物理概念教学的精加工策略

赵灿冬

摘 要：物理的概念和名词比较抽象，不方便学生记忆，更不利于学生理解。在物理教学中通过析义、类比、归纳等途径进行“精加工”，使知识形象化、系统化，可以帮助学生识记、理解物理概念。

关键词：精加工策略；物理概念；抽象；形象

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）12-0011-3

物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分，而且是构成物理规律、建立公式和完善理论的前提，正确地理解和掌握物理概念是学好物理的基础。物理概念的教学中，由于不能很深入地挖掘概念的本质属性，使学生缺少对概念认知的体验，易受前概念干扰，导致概念碎片化，不能形成结构体系，不利于学生理解和记忆，给学生的后续学习带来很大的障碍。

心理学家艾宾浩斯认为，识记就是形成联想，并把知识纳入一定的意识图式。美国教育心理学家奥萨贝尔认为，意义学习过程是学习者把代表事物的语文符号构成的新知识与学习者认知结构中已有的相应观念建立实质性的和非人为的联系，从而产生对客观事物之间的必然联系的反映。因此，本文从心理认知视角出发，提出物理教学中对概念进行精加工的策略。

精加工策略是认知策略的一种类型，它是学习者加工信息的方法和技术，帮助学习者有效地从记忆中提取信息。精加工策略的具体模型是学习者把新信息与头脑中的旧信息联系起来，从而增加新信息的意义，其要旨在于建立信息间的联系。物理概念教学的精加工可以有以下几种策略。

1 回归物理概念本原，唤起感性认知

物理本来是一门非常形象的学科，但科技名词为了简洁性，经常会进行缩略和组合，因此就显得抽象起来。为了理解这些名词，这时就必须把每个字的本原意义找出来。

有许多概念看起来很生僻，如回复力、倔强系数（现在叫劲度系数）、简谐运动、电动势等，理解和记忆还是有些难度的。在这种情况下，要让学生知道这些名词的通俗化含義。如回复力，在词典中回复的含义是“恢复（原状）”，即恢复弹簧的原长状态。回复力就是要让物体恢复原状——回到平衡位置，当然这个力就是指向平衡位置的。简谐运动中的“简”就是“简单”，“谐”就是“和谐”，简谐运动就是这样一种简单、和谐的振动，从字面上就反映出运动的美和物理的美。干涉和衍射也是比较抽象的概念，在词典中，干涉的意思是“过问、介入”的意思，两列波在空间重叠时发生叠加形成的现象就叫干涉；而衍射的“衍”字，是“散开、扩展”的意思，从此出发也就不难理解“波偏离原来直线传播的物理现象”的物理意义了。

许多概念是从英语翻译过来的，经过这样的转换，反而不利于学生理解。这时我们可以回到它的英文原意去发掘对应的汉语表述，帮助学生理解物理概念。如功这个物理量，在汉语中是“功劳、成绩”的意思，英文表述是“work”，而“work”的中文意思是“工作、功课、事”。因此可以理解为：力作用在物体上，要做成“事”，即要在力的方向上发生位移才叫做了功；而功率的英文表述是“power”，“power”的中文意思是“能力、本领”。功率大，就是做功的本领大，但做功不一定就多，有这个能力，不一定都做了事。用这种方法分辨功和功率，学生的印象相当深刻。还有惯性，英文表述是“inertia”，它的中文翻译是“不活动、迟钝、懒惰”。物体保持原来状态不变，不是懒惰是什么？再如电场，英文表述是“electric field”，“field”的中文含义是“原野、田地、牧场、领地”，电场当然就是电的原野，电的领地。

有些概念是英语缩略再翻译来的，这时就要回到原词上去。如激光也叫镭射，英语翻译为“laser”，是取自英文“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的各单词头一个字母组成的缩写词，意思是“受激辐射光放大”，这样的英文全名表达了形成激光的主要过程。托卡马克，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，它的名字“Tokamak” 来源于环形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、线圈（kotushka）。雷达是英文“radar”的音译，是“Radio Detection And Ranging”的缩写，意思是无线电检测和测距的电子设备。通过这个分析过程，还有谁不知道雷达用的是电磁波呢？

回归本意，是让学生学会望“文”生“意”。借助学生已有的知识，建立形象的物理概念，借此扩大学生学习的最近发展区，将新信息纳入学生的最近发展区内，帮助学生接受新的概念。

2 尝试概念相似类比，生成形象体验

对于许多抽象的名词、概念，我们也可以用形象的事物、行为来比拟抽象事物的方法，使抽象的事物变得直观。如学生对摩擦力的理解是一个难点，特别是摩擦力的方向。在生活中，“摩擦”的意思就是“因彼此利害矛盾而引起的冲突”。由此可以给出这样的类比，两个同学关系很好，同进同出、想法相同、步调一致，就相当于两个物体有相同的运动和运动趋势，物体间没有摩擦。如果两个人意见不同，一个想吃西餐，另一个想吃中餐，这时就会产生摩擦，类比于物体间有相对运动趋势。每个同学都会拉对方服从自己的意愿，也就是产生了作用力，摩擦力的方向就是“拉别人，随自己”。在这样的条件下，有两种情况会出现：一种是由于双方协商一致的作用（最大静摩擦力）够大，两人运动一致，这时的摩擦就可类比于静摩擦；还有一种情况是双方分道扬镳，这时的摩擦可类比于滑动摩擦。将两个物体作用与生活行为比拟，不但形象，而且有趣，师生在快乐的氛围中完成知识的传递、生成。

在高中课本中，使用水杯来类比电容器（如表1）。

表1 水杯类比电容器

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学生发现，水量和电量可比拟，水的高度（正比于水压）和电压也可比拟，但拿电容量和杯底面积比不太合适，因为电容量是由电容器的本身结构决定，而底面积只是水杯的部分属性，笔者启发学生找到自己能接受的类比方式。经过大家的思考，最后给出了表2所示的类比模式。

表2 气瓶类比电容器

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在这个类比中，气瓶的容量是由气瓶的本身结构决定的，和电容量与电容结构有关相同，而且气瓶压强太大会爆，电容电压太高会被击穿，这也具有相似性。这种比较更加形象，而且易被学生接受。

在概念的教学过程中，引导学生将新建立的概念与其生活中已有的概念相联系，通过类比，帮助学生理解概念的内涵，可以让抽象的概念更形象化。

3 归纳概念的习惯用法，形成类属结构

学习的类属过程是把新的观念归属于认知结构中原有观念的某一适当部位，并使之相互联系的过程，它使新知识停泊在原有知识的锚桩上，故亦称归属作用。在物理学科中有许多是以“××率”的形式出现的概念，如速率、效率、功率、变化率、折射率、斜率、电阻率等。通过对这些概念进行归纳后，可以得出这样的信息：“率是两个相关的数在一定条件下的比值”。从这个义项出发就可以认识到，速率是路程和时间的比值，功率是功与时间的比值，等等。在物理中还有许多名词是以“××度”的形式出现的，如温度、湿度、加速度、速度、密度、劲度等。通过比较可以知道，“度是表明物质的有关性质所达到的程度”。从这里可以知道，温度就是描述冷热的程度，湿度就是描述潮湿的程度，等等。对于加速度，可以让学生体会读音时的停顿位置，以此来强化这样一个概念，加速度不是表示多出来的速度，而是表示加速的程度，即速度变化的快慢。

国际单位制（SI）的单位符号来自于各个单位的英文，根据英文的书写习惯，如果单位来源于人名，首字母要大写，如N、V、A、W等；如果来源于一般的单词，就用小写，如cm、kg、s等。我们有一些常用的物理量符号，如用F表示力，用a表示加速度，用A表示振幅等，这些也是物理量的英文拼写首字母，所以一般在公式中不要随意变动。曾经有学生问，为什么其他单位是英文字母，欧姆这个单位的简写是Ω，是一个希腊字母？实际上欧姆这个单位来自于德国著名的物理学家欧姆（Georg Simon Ohm），如果用首字母就是O，书写时很容易和数字0混淆，所以用希腊字母代替。因为英文的书写习惯是学生开始学英语时就有的，因此这种与旧知识的关联并不会增加学生的负担，反而会带来学习上的帮助。

4 挖掘概念知识的关联，建构逻辑“组织”

概念是人们处理经验、加工信息的基本方式。除了理解内容，还应让学生理解各种表达形式、格式及其内在的思维方式、技巧，学会学科式表达与思维，关注知识的内部联系。在知识表达的学习过程中，鼓励学生尝试多样化的表达方式，形成自己的个性化表达方式。运用图像、表格等进行知识的“组织”，这种组织表达有时会更加直观。比如，在学习功能原理时，学生对于各种能与力做功之间的关系比较困惑，这时可以用表格来进行区分（如表3）。

在概念教学的过程中，引导学生将一类概念放在一起比较，形成“组织”，既可以避免相关概念的混淆，又可让学生透彻理解概念，灵活应用概念。

高中物理中《电场》一章是力、运动、能量、场等知识综合的一章，學生容易对描述电场的各个物理量、各种做功和能量概念混淆，无法记住相关的公式和规律。在教学过程中，笔者布置了一份作业：用图表列出电场中各物理量的关系。两天以后，一个学生交上来一幅图（如图1）。

在向学生推广这幅图后，笔者又引导学生思考以下几个问题：

1.第一排的三个物理量是描述什么的？第二排的三个物理量又是描述什么的？

2.两排的物理量有什么区别和联系？

3.电量的正负对讨论问题有何影响？

对概念的归纳和分析加深了学生对知识内在联系的理解，教师引导学生有意识地将新学习的低位经验通过概括纳入到高位的结构中去，从而充实了高位结构，促使学生已有的知识结构发生改变或创新。

要让学生在学习的过程中养成对概念精加工的习惯，教师首先要做到注意引导，介绍精加工的案例，让学生学会进行精加工的方法。更重要的是教师要为学生的精加工留出时间，我们的教学不能以“讲了多少”来衡量教学的效果，要把“留下多少”作为教学追求的目标。

参考文献：

[1]姜智. 教育心理学[M].长春：吉林大学出版社，2005：255-259.

[2]边玉芳.寻求意义——精细加工策略[J].中小学心理健康教育，2014（11）：31-32.（栏目编辑 赵保钢）