物理概念教学变化的新趋势

张艳香

摘 要：物理概念教学有两个重要的方面：一是物理概念的内涵，是反映概念中物理现象的本质属性，是该事物区别于其他事物的本质特征;二是概念的外延，是反映物理现象本质属性的对象，即通常所说的物理概念的运用条件及适用范围.通过具体教学提出问题，再通过精彩教学案例说明如何解决问题，最后总结出物理概念考查出现的趋势.

关键词：物理学;物理概念;物理概念教学;新趋势

文章编号：1008-4134（2019）22-0042 中图分类号：G633.7 文献标识码：B

1 问题的提出

物理概念是物理学的基础，物理概念的教学也就是物理教学的基础.物理概念间的内在联系构成了物理规律，因此物理概念教学的效果很大程度上影响着初中学生的物理学习水平.由于物理概念的建立必须依赖于大量物理现象、物理事实，经过教师的教学进行思维加工使学生对客观物理世界的认识由极具体感性认识上升到极抽象的理性认识，所以说物理概念教学是培养学生探究能力、思维能力的极其重要的途径.

物理概念教学有两个重要的方面：一是物理概念的内涵，是反映概念中物理现象的本质属性，是该事物区别于其他事物的本质特征;二是概念的外延，是反映物理现象本质属性的对象，即通常所说的物理概念的运用条件及适用范围.

从认识论的角度看，物理概念可分为具体概念、抽象概念和特殊概念.初中学生学习的概念，绝大部分是具体概念.这种概念是以具体的物理现象为基础而概括、抽象出的概念，如速度、密度、压强等等.具体概念的建立必须在大量的物理现象、物理事实和典型实验的基础上，通过思维加工活动揭示出物理的本质特征.

传统的物理概念的建立过程是：感知活动——建构结构——掌握方法——巩固深化.这种模式教学有两个非常值得继承的优点：一是在建构结构环节中重视学生思维活动;二是在掌握方法环节中重视科学方法的教育，如控制变量、等效替代等等.但这种概念教学的方法还存在一定的局限性，概念建模过程中的价值还没有充分地被挖掘出来，建模的思维过程还沿用着比较传统的套路，思维比较单一，教学过程中是教师牵着学生的鼻子走.

以传统的“密度”概念教学为例：学生在教师的指导下通过实验探究物质的这种特性，采集到了一些实验数据，并对数据进行分析，开始物理概念的建构过程.这时教师一般引导学生发现两个规律：一是同种物质的m/V值相同;二是不同物质的m/V值不同.在此基础上教师给出概念的定义，既然m/V值能描述物质的性质，我们就把m/V定义为密度.

这种传统的概念教学模式比较生硬，受思维定式的影响比较大，比较简单直接的把科学概念灌输给学生，而正是这种“灌输”使得我们的物理教学失去了培养学生批判的思维能力和创新的思维能力的机会，失去了使初中生可能对初中物理感兴趣的机会，从而使物理在初中生的心里变得很陌生，使得物理难学、抽象的感觉在初中生心里根深蒂固.

2 精彩案例

从目前物理教学变化的趋势看，物理概念教学更加注重建立物理的概念过程中对学生的发散思维能力、批判思维能力以及创新思维能力的培养.笔者所听过的由吉林大学附属中学特级教师王显峰老师所做的关于“密度”的一节公开课，对密度概念的建立过程的处理就很有特色， 充分调动学生思维的积极性，通过概念建立的常规和非常规的方法，锻炼了学生的物理建模能力，对概念的教育价值挖掘得比较到位，更能体现“越是实践的越是深刻的，最有效的学习方式应是让学生在体验和创新中实现自我”，使人有耳目一新的感觉.

这节课的精彩之处在于用正反两种方法描述物质的这种特性.

经过教师和学生的共同努力，学生通过生活中的一些经验感受到物质确实存在这么一种性质，通过讨论明确这种性质影响物质的质量或体积，从而确定了研究这种特性的方法，通过实验收集到了一系列的数据见表1.

在对实验数据进行分析、抽象出物理概念时，学生出现了分歧：一种观点认为既然同种物质的m/V值相同，不同种物质m/V值不相同，那么m/V就可以描述物质的这种特性;另一种观点认为V/m值也存在着这样的性质，同种物质V/m的值相同，不同种物质V/m的值不同，可见同样V/m的值也能描述物质的这种特性.

此时教师并没有按着传统的“密度”教学程序直接给出密度的定义，而是因势利导，引领学生再次分析实验数据、概括，对学生们通过实验得出的两种描述方式都加以肯定.接着教师分析学生们的实验结果：如果用m/V的形式表示，则m/V的值越大，表示物质结构更致密，m/V的值越小，表示物质的结构更疏松;而如果用V/m的形式来表示物质的这种属性，则V/m的值越大，表示物质结构越疏松，V/m的值越小，表示物质结构上越紧密，由此可以看出这两种方法都可以描述物质的这种属性，如果人们用第一种方法把m/V定义为“密度”，那么我们想用V/m来描述物质的这种性质，你如何命名这个物理量呢？学生脱口而出：“松度”，真是令人拍案叫绝.

教师接着启发：可见“密度”和“松度”都能描述物质的这种性质，大家再议论一下用哪个更好？理由是什么？经过讨论学生认识到第一种方法更符合人们的思维习惯，所以科学上采用了第一种方法，而没有采用第二种方法.

最后教师总结：我们都能发现不同物质的密度不同这种特性，也会设计实验研究这种特性，更会通过分析发现科学家发现的物理规律，像科学家一样定义新的物理量，所以大家要充满信心，我们都會进行科学探究.

在这样的课堂上，真正以学生为中心，使学生成为学习的主人，保护了学生学习的积极性，发展了学生的创造性，也展现了特级教师的风采.

3 物理概念考查出现的趋势

在最近几年出现的中考题上，这种利用正反两种思维进行物理建模的考查也时有出现.

例1 （2016年云南省中考试题）为了探究“物质的质量与体积的关系”，全班同学分成若干小组，分工合作，共同收集数据.

（1）选取铝和铜制成的实心金属组件各1套，形状如图1甲所示.

①将托盘天平放在水平桌面上，将移至标尺左端的“0”刻度线上，再调节平衡螺母，使横梁平衡，分别测出各金属块的质量.

②用直尺或量筒（排水法）分别测算出每个金属块的体积.

（2）如表2为部分小组收集的质量和体积的数据：

①已根据表中数据画出了铜组件的m-V图，请在同一坐标上画出铝组件的m-V图.

②分析图像可知：同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值（选填“相同”或“不同”）;体积相同的不同物质，质量;该比值反映了物质的一种特性，称为.

③若测得另一铝质实心物体质量为135g，则该物體的体积应为cm3.

本题所展开的方法，是学生学习密度概念时的正常的正向思维过程，m/V反应了物质特有的一种属性，称为物质的密度.

例2 （2019年山东烟台中考试题）如图2所示的是田径运动会上运动员奋力奔跑的场景.比赛开始后，“观众”通过，认为跑在前面的人运动得快;比赛结束后，“裁判员”通过，判定最先到达终点的人运动得快.物理学采取（填“观众”或“裁判员”）的方法来比较物体运动的快慢.

这道题同样也给了我们启示，在“速度”概念的建立过程中，我们也要关注学生思维的开放程度.s/t可以描述物体运动的快慢程度，s/t的值越大，表示物体运动越快;反之，s/t的值越小，表示物体运动越慢.s/t值与物体运动快慢正相关.同样t/s也能描述物体运动的快慢，t/s的值越大，表示物体运动的越慢，反之，t/s值越小，表示物体运动越快.s/t值越大，物体运动越快，我们可以将s/t命名为“速度”;t/s值越大，物体运动越慢，我们可以将t/s命名为“慢度”，这样，学生就可以看到两种方法概念都能反映运动快慢的内涵.本题所展开的方法应该是速度概念研究的两个方法都有涉及到.

通过以上论述，我们应该能够感受到传统的物理概念教学的一点不足：缺乏灵动的思维.如果我们在常规物理概念教学过程中，都能采用这种物理概念建模方式，甚至将其发展，尽可能挖掘物理概念教学的教育价值，使学生在轻松愉快的氛围中自主地建立物理概念，能使学生更深刻地体会物理概念的内涵，能最大限度的培养学生的批判思维能力和创新思维能力，同时能对学生进行潜移默化的科学精神教育，使学生感受到科学虽然严谨，但并不神秘;科学并不遥远，我们都有能力进行科学研究;激励学生努力学习物理，达到物理教学的三维目标即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观. 学生学习这种开放式的思维方式，能受益终生.同时这也是我们教育所追求的终极目标，让学生学会学习，学会创造，这也应该是核心素养理念支撑下的真正的物理教学.

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（收稿日期：2019-08-29）