注重形成过程的物理概念教学研究

张 琴

(宜昌市教育科学研究院 湖北 宜昌 443000)

1 问题的提出

物理观念是物理学科核心素养的主要内容，也是其他核心素养的重要基础.基于核心素养价值追求的物理教学，应让学生经历科学思维和科学探究的过程，努力培养学生的物理观念，包括时空观、物质观、运动与相互作用观、能量观，而后应用这些观念去解决问题，使学生对科学本质的认识不断深化.而物理观念是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，所以，本文着重研究在物理概念教学中注重概念的形成过程，促进学生物理观念的树立.

2 物理概念教学现状分析

物理概念是人们头脑中对客观事物的物理共性和本质特性的反映，是物理事物和物理过程的思维加工和抽象概括.所以，物理概念是很抽象的，既不容易教，又不容易学.在教学实践中，教师都非常重视物理概念的教学，通常会从物理概念的内涵、外延以及与有关概念的联系及相近概念的区别这3个方面发力.这样的教学严谨扎实，有利于学生在短时间内强化对概念的认识，形成应考的知识结构和解题技能.但是，这种教学“重结果”而“轻过程”，强调物理概念知识本位，将概念的学习理解完全等同于对概念符号或定义的陈述，忽视了对概念形成过程的教学，致使一部分学生只是死记硬背，没有真正理解其实质，囫囵吞枣、食而不化，应用时瞎套公式，在茫茫题海中逐渐失去了对物理学习的兴趣.

3 注重形成过程的物理概念教学

概念的形成过程是概念教学非常重要的一个环节，需要创设一个学习物理概念的情境，引导学生运用科学思维方法(抽象和概括等)加工形成定义.下面笔者以两个教学案例进行阐述.

案例1： 速度概念教学

【播放苏炳添大战博尔特的比赛视频】

提出问题：这是第一个百米跑进10 s的黄种人苏炳添大战博尔特的比赛视频，老师在这个视频中截取了两个画面，如图1所示，请大家根据截屏讨论，判断谁跑得快一些.

图1 苏炳添大战博尔特视频截图

【展示两幅截屏画面，学生讨论】

师：我们请一个小组的代表来说说你们比较的第一幅图的结果.

生：我们小组讨论的结果是苏炳添快.

师：你们为什么会得出这样的结果呢？

生：因为他们运动了相同的时间，而画面中苏炳添在前面，他的路程长一些.

师：很好！所以，他们小组用的是相同时间，比较路程长短.那第二幅图呢？

生：博尔特快.第二幅图展示的是他们跑完100 m所用的时间，可以看出他们运动相同的路程，博尔特所用时间短一些.

师：非常好！大家总结出了我们生活中常用的比较物体运动快慢的两种方法.

提出问题:可是如果两个物体的运动路程和时间都不一样，又该怎么比较呢？

学生讨论:列举两位同学每天上学的路程及时间在黑板上.甲：60 km，用时20 min；乙：3 km，用时5 min.

生：我们小组用路程除以时间，得到他们1 min运动的路程，这样就可以用相同的时间比较路程的方法进行比较了.

师：嗯，不错！同学们已经知道了怎么比较路程和时间都不一样的物体运动的快慢了，下面请同学们根据自己每天上学的路程和时间，用这种方法相互比较一下，看看我们班上上学速度最快的同学是哪一位呢？(学生相互比较得出上学速度最快的那名同学)

师：可以看出我们每一个同学上学的路程和时间都不一样，是无法比较快慢的，但是我们找到了一种方法，通过数学计算求出他们在相同的一个单位时间内通过的路程，就有可比性了.

生补充：我们小组觉得用时间除以路程也应该可以.

师：非常好！这两种比较方式都可以，但在物理学中，为了方便而采用了用路程除以时间的方法，并且给这个比值下了一个定义叫做速度.(比值法定义速度)

在本案例速度的定义中，教师创设了一个苏炳添大战博尔特的比赛情境，导引出了生活中常用的两种比较物体运动快慢的方法，然后又根据学生上学的生活情境提出这两种方法都无法解决的问题，这个时候就需要科学的思维方法，从苏炳添大战博尔特的比赛情境中获取比较运动快慢的方法——相同时间比较路程或者相同路程比较时间，然后由此及彼地将这种方法迁移到路程和时间都不相同的两名学生上学的运动情境中，用数学比值去寻找相同时间或者相同路程.再将这种方法应用到所有学生上学的普遍运动中，抽象概括形成了速度的概念，水到渠成.这个创设情境、抽象、加工、概括的物理概念的形成过程充分培养了学生的科学思维能力，树立了运动的物理观念.

案例2：两种电荷的提出

【引入】师问：桌上放着一个乒乓球，不碰它，怎么能让它动起来呢？

实验：塑料吸管接近乒乓球，乒乓球动起来了.(学生惊呼)

问：同学们猜想一下塑料吸管经历了什么，让乒乓球动起来了呢？

学生猜想后教师揭示谜底：用卫生纸摩擦过.下面我们就自己动手玩一玩.

学生活动1:利用桌上的尺子、梳子、气球、笔杆、吸管与头发、卫生纸摩擦，然后靠近轻小的物体，观察现象.(引入摩擦起电)

学生活动2:用两根吸管与卫生纸摩擦，将摩擦过的部位相互靠近，观察现象.(说明带电体可以相互作用)

学生活动3:将第一个学生活动中产生的带电体与丝绸摩擦过的玻璃棒或者毛皮摩擦过的橡胶棒靠近，发现凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的带电体，必定与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引，凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引的带电体，必定与毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥.(引出自然界有且只有两种电荷)

本案例在开课的引入中通过一个带给学生神秘而惊奇的实验，调足了学生的味口，激发了学生极大的学习兴趣，然后设计3个学生活动，让学生在动手实验中亲身体验.实验中给学生提供了充足的生活常见物品，通过摩擦均可以带电，而且这些带电体可以相互作用，有的排斥，有的吸引，然后再通过活动3的体验从众多的实验现象中去寻找它们共同的本质特征，得出规律：凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引的带电体，必定与毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥，从而引出自然界有且只有两种电荷.活动阶梯上升，思维层层递进，经过在实践基础上，对丰富的生活感性材料进行提炼，抽取出共同本质特征的思维加工，形成了两种电荷的概念.这样学生在学习体验过程中经历了概念的形成过程，知其然并知其所以然，真正理解了概念的本质和内涵.

总之，物理概念教学要研究学生的已有学习体验和生活经验，重视概念形成过程的教学.在概念提出来之前创设一个学习这个概念的情境(创设情境的手段可以有看图片、动画或者视频、实验、游戏、提问等等)，营造一种轻松活泼的氛围，化抽象为直观，化空中楼阁为触手可及，利用学生的多种感官和已有经验，通过亲身体验和例证分析，明确为什么要引入这个概念，这个概念是在什么基础上建立和发展起来的，引入它的物理意义何在？让学生经历概念的形成过程，体验抽象、概括的科学思维方法，这样的概念就不再是镜中花、水中月，而是栩栩如生地站在了学生的面前.