué)生深刻理解概念。

比如，在開展“力? ?彈力”教學(xué)時(shí)，教師先指導(dǎo)學(xué)生利用身邊的器材，如尺子、課本、橡皮、紙張等，做推、拉、舉、擠、揉、壓等小實(shí)驗(yàn)，以及想辦法改變橡皮筋、彈簧、氣球的形狀，感知力的存在；再引導(dǎo)學(xué)生相互交流各自的感受，并結(jié)合教材插圖討論物體形狀發(fā)生了哪些變化及原因，讓他們通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到“形變”的概念。接著，教師要求學(xué)生自學(xué)教材中“力是什么”相關(guān)知識內(nèi)容，并結(jié)合生活現(xiàn)象了解力的概念，然后指導(dǎo)學(xué)生利用一些生活中的常見物品進(jìn)行按壓實(shí)驗(yàn)，如氣球、彈簧、橡皮筋、紙團(tuán)、橡皮泥等，發(fā)現(xiàn)按壓時(shí)這些物品的形狀均會發(fā)生改變，松開手后有的會恢復(fù)原狀，從而得到“彈性形變”的概念，并引出“彈力”的定義，即物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力。之后，教師讓學(xué)生給塑料尺施加不同的壓力，觀察塑料尺的彎曲程度，并給彈簧施加不同的拉力和壓力，觀察彈簧的伸長與縮短程度。通過這些實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生研究物體形變大小與外力大小的關(guān)系。

（三）教師做好演示實(shí)驗(yàn)，演繹物理概念生成

在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是常規(guī)教學(xué)，也是對理論知識加以補(bǔ)充與完善的有效途徑。尤其是在概念教學(xué)中，通過實(shí)驗(yàn)可以演繹物理概念的形成過程，降低學(xué)生學(xué)習(xí)概念的難度。因此，初中物理教師在講授概念時(shí)需要做好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)驅(qū)動下快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，并在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象助力下了解物理概念是如何生成的。

以“光的折射”教學(xué)為例，教師先演示一個小實(shí)驗(yàn)，把筷子插入盛有半杯水的玻璃杯中，要求學(xué)生觀察水中筷子的變化，即向上彎折。學(xué)生看到此現(xiàn)象不由自主地產(chǎn)生疑問：這是什么原因造成的？教師借勢導(dǎo)入新課主題——光的折射，讓學(xué)生對這一物理概念形成初步認(rèn)知。接著，教師演示“光由空氣斜射入水中的折射”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)真觀察光路，理解光發(fā)生折射的過程。光在水中和空氣中均沿著直線傳播，但是在水和空氣的交界處發(fā)生偏折。教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象把光路圖畫出來，同反射光路做對比，得出入射光線、入射點(diǎn)、法線、入射角、折射光線、折射角的概念及相應(yīng)的位置關(guān)系。之后，教師組織學(xué)生共同討論：當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，一定發(fā)生折射現(xiàn)象嗎？并結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析與研究，引導(dǎo)他們基于元認(rèn)知進(jìn)一步探索光的折射規(guī)律。

（四）學(xué)生動手操作實(shí)驗(yàn)，體會概念形成過程

實(shí)驗(yàn)在初中物理課程中的重要性不言而喻，概念歸屬于典型的理論范疇，兩者共同構(gòu)建一個完整的物理知識體系。其中，實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證與還原物理理論，通過直觀化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將理論呈現(xiàn)出來。因此，在元認(rèn)知理論下的初中物理概念教學(xué)中，教師要充分利用實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供更多親自動手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，使其體會物理概念的形成過程，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作形成對概念的元認(rèn)知，進(jìn)而理解得更為透徹［2］。

例如，在“摩擦力”教學(xué)中，教師將黑板擦壓在黑板上，讓其保持靜止?fàn)顟B(tài)，并提出問題：黑板擦為什么不掉下來？它受到哪些力的作用？學(xué)生結(jié)合已學(xué)知識展開思考，指出黑板擦同時(shí)受到重力和一個豎直向上的力的作用，二力平衡使黑板擦保持靜止。在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生猜測豎直向上的力是摩擦力。之后，教師讓學(xué)生自己動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：手掌以適當(dāng)?shù)牧Π磯鹤烂?，并稍微向前發(fā)力，同時(shí)保持手掌與桌面相對靜止。當(dāng)手掌按壓力增加時(shí)，手掌相對于桌面滑動；用手指模仿人走路，感受指尖受到的摩擦力方向。教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)提出問題：摩擦力是什么樣的力？其方向與作用是什么？引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，歸納出摩擦力的概念、種類、作用及方向，讓他們了解摩擦力是如何產(chǎn)生的。如此，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作學(xué)習(xí)物理概念，由親自感知引發(fā)元認(rèn)知，同時(shí)，使觀察、動手及思維能力均得到很好的鍛煉。

（五）借助信息技術(shù)手段，輔助學(xué)生認(rèn)知概念

當(dāng)前，多媒體技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各個教育階段的各科教學(xué)中，深得廣大師生的青睞。它能夠?qū)⒑芏喑橄蟮氖挛锞唧w化與直觀化，引發(fā)學(xué)生的感性思維，輔助他們順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，當(dāng)遇到一些難以演示、操作難度較大或有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可巧妙運(yùn)用信息技術(shù)手段開展虛擬實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供清晰明了的實(shí)驗(yàn)過程，以便他們通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，促使他們高效探索物理規(guī)律與原理。

例如，在教學(xué)“水循環(huán)”時(shí)，教師通過多媒體課件展示云、雨、雪、霜、霧、露、云等自然現(xiàn)象的圖片，并提問：雖然這些現(xiàn)象變化萬千，但是它們都有一個共同的本質(zhì)——水。那么水是如何發(fā)生變化的呢？水的各個形態(tài)之間是怎么轉(zhuǎn)化的？組織學(xué)生交流討論，并適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)和點(diǎn)撥。在此基礎(chǔ)上，師生共同歸納：云中的小水滴和小冰晶隨著氣流的急速升降而上下運(yùn)動，它們相遇后越聚越大，達(dá)到一定程度后就會下落。在下落過程中，冰晶吸熱熔化成水滴，與原來的水滴一起落到地面，這就是雨。接著，教師利用多媒體播放地球上水循環(huán)過程的動畫，模擬這一物理現(xiàn)象，帶領(lǐng)學(xué)生初步認(rèn)識“循環(huán)”的概念，然后設(shè)置問題：水的三態(tài)變化有什么規(guī)律？在水的循環(huán)過程中，有哪些物態(tài)變化？在水的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，是吸熱還是放熱？能量是如何轉(zhuǎn)移的？假如水的三態(tài)變化停止，水循環(huán)還能繼續(xù)進(jìn)行嗎？自然界的氣候?qū)鯓?？人類的生活又將會怎樣？教師組織學(xué)生一起討論和總結(jié)物態(tài)變化的名稱及吸放熱情況，將其整理成表格，以便學(xué)生實(shí)現(xiàn)對水循環(huán)的元認(rèn)知。

（六）實(shí)踐應(yīng)用物理概念，有效增進(jìn)學(xué)生認(rèn)知

在現(xiàn)代化教育觀視角下，教學(xué)的最終目的是應(yīng)用，物理概念教學(xué)也一樣。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念理論時(shí)，往往會在大腦中形成零散和不穩(wěn)定的認(rèn)知。隨著新概念的形成，舊概念就會慢慢被遺忘。但是在元認(rèn)知理論下，教師可采用解題訓(xùn)練的方式，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的物理概念來解釋或者解決問題。這樣，學(xué)生通過在實(shí)踐中應(yīng)用物理知識，在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上鞏固和強(qiáng)化認(rèn)知，從而達(dá)到元認(rèn)知［3］。

比如，在“浮力”教學(xué)中，先讓學(xué)生了解浮力概念，掌握浮力的產(chǎn)生條件以及影響浮力大小的因素，并理解阿基米德原理。之后，教師引入習(xí)題：根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，物體浸沒在液體里，受到的浮力大小與液體密度有著直接關(guān)系，同時(shí)和排出液體的體積有關(guān)聯(lián)，但也有學(xué)生認(rèn)為，物體受到的浮力大小可能與物體自身密度有關(guān)。讓學(xué)生根據(jù)上述猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并且將實(shí)驗(yàn)步驟寫出來。已知的器材有水、燒杯、細(xì)線以及彈簧秤等，請學(xué)生思考可能還需要哪些器材。學(xué)生通常會選擇體積一樣的鐵塊和銅塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。步驟如下：首先，使用細(xì)線系好鐵塊和銅塊，利用彈簧秤測量出兩者的重力[G]1和[G]2；然后，將鐵塊和銅塊分別浸入水中，記錄彈簧秤的示數(shù)[F]1和[F]2；最后，計(jì)算[F]1浮=[G]1－[F]1，[F]2浮=[G]2－[F]2，并比較[F]1浮和[F]2浮的大小。通過習(xí)題，為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會，讓學(xué)生利用學(xué)習(xí)的概念解決問題，使其對“浮力”這一概念形成元認(rèn)知，全面掌握影響浮力大小的因素。

總而言之，在元認(rèn)知理論下的初中物理概念教學(xué)中，教師應(yīng)摒棄以往淺層教學(xué)的束縛與禁錮，創(chuàng)新與改進(jìn)概念教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生先對所學(xué)概念產(chǎn)生初步認(rèn)知，再以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行再認(rèn)知，適當(dāng)提升概念教學(xué)的深度與廣度，幫助學(xué)生全面、透徹地理解物理概念，推動學(xué)生對物理原理、規(guī)律及公式的學(xué)習(xí)，為他們學(xué)習(xí)好物理課程提供更多助力。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 彭耀.基于學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)的初中物理概念教學(xué)路徑［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（20）：87-89.

［2］? 邵穎.研究性學(xué)習(xí)在初中物理概念教學(xué)中的運(yùn)用初探［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（14）：64-66.

［3］? 王小麗.初中物理概念教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐研究［J］.數(shù)理化解題研究，2023（2）：106-108.

（責(zé)任編輯? ? 羅? ? 艷）