“最近发展区”在物理概念教学中的应用

王进峰

(嘉兴高级中学 浙江 嘉兴 314000)

1 教学中遇到的困惑

物理是一门逻辑性很强的学科，概念的教学尤为重要，在新课教学中，有时对于一个概念的教学反反复复地讲，但是学生要么一头雾水，不知所云；要么就死记硬背，没有掌握本质，教学的效果很不理想.譬如，磁通量为什么就是磁感线的条数、电容器的电容的定义、电势能的概念等等.这些概念对于学生很难深入本质地理解到位，笔者通过反思自己的教学环节，发觉需要反省的正是概念教学的方式.

新课阶段，学生对于陌生的物理概念很难一下理解掌握，假如教师只是单纯地重复，学生只能机械地记忆，并不能深入理解概念的本质，也就形不成有效教学.“同化”过程如果出了问题，对学生后期的发展将会是很大的隐患.譬如，不理解电势，就很难理解电势能.物理知识的系统性很强，某一个环节出了问题，将会影响学生的学习兴趣，进而失去对物理的学习热情.

因此，我们在新课的概念教学过程中，不要一步到位，应该搭一个台阶，让学生能顺着台阶一步步地走，就好像给学生一个桃子，不能放太高，太高了他们够不着，就会失去追求的热情；也不能放太低，太低了就没有吸引力；应该放在一个他们跳一跳恰好能够到的地方，这样“诱使”他们一步步达到成功的彼岸.

这样质朴的道理也是有深刻的理论依据作为支撑的，前苏联教育理论家维果斯基的“最近发展区”理论与笔者思考的观点不谋而合[1].

2 寻找理论支撑

“最近发展区理论”认为学生的认知发展有两种水平，一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力，两者之间的差异就是“最近发展区”.教学应着眼于学生的“最近发展区”，为学生提供带有难度的内容，从而,调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其“最近发展区”而达到其可能发展到的水平，在此基础上进行下一个“发展区”的发展[2].

根据“最近发展区”理论，教学必须遵循因材施教的原则.从学生整体而言，比如一个班，教学应面向绝大多数学生，使教学的深度为大多数学生经过努力所能接受.这就得从大多数学生的实际出发，考虑他们整体的现有水平和潜在水平，正确处理教学中的难与易，快与慢，多与少的关系，使教学内容和进度符合学生整体的“最近发展区”.例如，遇到较难的章节，教师可以添加一些为大多数学生所能接受的例子，不一定全部按照课本的例题照搬，防止“本本主义”，以便各有所获.对于个体学生来说，有的学生认知能力强，兴趣广泛，思维敏捷，记忆力强，他们不满足按部就班的学习 ，迫切希望教师传授给他们未知的知识，要求更有深度的拓展.教师应根据他们的“最近发展区”的特点，实施针对性教学.

3 在实践中积极尝试

依据“最近发展区”理论，教学也应采取相适应的手段，教师借助教学方法、手段，引导学生掌握新知识，形成技能、技巧，要实现这一目的关键在于正确分析学生的“最近发展区”，然后铺好台阶，因材施教.下面讲两个笔者在教学实践中应用理论指导教学的案例.

3.1 匀变速直线运动位移公式的推导

在讲新课之前，先对学生和教材进行详细地分析.

学生已有的知识背景分析：能求匀变速直线运动的位移，知道位移x=vt.

学生可能的发展水平分析：处理变速直线运动的位移，化变为恒的思想，极限思想.

在已有知识和可能的发展水平之间存在巨大的鸿沟，怎样搭起一座过渡的桥梁呢？笔者的教学设计是,用一张形状不规则的纸张(图1)，让学生想想怎样求这张纸的面积.

图1 不规则纸张

生：画格子法(图2).画好格子然后数格子数，不满半格的舍去，超过半格的算一格，设格子的总数为n，每一格的面积为S0，总面积为S=nS0.

图2 画格法

师：怎样才能更精确点？

生：格子更小一些就行了.当格子足够小时，面积就精确地等于格子的总面积之和.

师：既然不规则的面积可以分成很多小的规则的格子，那么，匀变速直线运动该怎么样来处理？

学生很自然就想到采用分割的方法,将变速运动分解成很多个运动，每一个运动都是匀速直线运动，最后，将匀速直线运动的位移求和就是整个匀变速运动的位移了，将不熟悉的知识归为已学知识和已经掌握的方法.

评析：求不规则平面面积的例子其实已经渗透了“极限”的思想，然后,再提出将变速运动切割成无限多段“匀速运动”就顺理成章了.给学生搭了一个思维的台阶，就能顺利达成教学目标了.

3.2 电势能概念教学

“电势能”是电学里很难直观表述清楚的概念，因为电场本身看不见摸不着，非常抽象，而能量是教学中的又一个难点，两个加在一起，学生要想理解并掌握它非常困难，所以，我们不妨借助“最近发展区”理论来寻找教学的突破口.在实施新课教学之前，先分析学生的知识和能力水平.

学生已有的知识背景分析：初步有了电场的概念，电场的强度也已经能表达，但是对于电场中的能还没有概念.

学生可能的发展水平分析：电荷在电场中具有的能量叫电势能.电势能与电场力做功密切相关，电场力做的功等于电势能的变化.

从电场的“强弱”到电场具有“能”是一个巨大的思维跳跃，学生的思维还没有准备好，但是学生已经在“机械能”一章里学习了重力势能的概念，知道重力势能与自身重力和高度都有关，而势能差与重力做功有关.笔者的教学设计就从他们熟悉的情境入手.

物体放在高处，为什么具有重力势能？怎样体现的？学生知道,因为重力会做功，所以具有重力势能.然后举电荷的例子，电荷放在电场中会运动吗？学生知道电荷在电场力作用下会加速,也就是说电场力能对电荷做功，会做功说明电荷在电场中具有能量，叫电势能.然后,与重力势能的表达式类比.电场能肯定与自身的电荷有关，又与在电场中的位置有关，于是可得到电势能的表达式.这样的过渡与类比非常自然贴切，化解了教学的难点，顺利实现过渡.

评析：从电场强度到电势能，这个跨度可谓巨大，但是经过分析整合，利用类比将知识的鸿沟一步步填平，使得学生跳一跳能够得到新的知识，发展新的能力，符合最近发展区理论提出的观点.

3.3 磁通量教学

磁通量是磁场一章的一个难点，学生可以采用类比的方法对磁感应强度从电场强度里寻找灵感，但是磁通量是很抽象的，主要是为了电磁感应而引入的概念，那么，怎样寻找“最近发展区”呢？

学生已有的知识背景分析：有磁感应强度的概念，已经建立磁感线的概念.

学生可能的发展水平分析：从磁通量的意义来看，磁通量所表示的是穿过磁场中某个面的磁感线的有效条数；从场线角度来看，穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关.

磁通量是标量，但它有正、负之分，其计算遵守代数运算法则.在研究某个面处于多磁场时，必须考虑正、负磁通量的代数和的效果.但是很多学生没有这样的概念，不妨以收入与支出打个比方，即你收入100元，支出30元，还剩多少？那么，我们在理解磁通量的概念时，也可以采用“收入、支出相抵”的方法来理解，看抵消后还剩下多少条就是磁通量的含义了.不妨举个例子，如图3所示，平行长直导线P，Q中通过同方向、同大小的电流，矩形导线框abcd与P，Q处在同一平面.在矩形导线框从图示位置Ⅰ向右匀速运动到Ⅱ的过程中，穿过它的磁通量如何变化？

图3 磁通量变化情况分析

解析：因为线圈处于两个导线产生的磁场中，所以，穿过线圈的磁通量必须考虑代数和.越靠近通电导线磁场越强，越远离则磁场越弱，由于两根导线通过的电流大小、方向均相同，则线框处于中间位置时，穿过它的磁通量的代数和为零；在中间位置偏左侧，穿过线框的磁通量的代数和表现为垂直于线框向里，且越靠近导线P，穿过线框的磁通量越大；在中间位置靠右侧，穿过线框的磁通量的代数和表现为“垂直于线框向外，且越靠近导线Q，穿过线框的磁通量越大”，因此，在线框从Ⅰ位置移到Ⅱ位置的过程，穿过线框的磁通量表现为先减小，后增加.

评析：磁通量过于抽象，如果没有铺垫，学生难以一步到位理解透彻，所以，需要搭桥.物理概念常常需要通过类比将知识的鸿沟一步步填平，可以是概念类比，也可以用生活经验类比，可以使抽象的概念更加直接形象，也更容易被学生接受.

4 实践后的感想

有了“最近发展区”理论的指导，在教学前仔细分析学生已有知识水平和可能的发展水平，如果跨度不大，学生可以接受的，直接讲概念；如果跨度很大的话，则就在它们之间寻找一个个教学台阶，让学生站在台阶上，再往更高处看，就能看得更远，知识就能顺利衔接.这样，学生会一路随着你的指引，行到水穷处，坐看云起时.

参考文献

1 张大均.教育心理学.北京：人民教育出版社，2003

2 徐美娜.“最近发展区”理论及对教育的影响与启示.教育与教学研究，2010(5)