浅谈物理概念的“台阶法”教学

　　物理概念是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映，是组成物理知识的基本单元。它的学习是物理学习中最基本、最重要的内容。学生对物理概念的学习不仅包括理解概念的物理意义，还包括运用概念解释自然、生活中常见的物理现象，解答有关的物理问题。本文试从教学策略的优化上，利用“台阶法”来讨论概念的教与学。
　　一、关注教与学的本质属性
　　学习是在学习者的头脑中建立或者修改一个知识体系。即新知识和“旧”知识必须发生实质联系才能被学习者所接受，才能长时期地驻留于学习者的头脑之中。教学是帮助学习者，并在学习者的头脑中建立或者修改一个知识体系。
　　由于学习者自身的原有情况不同，因此其接受知识并使知识驻留在头脑中的方式也不同，即对学生来讲，“新”知识的新鲜程度是不一样的。学生原有的知识背景越多，知识体系质量越好，其融合新概念的难度就越小，教师的概念教学的起点就可以高一点；反之，若原有的知识背景越少，质量越差，则他融合新概念的难度就越大，教师的概念教学的起点就必须要低。因此了解学生原有的知识结构成了教师教学的必须。
　　二、用创造性的概念教学来体现不同概念教学的特殊性
　　帮助学生获取、加工和处理概念并使之同化到学生固有的认知结构中，是一项艰巨的、富有创造性的教育工程。笔者经过多年的教学工作实践认为：概念教学成功的关键是用通俗感人的直观材料、简明扼要的分析推理、生动形象的语言，并辅以良好的学习环境来为学生的概念学习铺好台阶。这些台阶主要由以下几部分组成：
　　台阶一：丰富学生的感性认识
　　学生对物理概念的认识，来源于各种感性知识：一种形式是通过观察实验对正在发生的物理现象的感知；另一种形式是通过听讲、阅读教材获得的感知；教师用常见的生活事例引发学生的感性认识，用画示意图、过程的流程图，都是为了使学生对研究对象获得比较完整的感知。例如学生在学习动量这个概念时很有可能提出这样一个问题：动量仅仅是在速度的基础上乘以物体的质量，而物体的质量是不变的，动量实质上不就是速度吗？这时教师可以举出这样一个例子来简单说明提出动量概念的必要性：假如一只蚊子和一列火车均以5m/s的速度撞在你的身上，你的感觉如何？学生会在“都没感觉”的回答声和笑声中领悟提出动量这个概念必要性。
　　台阶二：建立科学的物理表象
　　表象是人们过去对事物的反映在头脑中所留下的痕迹，当这些痕迹在人的活动中恢复或再现的时候，就成为表象。大量的实验研究证明，许多学生在日常生活中形成的物理表象很多是错误的，对物理实验后在大脑中储存的物理图景有许多是片面、孤立、以个人为中心建立的，并形成了一些与物理知识相悖或不尽一致的观念和规则，这就是前概念。
　　前概念具有广泛性、肤浅性、顽固性、隐蔽性。对力与运动的关系有许多前概念，例如：要使物体不断运动必须始终有拉力；拉力越大物体运动得越快；匀速运动时物体受到的动力大于阻力；加速运动的物体受到的力应不断增加；物体受到的力逐渐减小时，速度也在减小。
　　台阶三：帮助学生掌握一些物理中定义物理量的方法
　　高中物理的概念很多，而且大多很抽象。比如电场强度E，由于电场本身就是一种很难被人类感知的物质，要去定义这样一种物质的属性，对那些对电场缺乏感性认识的学生来说确实困难。若教师以前就教授学生用“比值法”定义物理量的方法，学生此时接受这种抽象的概念也许会轻松一点。例如在讲授物质的密度ρ=m/V时，就讲授此为“比值法”定义，且说明某一种物质的密度与物体的质量和他的体积、形状无关，物质的密度是物质的本质属性。以此类推E=F/Q中，电场强度E与检验电荷Q的大小、正负无关，它反映的就是电场本身的属性。当然同样也可以定义：U=W/Q；C=Q/U；B=F/IL等一系列抽象的概念。
　　台阶四：诠释概念，关键是用学生的操作语言讲透概念
　　教师在讲解概念时，有必要把前人在对概念下定义时用高度概括和抽象的语言分解开来，然后再还原回去；变化不同的角度、使用不同的词汇来解释概念。教师可以做以下几个方面工作：
　　1.明确概念的内涵。即明确概念所反映的物理现象或过程所特有的本质属性。例如，在说明物距和像距应特别强调：物距是物点在主轴上的投影到光心的距离，而不是物点到光心的距离。
　　2.明确概念的外延。即明确概念的运用条件和适用范围。例如讲解三个场强公式E=F/Q、E=kQ/r2、E=U/d，应让学生明确公式的适用范围。E=F/Q是电场强度的定义式，可以用在任何场合；E=kQ/r2由于是根据库仑定律F=kQ1Q2/r2推导出来的，因此该公式只能用在点电荷产生的电场中；而E=U/d，在高中阶段只能应用在匀强电场中。
　　3.了解相关概念的区别和联系。例如做功与传热都是改变物体内能的两种方式，在使物体内能变化上功与热量是等效的；但是做功是一种形式的能转化为另一种形式的能，而热传递是内能从一个物体转移到另一个物体，但形式没有变化。
　　台阶五：概念学习要不断、主动地重复
　　教学过程就是帮助学生获取和加工处理信息并使之同化于学生固有的认知结构的过程。新摄入到学习者头脑中的信息必然与学习者头脑中已然存在的信息交汇在一起，从而引起对其信息体系（即其认知结构）更新的过程。老师可以采取下面两种方法：
　　1.精心设计练习。在设计练习时分清练习题目的目的和层次，练习要有很强的概念性和针对性，要有难度上的梯次变化，对那些内涵深、外延广的概念的练习要能从不同侧面来反映这个概念。
　　2.努力培养和发展学生的批判性思维能力。所谓批判性思维能力指的是一个人对各种信息进行独立的分析、判断、评价、演绎和归纳的能力，其最重要的特征是对各种信息的逆向、甚至多向的思维倾向。概念的教学需要学生自身对新获取的信息进行独立的分析、判断、评价、演绎和归纳，否则他们头脑中的新旧信息不可能进行有效同化并将同化的结果合理地固化于其认知结构之中。
　　另外，教学必须根据学生的特殊性来表现其创造性，这就是经常所说的具有随机性的教、学互动，教师只有在随机的互动中表现出创造性，才可能处理好教学中的问题，课堂教学中才可能发生让师生双方都心醉的魅力。在概念教学中不可以唯书、唯上，创造性教学是教学焕发新生命的原动力。
　　（作者单位 江苏省张家港外国语学校）