运用本原性问题驱动物理概念教学——以“物质的密度”为例<br/>

运用本原性问题驱动物理概念教学——以“物质的密度”为例

2014-01-08王俊

物理教师 2014年7期

王俊

（扬州中学教育集团树人学校，江苏扬州 225001）

“物质的密度”是中学物理最基本、最重要的概念之一.首先，密度是学生后续学习液体压强、浮力等知识的基础.其次，密度是学生涉及的第1个物质的物理属性，它是用比值定义的物理量.建立密度概念的科学方法对于学生学习物质的其他物理属性具有代表意义.一直以来，密度都是教学的重难点.因此，密度概念的教学备受教材编者、课改专家以及一线教师的关注.如何以更宽广的视野透视密度教学的内涵，并彰显其物理本质与教学逻辑？笔者提出了一些不成熟的观点和做法，与同行们交流.

1 所用教材中密度概念的建构思路与评析

现行苏科版初中物理教材关于密度概念的建构思路是：讨论交流——怎样区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块？→提出问题——物体的质量与体积之间有什么关系？→猜想假设——同种物质的物体，体积越大，质量越大，其质量与体积很有可能成正比，即质量与体积的比值应该为定值.→实验验证——分组实验，每组选择两种不同的物质（如铁和塑料，或铜和铝等），每种物质选3个体积不等的物体.分别测出质量和体积并记录，计算出质量与体积的比值.→得出结论——同种物质的物体，质量与体积的比值相同；不同种物质的物体，质量与体积的比值不同.由此可见，某种物质的质量与体积的比值反映了这种物质特有的性质.在物理上，我们就把单位体积的某种物质的质量定义为密度.→知识应用——通过比较质量与体积的比值（即密度）区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块.

笔者认为，如果按照教材的处理方式进行教学，主要会产生以下2方面的问题.

（1）设置的问题情境缺乏明显的探究方向.

教材设置了“怎样区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块？”的问题情境，意图是让学生能够提出需要探究的问题——质量与体积的关系.但是，学生面对这样的问题情境，很自然地就会偏离预设的“轨道”.学生根据自己原来的认知会提出很多方法，例如：刮开涂层观察颜色、比较软硬程度、观察能否导电、观察能否被磁铁吸引等等.这时要把学生拉回“正轨”，就会把“问题”生硬地强加给学生.

（2）学生无法真正理解密度是什么.

课后，如果你问学生，密度是什么？他们会告诉你：某种物质的质量与体积的比值.如果你再问，为什么把某种物质的质量与体积的比值定义为密度？他们会告诉你：因为同种物质的物体质量与体积的比值相同，不同种物质物体的这种比值不同.显然，学生认为“比值一定”是建立密度概念的原因，其实这是“因果颠倒”的错误.如果你继续问，密度反映了物质怎样的一种特性？学生根本不知道.

为什么会出现上述的两个问题？可以借用哲学上对“本原”的思考方式从物理学科教学的角度来寻找答案.

哲学对“本原”的思考凸显为一种刨根问底的探询精神，即始终把理解一切事物的“最初根源”、“始基”作为第一问题.“本原性问题”是指能够揭示某一学习主题中最为原始、朴素、本质的观念、思想和方法的问题.［1］“问题驱动”是指让课堂教学围绕问题展开，用问题引领学生思维，有效激发学生理解和体验学习主题的本质.

建立密度概念的“最初根源”是什么？密度概念所包含的“最本质的观念、思想和方法”是什么？苏科版教材的编写思路完全回避了“物质分布的疏密程度”和“比值定义法”，从而未能合乎逻辑地解决密度教学的两个“本原性问题”：一是为什么要把质量与体积相比？二是为什么要把质量与体积的比值定义为密度？