优化物理概念教学 培养学生思维能力

方海

[摘   要]物理概念教学是初中物理课堂教学的首要任务，是培养学生科学思维能力的重要途径。文章以初中物理概念教学为例，通过生动、具体的教学实例从五个方面探讨物理概念教学的优化，让学生既获得了物理知识，又掌握了科学方法，还培养了思维能力。

[关键词]物理概念;思维能力;创情境

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）20-0048-02

物理概念形成的基础是观察实验、分析实例，通过有选择的感觉和知觉，在学生头脑中形成较为丰富的表象，获得感性认识;然后应用各种教学方法和手段，同时应用物理科学方法，启发学生思维，进而上升到理性认识，形成概念;通过适当的习题训练解决实际问题，巩固和检验学生所学物理概念。这三个过程不可避免地伴随着学生的形象思维、抽象思维、创新思维，可有效提升学生的思维能力。因而，物理概念的学习过程，也是发展学生思维能力的过程。

初中生具备了一定的抽象思维能力，但是仍以形象思维为主，逻辑思维能力仍处于发展之中。通过优化物理概念的教学过程，可以有效弥补学生思维能力上的欠缺，同时能够促进学生思维能力的发展。基于以上原因，优化物理概念教学，促进学生思维能力的提高是非常迫切和必要的。具体策略如下：

一、创情境，善引导，让学生初识概念

概念的形成，首先要有一个感性思维发展和积累的过程。学生通过实验和事例，可以获得丰富的感觉和知觉信息。通过教师恰当的提示，促使学生把新获得的感性材料同化到已有的认知体系中去，找到新概念的“生长点”，让学生知道即将学习的概念“像什么”。 新课的引入环节为概念的学习创设认知情境，提供感性材料，同时也激发了学生的学习兴趣。引入的方法通常有实验观察法、温故引新法、问题讨论法、多媒体课件法、趣味故事法等，以上方法各有优点，可以单独或综合使用。比如在执教省级优质课《压强》时，采用水球滚钉板的实验。先把装有红色水的气球放在稀疏的钉尖上，水球破裂，红色水花四溅，然后把同样质量的水球放在密密的钉尖上，水球没有破裂，实验现象扣人心弦。在分析实验现象时，有学生答道：“钉尖稀疏时，每个钉尖分担的压力大，所以压力作用效果明显，水球破裂;而钉尖稠密时，每个钉尖上承受的压力小一些，所以没有破裂。”这个想法很自然，为压强概念的理解做了很好的铺垫，起到了启发学生思维的作用，是比较好的情境引入法。

学生在初次接触新概念时，往往会经历同化或者顺应两个思维认知过程。如果新概念与学生头脑里已有的认知结构有相似之处，或者是原有认知的进一步深化，学生就会把新概念纳入其认知结构的适当部位，相当于接受新概念。例如，掌握机械能以后，学习分子动能、分子势能以及内能的概念时，思维认知过程就是同化。这类新概念的学习最好采用温故引新法引入新概念。关键在于抓住新概念与已有概念的生长点。如果学习的新概念与已有的认知结构有冲突、有矛盾，那么学生的思维就要对原有的认知结构进行修改、重建。然后用修改、重建后的认知结构去顺应新的概念。有时候，重建的过程是比较困难的，学生对新概念不能接受，很可能就是原有的认知结构修改、重建不彻底。要完成重建过程，需要大量的有针对性的感性材料，要有教师恰当的帮助和引导。例如，惯性概念的学习。这类概念的引入最好采用实验、视频等方法，为学生提供最恰当的、最深刻的感性材料。

二、揭现象，抓本质，帮助学生形成概念

概念的形成过程欲速则不达！笔者曾执教《牛顿第一定律》。这节课的教学难点有两个：一是如何从伽利略的观点和亚里士多德的观点过渡到探究阻力对物体运动的影响？也就是探究阻力对物体运动影响是什么？二是如何由牛顿第一定律引出惯性的概念。惯性概念的学习对大部分学生而言是很困难的，即便理解也是很表面的，原因是生活经验让学生认为“物体的运动是需要力来维持的”，因而对牛顿第一定律尚且存疑。常规的教法是按照课本的设计，由牛顿第一定律的文字表达直接得出惯性概念。表面上很顺理成章，实际上，学生在生活经验的影响下，很难顺应惯性概念。笔者设计了“提供感性材料—归纳事例特征—概括共同特征—抽象本质属性—表征定性定义”的教学流程，达到形成惯性概念的目的。第一步“提供感性材料”（三个实验现象，一个亲身体验的事例），演示三个实验：（1）一个静止在桌面上的长方体木块，如果在水平方向上不受力的作用，观察木块在水平方向的运动状态;（2）长方体木块竖放在一个静止的小车上，突然拉动小车，观察木块运动状态的变化;（3）长方体木块竖放在一个运动的小车上，小车突然停止运动，观察木块运动状态的变化;（4）分析一个实例，当你站在行驶的公共汽车上，公共汽车突然刹车，你的运动状态有什么变化？第二步“归纳事例特征”，依次分析四个现象中长方体木块和人的运动状态的变化情况。第三步“概括共同特征”，静止的物体，有保持静止状态的本领;运动的物体，有保持运动状态的本领。第四步“抽象本质属性”，物体具有保持原来运动状态不变的本领。追问：液体和气体具有保持原来运动状态不变的本领吗？举例说明。第五步“表征定性定义”，为了表征物体保持原来运动状态不变的性质，引入惯性的概念。

三、揭内涵，抓特征，使学生深化对概念的理解

物理概念反映了物体的某种特征。有些概念反映的是物体的外部特征，属于具体概念，如振动、反射、折射、回声、质量等。有些概念反映的是物体的内部特征，属于抽象概念，如内能、比热容、电压、电流、电阻等。抽象的物理概念要通过图形、视频、实物、数据等去把握概念的内涵。物理概念越抽象，揭示其内涵应该越具体，从而降低学生同化和顺应新概念的难度。如执教《电压》一节时，笔者自制了一个“电压”示教板，用抽水机类比电源，演示实验现象形象生动，把抽象的电压、电流具体形象化，让学生利用水压、水流来同化电压、电流两个概念。 随着进一步的学习，学生会对电压和电流有更深刻的认识，但这个实验却是学生思维发生质的飞跃的有力跳板。

四、重应用，抓反馈，促使学生活化概念

应用概念解决实际问题，是对概念进一步的理解和深化，也是检验学生对概念掌握程度的有效途径。概念的应用，分为两个层次，第一层次是在上完新课之后，用习得的新概念解决同类问题，如每节课后习题都是同一类的题。学完功率后，课后习题都可以用功率定义式去解决。学完阿基米德原理后，课后习题都可以用阿基米德原理解决。目的是趁热打铁，加深学生对新概念的理解。第二层次是学生对所学的概念融会贯通，应用概念解决情境各异的习题，一般的单元测试题都会有一点综合性。目的是达到学习概念的终极目标：把实际情境转化为物理模型。

五、理系统，抓归纳，促学生完善概念

物理概念之间是广泛联系的，有的具有相似的内涵，有的具有相似的外延，有的具有相似的思维方法，等等。归纳知识的过程是学生同化和顺应更多信息的过程，有助于学生在头脑里形成物理概念的知识体系，还可以增强学生记忆物理概念的效果。有的学生，公式都记住了，但是做题时却不知用哪个公式好，原因之一是公式和规律在大脑里是随意、散乱存放的。概念系统化就是要把概念分门别类地存放起来。采用思维导圖能较好地归纳整理概念和规律。主要从两个层面去归纳：一是在单元复习时，做思维导图;二是按照知识板块做思维导图，如力学、电学、光学等。第二个层面的思维导图一般用于中考复习。

综上所述，本文以概念教学实践为基础，以有关概念教学理论为依据，尝试将理论与实践相结合，优化物理概念的形成过程，通过物理概念的学习，培养学生的思维能力。

[   参   考   文   献   ]

夏寿庆.中学物理概念教与学中存在的问题及其对策研究[D].南京：南京师范大学，2008.

（责任编辑 易志毅）