浅论概念的自然生长——基于“位移”概念教学的设计流程及理性分析

陈金秀 朱建廉

(1.南京市雨花台中学,江苏 南京 210012;2.南京市金陵中学,江苏 南京 210005)

1 问题的提出

针对概念的教学,较为普遍的教学实践往往是如下所述的“三部曲”,即第一,给出概念的定义;第二,剖析概念的特性;第三,针对概念的运用.这样的概念教学流程,在主观设计理念上所把握的相应要点依次是:以定义的逻辑操作揭示概念的内涵而明确概念的本质;在了解概念的特性基础上而求得对概念的深刻理解;将概念迁移至问题的解决过程中而强化概念的把握.

笔者认为,尽管概念教学的上述流程能够保证相应的知识目标的达成,但由于流程的运作内容、运作次序、运作策略等,均疏于针对学习主体情感因素的关注,从而使得相应的教学在知识建构的层面上显得生硬而不自然.这将对三维教学目标的整体达成形成先天性的负面影响.

本文借“位移”概念教学的各个环节作相应的设计,试图以此呈现概念在教学活动中的“自然生长”过程,并在“教学内容”与“教学对象”之间建立起亲切而自然的有机链接,从而使得包括知识目标在内的三维教学目标能够全方位的整体达成.

2 概念意义的自然生长

引入概念,就应该明确引入概念的必要.相应的教学设计及其分析如下.

教学设计1:引入“位移”概念的必要性.

关于引入“位移”概念的必要性论证,相应的教学设计为表1所示的问题组合.

设计分析1.概念引入的必要性,应该由概念自身的意义与价值而自然的予以表达.对于有意义、有价值、能够说明某些问题、能够表达某种意义的概念,便具有引入之必要.由于“路程”不能明确表述运动物体的“位置变化”,所以就自然提出引入新的物理量的必要,而所引入的物理量其意义显然就是用以精准描述运动物体的“位置变化”.

从概念引入的必要性出发而自然界定将要引入的“位移”概念的意义,其引入概念的意义建构显然就是所谓的“自然生长”过程.

3 概念定义的自然生长

定义概念,就应该认准定义概念的目的.相应的教学设计及其分析如下.

教学设计2:定义“位移”概念的目的.

关于定义“位移”概念的目的性指认,相应的教学设计为表2所示的问题组合.

表2

设计分析2.引入某个概念时,需要针对所引入的概念下定义以揭示其内涵.针对所引入的概念下定义时,应该关注着引入概念之目的.既然我们引入“位移”概念的目的是用以描述“位置变化”的大小和方向,而“位置变化”的大小和方向又是由运动物体的“始位置”与“末位置”间的空间关系所决定,所以我们就应该将“位移”概念定义为:从初始位置指向末位置的有向线段.有向线段的长短描述“位置变化”的大小,有向线段的指向描述“位置变化”的方向.

从概念定义的目的性出发而自然给出“位移”概念的定义,其定义概念的相关运作显然就是所谓的“自然生长”过程.

4 概念性质的自然生长

认识概念,就应该侧重了解概念的特性.相应的教学设计及其分析如下.

教学设计3:界定“位移”概念的特性.

关于指认“位移”概念的个性化界定,相应的教学设计为表3所示的问题组合.

表3

设计分析3.认识概念,针对相关概念做出准确的指认与精准的界定,应该从把握概念的个性化特征入手.既然“位移”是用以描述某个过程中运动物体的“位置变化”,那么“位移”当然就应该具备着所谓的过程性特征.既然“位移”是用以描述“位置变化”的大小和方向,那么“位移”也就自然是既有大小又有方向的矢量.

在明确“位移”概念的引入目的、理解“位移”概念的物理意义的基础上,“位移”概念特性的指认与界定的相应操作,也就顺势成为所谓的“自然生长”的过程.

5 概念辨析的自然生长

理解概念,就应该注重相关概念的辨析.相应的教学设计及其分析如下.

教学设计4:“位移”概念的辨析.

关于理解“位移”概念的相关性辨析,相应的教学设计为表4所示的表述判断.

表4

设计分析4.欲对概念作深刻的理解和精准的指认,通常可以将概念放在相似、相近、相关的概念当中作相应的比对,并在比对中针对所指认的概念实施精细的辨析,通过辨析而对概念形成精准的理解.“位移”与“路程”都是针对运动所做的空间描述.“路程”是物体运动路径的长度,“位移”是运动物体的位置变化;“路程”是标量,“位移”是矢量;一般情况下“位移”的大小总小于“路程”,只有物体向着确定的方向沿直线运动时,“位移”的大小才与“路程”相等.

初中阶段以“路程”量化运动而未能明确“位置变化”,因而高中阶段引入“位移”概念以代.将“位移”与“路程”作比对而作精细的辨析,相应的比对与辨析显然也形成了所谓的“自然生长”过程.

6 概念迁移的自然生长

掌握概念,就应该关注概念迁移的应用.相应的教学设计及其分析如下.

教学设计5:关于“位移”概念的应用.

关于针对“位移”概念的应用性操作,相应的教学设计为以下给出的例题及解答.

例题.一支队伍在平直的公路上行军,走在队伍最前端的队长让传令兵将命令传达给每一位队员,于是传令兵便相对于队伍从最前端运动至最后端,传达完命令后又立即相对于队伍从最后端运动至最前端而向队长汇报.若在这一过程中队伍的长度始终保持为L,且队伍前进的距离为4L,则传令兵在这一过程中通过的位移大小s和路程d分别为

(A)一定有s＝4L.(B)可能有s＝5L.

(C)一定有d＝6L.(D)可能有d＝4L.

解析:在题设过程中,队伍的运动情况和传令兵相对于队伍的运动情况分别是:队伍沿平直公路向着确定方向前进,通过的距离为4L;传令兵在这一过程中先相对于队伍从最前端运动至最后端,接着又相对于队伍从最后端运动至最前端.于是,队伍和传令兵在始末状态的位置如图1所示.

图1

可见,题设过程中传令兵通过的位移大小必为s＝4L.

考虑到传令兵相对于队伍的运动可以有如下两种极端的类型:第一,奋力向队伍后端奔跑,至队伍最后端立即折返跑到队伍最前端;第二,停下待队伍最后端至,然后追赶队伍至最前端.上述两种极端情况可将传令兵在题设过程中通过的路程界定为如下范围内,即4L≤d＜6L.

上述分析表明:本例题的答案应选(A)、(D).

设计分析5.在“位移”概念的教学活动中,完成概念的意义建构后,将概念迁移至具体问题的解决中,不失为强化概念把握的好方法.由于“位移”只由始末位置所决定,而“路程”则与运动的过程相关,所以例题的分析确能表明:确定“位移”要比确定“路程”更为简单.

所选的例题仍然涉及“位移”与“路程”的比对,这使得“位移”概念在迁移到具体运动问题的应用分析时再次与“路程”概念实施比对,从而使相应的应用成为所谓的“自然生长”过程.

7 结语

针对“位移”概念教学的上述设计,我们在主观上是想使“位移”概念的意义、定义、特性、辨析以及应用等环节,都能够在教学实施过程中达到所谓的“自然生长”的境界.而主观上旨在能够达到“自然生长”境界的上述“位移”概念教学,相应的教学设计有如下几个要点需要引起理性的关注.

要点1:基于“自然生长”的概念教学活动,应该从引入概念的必要性分析切入而使之“自然生长”——由于“路程”不能精准描述“位置变化”情况,所以需要引入“位移”概念以代.

要点2:基于“自然生长”的概念教学活动,需要以上位的核心概念为“生长点”而使之“自然生长”——由于“运动”是“位置变化”,所以引入的“位移”便以描述“位置变化”而“自然生长”.

要点3:基于“自然生长”的概念教学活动,可以通过与“前概念”的比对而使之“自然生长”——由于“位置变化”具有方向性,所以矢量“位移”取代了标量“路程”;由于“位置变化”只关注始末位置的空间分布关系,所以引入的“位移”不必与运动的具体路径发生关系.

要点4:基于“自然生长”的概念教学活动,必须以清晰的“逻辑线索”来保证概念的各层次内容有序的“自然生长”——以“运动”概念为“生长点”,论证引入“位移”概念之必要,明确“位移”概念之意义;分析“位置变化”的描述要求和“路程”概念之不足,明确“位移”概念的内涵与特性;依据与“路程”概念比对中所明确的“位移”概念而解决具体问题,使得“位移”概念的“自然生长”更加丰满.