活用变式延展认知，助力物理规律教学

黄继红

【摘 要】在指导学生认识和理解物理规律时，教师要创设大量的情境，让学生在纷繁复杂的情境中发现事物的本质规律，这就点明了变式在学生物理规律学习中的重要价值。本文结合教学实例，探索了变式在物理规律教学中的具体应用。

【关键词】变式教学；物理规律；应用策略

变式被广泛用于物理习题教学，以提高学生知识迁移能力和问题处理能力。实际上，变式还可以运用于学生物理规律的学习，以下是笔者对此的思考。

一、物理规律和变式

物理规律是对自然界最本质属性内在联系的基本反映，它能对事物发展趋势做出方向性的预测。相比于物理概念，物理规律是人们对物理现象更高层次的认识，是理性分析的结晶，也是概念发展的重要成果。

从建立过程的特点来看，高中阶段研究的物理规律可以分为两类：一类是综合方式形成，即研究者针对大量的物理事实和实验数据，进行加工总结，并最终概括出有关规律，这被称为物理定律，比如牛顿运动定律、气体实验定律、法拉第电磁感应定律等；另一类是通过理论分析形成，即研究者通过已有的概念和定律进行深度研究，结合数学工具进行推导、演绎出来的结论，这些内容一般被称作物理定理，比如动能定理、动量定理等。

相比而言，高中阶段所学习的物理定律要多于物理定理，这其实也从侧面表明，大多数物理规律是源于人们对大量物理现象观察和实验得来。这也为物理教学指明了方向，教师要呈现大量的物理情境，让学生在纷繁复杂的情境中发现事物的共同属性，在错综复杂的物理量之间寻找科学的联系，进而形成物理规律。由此可见，在规律教学中引入变式，通过变式来呈现形态各异的物理情境，是物理规律本身属性所决定的。

二、变式在物理规律教学中的应用策略

变式教学作为高中物理教学策略中的一种，必须要完成一般策略所要完成的任务，同时也要充分发挥自身的优势。联系教学实践，笔者认为变式在物理规律教学中的应用策略主要包括以下几点。

1.正面讲清来龙去脉

物理规律来自于大量物理现象的总结，而变式教学的优势就在于能为学生呈现各种各样的情境，引导学生从中发现物理量之间的关系，进而对规律形成较为透彻的认识。比如动量守恒定律，教师就要列举碰撞情境、爆炸情境、反冲情境，让学生从中理解物理规律的内涵，在创设碰撞情境时，教师还要指导学生探索弹性碰撞、非弹性碰撞以及完全非弹性碰撞等多种变式中的动量特征，并由此引导学生辨析其中的能量关系，引导学生更加全面地理解规律，这也有助于学生比较动量和动能两个量之间的差别。

2.反面辨析适用条件

学生在学习物理规律时存在这样的误区，那就是盲目地套用公式，在他们看来，只要运用公式将有关物理量凑到一起，搭建方程求解出未知量，那就意味着问题已经求解结束。事实上，这会犯下致命的错误。比如在求解电动机的电流时，学生直接采用欧姆定律，用电动机两端的电压除以电流得出结果，这显然是不正确的，因为电动机的能量不是完全转化为电热，因此有UI>I■R，化简后可以发现U>IR，即欧姆定律不成立，通过这样一个反面的例证，学生可以轻松明确欧姆定律的适用条件。

3.侧面沟通充分理解

采用变式教学不仅可以从正面、反面来创设情境，帮助学生学习物理规律，更可以引导学生从侧面展开探索，从而对规律形成更加深刻的理解。比如研究气体压强的微观原理，我们可以列举雨滴对伞面的撞击，以及空中洒落的黄豆对台秤的撞击等情境，引导学生思考模型的相似性，进而帮助学生以宏观模型来认识微观现象，这也将促成学生对相关原理形成理解。

三、關注插图的微妙变化

有些变式不一定会有呈现出来的先收顺序，如果我们细心地观察，会发现教材中很多具有对比性、动态化的插图，插图是物理教材中不可或缺的重要组成，但是其始终是一个居于从属地位的存在，即它虽然能在情境创设以及物理知识表达、物理规律理解等方面起到非常重要的作用，但是它仍然不能彻底地替代文字而单独存在，它对学生的探索和认知可以起到辅助性的作用。基于上述分析，教师在进行教学时必须要意识到，插图的“辅助性”表明它是帮助学会进行认知的手段，而不是真正的目的。

比如，在引导学生认识表面张力时，教材将肥皂膜实验的现象呈现出来：如图1所示，用烧热的针尖刺破某半边肥皂膜，表面张力的作用会将棉线向另一侧拉。教师不能因为插图已经非常直观地将实验现象呈现出来，就跳过实验操作，让学生结合书本材料的阅读来进行理解，这显然误解了教材插图设计的初衷。因此教师在处理教材时，要恰当使用图片资源，而不能因过分依赖它而忽略学生对探究过程的体验。

“变式”意味着我们在情境的创设上注重了细微之处，同时这也是一种实践意识的渗透，学生在课堂上始终保持着缜密的思维状态，观察能力和分析能力获得有效的提升，这都将内化为学生的技能、能力和素养。

【参考文献】

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