物理教学中的感悟：悟什么怎么悟

2020-11-11周长春

物理教学探讨 2020年10期

摘要：物理的魅力在于体验过程、感悟方法，由此可以找到学好物理的“门道”。物理教学中的感悟，悟什么？怎么悟？值得同行思考。文章提出了：结合体验，深入领悟物理概念的关键词，悟出概念的内涵;结合实验，深入领会物理规律的因果性，悟出概念的关联;结合史实，深入领会物理学家的创造性，悟出突破的关键;结合课例，深入领悟形异质同的同一性和形同质异的差异性，悟出问题的类同和差异;结合课堂，深入感悟老师教学的逻辑性，悟出老师的用意。

关键词：感悟;领悟;内涵;关联;类同

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2020）10-0073-8

教师教物理的过程就是学生学物理的过程，物理学习就是学生在教师的指引下，与教学环境相互作用而产生的某些比较持久的相关行为或行为潜力的变化。物理的魅力正在于体验过程、感悟方法，由此可以找到学好物理的“门道”。笔者自上世纪90年代，始终将“体验”作为物理教学的灵魂，将“感悟”作为物理教学的归宿，并提出了“富有梦想、充满激情、体验过程、感悟方法”的观点[1]。

1 结合体验，深入领悟物理概念的关键词，悟出概念的内涵

学者研究表明：学生建构物理概念的过程与物理学概念形成的历史过程有着惊人的类似，相似度达到84%以上，都要经历渐进期、高原期和突变期。因此，在给学生引入新的学习内容之前，应该弄清历史上物理学家相关的探索过程，遇到的障碍和怎样克服这些障碍，弄清物理学发展历程中相关的各种前概念、前观念[2]，为物理学习设计出经历与体验、感受与感悟、内化与育化的科学探究活动和过程的课程实施计划和结构，为学习感悟物理创造良好的学习环境[3]。

物理定律、定理反映了物理概念之间的联系，如果不先掌握物理概念，就很难进一步学习和掌握物理定律、定理。物理概念是物理思维的细胞，是整个物理知识体系的支撑点。物理概念揭示了客观事物共同具有的物理属性和本质特征，是在感知、体验大量事实的基础上，经过分析与综合、抽象与概括形成的。因此，物理概念是物理知识的基本元素，是进一步深入学好物理的基石。只有在亲身体验、身心感受的基础上，深入地理解、领会概念的内涵和外延，才有可能透彻地运用物理规律解决相关问题。当前物理概念教学存在的问题主要有：忽视学生的知识背景或认知发展规律，忽视概念的形成，用题海强化概念，忽视前概念的干扰，忽视关键字词，不关注定语;割裂形象思维与抽象思维的统一，割裂物理现象与本质的辩证统一，割裂物理概念个性与共性的辩证统一，割裂物理概念量与质的辩证统一[4]。

2017年度诺贝尔物理学奖获得者雷纳·韦斯接受《文汇报》采访时说：无聊的教学和课程会抹杀学生的兴趣，最糟糕的科学教学就是“记住这个公式”。在批阅作业或评卷时，会经常发现学生即使记住了概念的文字表述和公式表述，仍因处于模糊不清的状态而乱套公式，表现为公式中物理量的含义及适用条件含糊不清、概念的内涵及外延含糊不清。课堂上建构一个概念需要经历一个过程，理解并把握一个概念，绝不是一节课就能完成的，有时可能需要经历一段更长的时间，如加速度概念的建立，几乎需要高一两个学期。因此，在教学中要创造条件让学生多次感知，并在后续学习中及时补充，不断丰富学生已学物理概念内涵的心理体验和思维体验的经历，然后通过比较和归纳、原型启发和类比加工，再悟出这类事实的道理，形成对概念物理意义、来龙去脉、概念间的逻辑性与非逻辑性的感悟。

物理概念教学的核心是领悟概念。物理概念的内涵是指物理概念所反映的物理对象、物理现象、物理过程所特有的本质属性，是该事物区别于其他事物的本质特征，它揭示了“是什么”，是对物理概念作出质的规定。物理概念的外延是指具有物理概念所反映本质属性的全体对象，物理概念适用的范围和条件，它揭示了“哪些是”。概念教学的关键是使学生意会概念的内涵和外延，不能光从专业术语的字面上看概念，将物理概念文字化，如加速度、超重与失重、匀速圆周运动;也不能只从数学公式的形式上看概念，将物理概念符号化，如a、W=Fscosα。

定義是明确概念内涵和外延的依据，为了找出概念的内涵和外延，务必从分析概念的定义入手。按描述物理概念的方法划分，定义物理概念有直接定义法、比值定义法、乘积定义法、差值定义法、和值定义法、极限思维定义法和函数定义法[5]。物理定义，或描述物理现象的名称，或反映物体间的相互作用关系，或反映物理事件的某种性质，或揭示物理事件的本质属性。但在多年教学实践中，笔者发现概念教学往往不被师生重视，有不少的教师只是用课件展示一下定义的内容，然后脱离定义，照搬备课资料对概念进行讲解;教师没教好概念的示范，造成了有不少的学生误认为掌握概念就是一字不漏地把概念的定义背诵下来。如对“弹力”定义的教学，笔者听了好几节弹力相关的公开课，这些课都有一个通病，就是用课件展示弹力的定义并说记住后，将“外力作用等原因、相互挤压或拉伸、发生弹性形变、产生弹力”详解为弹力产生的过程。说教式地介绍判断弹力的有无的几种方法，再介绍如何判断绳子、支持物、挤压物等弹力的方向并拓展到点面接触。整个过程并没有紧扣弹力的定义，给学生的感觉是教师讲的这些内容找不到源头，未能理解其因果关系和逻辑关系。概念教学中正因为存在这种现象，在高三学生关于物理概念教学的问卷调查中，有90%以上的学生选择通过“大量做题”来理解一个新的概念，就不出所料了。学生由于没有在概念教学过程中理解概念，只能依赖大量练习，即使会做了，也并不意味着他们真正理解概念，因为“会做”是通过大量试错训练基础上的“会”。

为此，笔者特意命制了如下一道考试题来讨论概念教与学。

案例1 用一根轻弹簧竖直悬挂一个小球，小球和弹簧的受力图如图1所示，下列说法中正确的是（）

A.F3与F4是一对相互作用力

B.F4是由弹簧形变产生的

C.F3是由小球形变产生的

D.F2的反作用力是F1

此题素材取自“沪科教版”必修1，考查力的相互作用，考查形变与弹力概念。测试结果选择A、B选项的特多，说明学生没有很好地理解弹力的定义。领悟概念的建构过程是概念教学的前提，领悟概念表述中的关键字词是概念教学的关键。物理定义是高度抽象、概括，语言简洁、精练，研读物理概念不能像阅读报纸走马观花似的，要逐字逐句地结合亲身经历中的感受、体验深度解读，特别是关键字词及定语要反复认真推敲，教师在教学中务必示范引领。如以“弹力”的定义为例，课本中“弹力”的定义是“发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，就会对与它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力”，是学生在结合自己经历“压”钢尺—“推”“拉”弹簧—压缩的弹簧推小车、拉伸的弹簧拉小车的感觉、知觉、体验、观念，再经过反复比较、分析、抽象、概括，抛弃物理现象中一些非本质的属性形成的。抓住“发生……物体”“由于要……”“对与它接触”“使它发生……的物体”等表述中的关键字词，结合弹力概念建构过程中“压”“推”“拉”弹簧的感受与体验，悟出弹力产生的条件、弹力的施力物体、弹力的受力物体、弹力的方向;悟出“弹力与形变始终相伴、形影不离”;悟出“弹力是由发生形变的物体产生的（即施力物体的形变而引起的），作用在使它发生形变的其他物体或物体的其他部分上”;悟出弹力是形变物体对使它发生形变的物体的力的作用;悟出弹力反映了物体间的相互作用关系，即悟出弹力的内涵;悟出弹力的定义反映的是具有这特有属性的所有的力，如支持力、压力、拉力、推力等具体的力本质上都是弹力。只有这样，抓住弹力的定义，才能在理解弹力内涵与外延的基础上，建立弹力与形变的因果关联，进而发展学生“知识关系建构”的能力，形成形变是产生弹力的条件，形成弹力不能离开形变的物质观，形成物体受到了力不一定形变而物体受到了弹力一定有另一物体形变的物质观和作用观，形成产生弹力的物体间存在相互作用观，进而从物质观、能量观和相互作用观初步形成对力、弹力、形变的整体认识。

2 结合专题，深入领会物理规律的因果性，悟出概念的关联

要学好物理，应借助物理规律，领会规律的特性属性，领悟内在的逻辑关联。物理规律具有局限性、客观性、普通性、因果性和必然性五个属性，其中因果性最为重要。物理规律是物理知识的核心，是理性认识的结果，是物理知识的骨架，它表现出若干物理概念之间的内在关联[6]。所以，学好物理的前提是学好概念，但即使学好了物理概念，弄懂了概念的内涵、外延，并不意味着真正学好了概念。因为物理知识并不像积木，由众多概念堆积而成，而是通过物理规律将不同的物理概念关联起来，建构一个有关联的知识网络结构。因此，要学好物理规律，关键是理解概念之间内在的因果关系，领会影响物理量的决定因素，意会引起物理变化的原因，领悟概念之间内在的逻辑关联，从而找到解决物理问题的钥匙。

案例2 牛顿三大运动定律教学。牛顿三大运动定律学完之后，很多学生没有弄清牛顿三大运动定律之间的关系，很难建立其关联结构，从而制约着学生对力学知识的整体把握和核心素养的提升。因此，学完牛顿三大运动定律后，有必要花一定的时间将牛顿三大运动定律关联起来，使之成为一个初步的动力学体系，消除学生认为牛顿第二定律最重要的看法。牛顿第一定律包含着极富成果的科学概念，直接定义了“力”“惯性”和“参考系”三个力学基本概念，定性地指出了力与运动的关系，明确了力是改变物体运动状态的原因，表述了力的本质和力的效果，回答了惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度，申明了物体静止状态与匀速直线运动状态的等价性。因此，牛顿第一定律是动力学的基石，也是动力学的出发点。牛顿第二定律解决力与运动的定量关系，既揭示了力与加速度的因果关系，又揭示了加速度与力和质量的定量关系，还解决了怎样确定力的操作性定义和如何量度物体的惯性等问题。牛顿第三定律进一步描述了力的相互作用的性质和相互作用力产生的机制，拓展了牛顿第二定律的适用范围，进而把涉及的一切物体的运动关联起来。因此，力的概念完全是由牛顿三大运动定律定义的，牛顿第一定律和牛顿第二定律分别定性和定量地明确了力是改变物体运动状态的原因，牛顿第三定律指出了力是物体间的相互作用，而且是能够改变运动状态的作用。牛顿三大运动定律中的力将重力、弹力、摩擦力关联起来，由于物体不受力的作用是不可能的，因此牛頓第一定律是理想实验状态下的定律;为了分析物体间的相互作用，使用隔离法和整体法两个工具;为了求两个力的合力，使用力的平行四边形定则;为了求多个力的合力，使用正交分解法工具;加速度与力即时、正比、同向;牛顿运动定律的应用涉及两类动力学题型，进而将力与运动学知识关联起来;当物体受到的合外力等于零时，物体的加速度等于零，物体处于平衡状态，而静止状态与匀速直线运动状态是等价的，进而将建模与应用模型关联起来，提升学生终生必备的解决问题的实践能力。整个过程，学生需完成回忆和提取、辨识和确认、概括和关联、说明和论证等物理学习理解活动，形成对“机械运动与物理模型”“相互作用与运动规律”相互关联整合的完整认识，实现知识的系统化和结构化。

要学好物理，应将物理概念、物理规律和科学方法有效整合成相互关联的体系。学生觉得物理难学，其中一个主要原因是学生学到的物理知识是零散、分离、缺失、碎片式的，没有将所获得的物理概念、物理规律和科学方法有效整合成相互联系的网络或体系，造成认知结构不完善，而实际问题涉及面宽、综合性强，在解决问题过程中需要检索、调用多个概念、规律、过程与方法。物理问题解决的过程是学生头脑中新旧知识相互影响、相互作用的过程，若仅仅孤立地知道概念和规律，无法建构物理知识体系的高楼大厦。当面临问题解决、探究实践或生活中应用物理知识，学生会无法回忆提取、辨识确认。只有将学生头脑中零散、分离的知识与技能组织起来并通过提炼和升华，才能形成超越碎片化知识与技能的关于物质、运动与相互作用、能量的物理观念，建立一个对完整物理世界的认知;才能发展学生基于经验事实建构物理模型的抽象概括能力和推理能力;才能引领学生有效排布、关联梳理，将概念、规律、关系、方法建立成一个有效的认知结构，便于记忆、检索、提取，逐步发展认知关联整合能力，发展学生知识关系建构能力、核心概念整合能力，进而促进学生认知方式的发展[7]。

3 结合史实，深入领会物理学家的创造性，悟出突破的关键

物理学史实隐含着丰富的物理观念、科学思维、人文底蕴和科学精神。爱因斯坦指出“在建立一个物理学理论时，基本观念起了最主要的作用。物理书上充满了复杂的数学公式，但是所有的物理学理论都是起源于思维与观念，而不是公式”，由于歷史和认识的局限性，物理观念随着物理学的发展而发展。由此可见，物理学家的思维与观念是学生发展科学思维最宝贵的素材，物理学家研究的历程是学生克服困难、树立科学态度与社会责任经典的范例。物理学家在面对山穷水尽疑无路的绝境时，如何克服科学研究道路上的障碍，实现柳暗花明又一村的历程中，隐含着丰富的学生发展理性内涵、人文价值和精神价值等核心素养教学案例。将隐蔽于后台的科学史实素材中的过程与方法引入物理课程，让学生身临其境，丰富物理学习的内涵，感悟科学家在解决问题时如何运用类比、对称、直觉等方法突破困局，感悟大师们的研究方法、科学思想、科学精神，用科学家的智慧武装学生头脑，发展学生建模能力和问题解决能力。学者对100位物理教师进行调查[8]，在四个选项中，认为在物理教学中“非常有必要”渗透物理学史的占46%，认为“有必要”的占54%，认为“无所谓”或“没必要”的没有;但在实际教学中，“经常”渗透的只占27%，大部分只是“偶尔”或“几乎没有”，而所谓的经常渗透也只是简要介绍物理学家的生平，并没有科学研究历程的“还原”和科学精神、科学方法等方面的讲解。若将大师们认识自然的曲折顽强而又闪烁着智慧的创造性思维和实践活动的历史擦去，就无法领悟到大师的智慧、激情与物理科学臻美。

案例3 《万有引力定律及其应用》[9]一章教学，要解决两个问题：行星运动学问题及其发展历程;行星动力学问题及其发展历程。

首先，展示行星运动学问题及其发展的三个历程。一是地球概念的确立;二是从地心说到日心说;三是从第谷到开普勒，数理“联姻”的典范。整个课程教学所具有的鲜活性和丰富性得到了充分地激发，让学生感受亚里士多德运用直觉思维的方法及古希腊人的智慧，感受亚里士多德应用演绎和逻辑推理推出一系列结论的典范;感受直觉印象与日常观察的局限性;感受把直观印象与科学观察区别开来，把物体的视运动和实际运动区分开来，是哥白尼由地心说进展到日心说的关键之一;感受哥白尼当时所面对的压力与挑战;感受哥白尼、布鲁诺、伽利略坚持真理的科学精神;感受开普勒在整理第谷天文观测资料时采用的是先分析后综合的思维方法;感受开普勒的头脑与第谷的眼睛的结合，成就天文学奇迹，进而感受第谷精确观测的数据是开普勒发现行星运动规律的基础，放弃匀速圆周运动理念是开普勒发现天体运动规律的关键，数形结合是开普勒发现天体运动规律的重要工具。

然后，展示行星动力学问题及其发展历程。一是早期天体引力的假设，引力思想的萌芽：英国医生吉尔伯特根据磁体间相互作用，猜测行星是依靠着从太阳发出的像轮辐一样的磁力牵绊围绕太阳运行;开普勒也意识到太阳有一种支配行星运行的“力”，猜想这个“力”和行星与太阳的距离成反比;法国的笛卡儿根据浮在水面上的麦草被水的旋涡所捉住提出了“旋涡”假设，并猜想地球是两极伸长的长球体，惠更斯根据搅拌水产生的旋涡把砂石聚向碗心的实验，支持笛卡儿的观点，牛顿早期也倾向此观点。二是针对圆周运动，平方反比假设的提出：哈雷和雷恩根据开普勒第三定律和向心加速度公式，按圆轨道导出了平方反比关系;胡克在给牛顿的信中提出了平方反比假设，并指出了困难在于太阳和行星都是巨大的天体，将它们的质量看作集中在它们各自的中心点来处理缺乏理论上的论证。三是解决引力问题遇到的困难：胡克、哈雷和雷恩不能彻底解决引力问题的原因是因为遇到了三个障碍，即：如何将圆轨道中得到的平方反比关系应用到椭圆轨道中去，如何计算天体的各部分所产生的总效果，如何解决行星间的相互作用对轨道的影响等复杂问题。四是牛顿怎样突破三个障碍，建立万有引力定律：第一，牛顿受平方反比启示，结合向心力公式和开普勒行星运动第三定律，推导出太阳对行星的引力跟太阳、行星质量的乘积成正比，跟它们的距离平方成反比;第二，牛顿进行“月—地检验”，证明地球对地面物体的引力与地球对月球的引力是同一性质的力，都遵从相同的规律;第三，牛顿借助微积分证明在研究太阳对行星的引力时，能将太阳、行星视为质点，并证明椭圆轨道上的引力平方反比关系，猜想地球两极扁。五是验证万有引力定律最有力的四个事实：包括法国两个测量远征队实地测量地球形状的结果、哈雷彗星的预报、卡文迪许扭秤实验测定万有引力常数、海王星的发现[10]。

学生感悟到开普勒的成功，不仅与他对天体运动的指导思想、一丝不苟的工作作风以及敢于探索、敢于创新等可贵品质有关，也与他擅长数学方法有关。（1）科学的观念是正确行动的指南。学习开普勒抓住传统圆轨道与第谷的实际观测结果相差8弧分的主要矛盾，因突破传统的圆轨道观念，历时九年终于发现各行星运动之间的联系。（2）实践与理论完美结合的典范。没有第谷丰富、准确的天文观测资料，开普勒再聪明也只是一个空想象而已;相反没有开普勒的理论概括，第谷的观测资料也不能发挥其价值。（3）分析必须以综合为归宿。学习开普勒将整体分解为部分、将复杂事物分解为简单的要素来分别加以研究的一种方法，而对各行星的行为进行分析又是为了找到太阳系整体的规律性。

学生感悟到牛顿之所以能超越前人和同时代人，在于他能顺利越过前两大障碍，在于他抓住影响问题的主要矛盾，把其他天体的干扰撇开不计，只考虑太阳和行星、行星与卫星之间的二体问题，使问题的研究再次得到简化，进而突破第三个障碍。

科学结论背后必有广阔而深刻的人文底蕴素材和科学精神故事，所以应充分发挥这些素材的教育功能，凸显科学探究过程与方法，展示科学的人文价值，用科学方法指导学生学习，发展学生的建模能力，增强学生的责任担当和实践创新素养。

4 结合课例，深入领悟形异质同的同一性，悟出问题的类同

科学依赖归纳推理，归纳推理在科学研究中发挥着核心作用。如牛顿第一定律中的“一切物体总保持……”，牛顿第三定律中的“……作用力与反作用力总是……”，万有引力定律中的“自然界中任何两个物体都相互……”的表述，正是因为牛顿有相信“物体的普遍性质”是可以“由我们曾见到过的物体中所发现的类似特征而推断出来的”的感悟，正是因为牛顿能看到地上事物和宇宙事物之間的联系和它们的同一性，进而开创了一个伟大的经典力学时代。科学家将牛顿思想拓展到其他领域的自然现象上，推动了光学、能源、热力学、电磁学、化学、哲学等领域的巨大发展。中学生的物理观察与物理学家建构物理学的观察具有相同的建构特征，依据观察与实验建立物理概念和规律是中学物理教学的主要内容，通常的做法是借助几个生活事例或典型现象归纳得出所要建立的物理概念或物理规律，然后再运用概念和规律去解决实际问题。

在科学研究中，科学家利用类比，为我们树立了异中求同、同中求异的思维典范。根据类比推理提出假设有一定的主客观因素。主观上人们总是习惯由未知图景联想到已知图景，并用已知的图景去设想、解释未知的图景;客观上物理世界中各种现象和过程之间由于相互联系，或多或少有些相似又为类比提供了事实基础。如雷电和闪电与莱顿产生的电火花是同一种物理现象，两者之间有多方面相似性，如都瞬时发生、都能流过导体、都能破坏磁性，富兰克林通过费城实验将天电与地电统一起来。正因为科学家们运用了类比的方法，因此在学习物理知识时，会经常发现某些完全不同的问题在一定范围内具有形式上的相似性，其中有数学表达式的相似性，如库仑定律与万有引力定律的表达式类似，有物理图像上的相似性，如F-s、I-t图像与v-t图像类似。

中学物理学习中存在大量形异质同的问题，变式训练是揭示物理本质的有效方法。所谓变式，就是通过包装同类事物的情境，或变换同类事物非本质特征的表现形式，或变更观察事物的视角与手段、方式与方法，向学生提供具有相同本质的而个性不同的一组物理问题，将事件的本质特征和那些隐蔽的本质要素凸显出来，让学生在变式反思中领悟物理问题的本质和规律，进而揭示物理问题的共性与个性的统一，丰富学生对物理的理解。变式训练主要有情景变式、模型变式、迁移变式。例如，图2中，用力竖直往下压铰链，就能把铁丝拉断;图3中，用两块等长木板搭成底角较小的人字形架，一个小朋友往中央一站时，就能推动大衣橱;图4中，在长绳索中央，用一个较小垂直绳索的力就可以将卡车拉出泥坑。要解释其中的奥妙，就要先对这些原始问题进行赋值表征、物理表征、方法表征和数学表征[11]。对于这三个情境，只要突破其中一个，其余两个就会迎刃而解，其本质就是合力与分力的关系。像这类形异理同的情境变式问题，还可以找出很多。

点评：此题广东考生的平均分为1.94分，难度系数0.32，区分度0.26，各选项的比例依次分别是21.90%、32.43%、33.63%、11.88%。此题考查了电阻R1与变压器原线圈组成的串联电路，R2、R3串联后与变压器副线圈（相当电源）组成的闭合电路，通过变压器将两个电路关联起来。此题相对考生平时训练的题，只是在初级串联了一个电阻，进而实现原线圈两端的电压随负载的变化而变化。快速解答的技巧是抓住原线圈中的电流跟副线圈中的电流成正比。但从答题情况来看，考生在解答此题时，由于不能转化为已有的物理模型而选择A或D选项，真正科学判断而选择B选项的较少。因此，此题的区分度很差。

应用原型启迪问题解决思路，领悟物理过程，学会创新思维。物理源自于生活，生活中，有很多类似的物理情境，如人骑自行车转弯时需要倾斜一定的角度，骑车的人在用力踩踏板，车轮也在不停地转动，是一个非常复杂的关联运动，但骑自行车转弯与人在跑道弯道上跑步类似，本质上是典型的形异质同的物理模型。形异理同，以物思理，物有多样性，理却只一条。在惯性概念教学中，将惯性的本质与“汽车突然起动时，乘客会往后倒，汽车突然刹车，乘客会往前倒”等原型联想起来，就很容易诠释“如果高速公路上两辆汽车因追尾而相撞，两辆车上的驾驶员受伤的部位有何不同？”等问题。许多形异质同的物理问题，其解题思路具有相似性。在教学中要引导学生在突破一个问题的基础上，学会运用原型启发，解决同一类物理问题。有时学生虽然能通过模仿或套用公式正确解答习题，但并没真正地掌握，是因为没搞清其物理过程。物理过程不清晰，将影响物理模型或物理情境的建构，从而影响问题的正确解决。许多看似复杂的物理过程，其实都是在一些典型的物理模型的基础上变换而来的。因此，在物理解题教学中要先引导学生根据物理问题情境构建出典型形象，形成正确、清晰的物理图景。在此基础上，再启发学生活化构建的典型形象，将物理问题转化为物理原型[12]。

5 结合课例，深入领悟形同质异的差异性，悟出问题的差异

同一性自身包含着差异性。伽利略通过斜面实验意识到“在向下倾斜的平面的情形存在加速，而在向上倾斜的平面的情形存在减速，由此得出只有沿着一个水平面的运动才是永恒的”，正是因为他悟出了向上倾斜与向下倾斜的差异，提出了惯性原理。由于学生正处于发育期，其思维品质不够深刻或不够敏捷，在处理形同质异问题时往往容易受“形同”迷惑而意识不到“质异”，掉入事先设计的陷阱。

从概念的物理本质中意会概念的数学形式。对物理量而言，一定的物理本质往往表现为一定的数学形式，而一定的数学形式也反映出一定的物理本质，但这种关系并非对等[13]。同一种数学形式可以呈现不同的物理本质，如a与m均属比值形式的物理量，但前者是加速度的决定式，呈现了影响加速度的决定因素，它们之间存在正反比关系;后者呈现了惯性质量的量度式，反映了物体的一种固有属性，描述物体惯性质量的大小的物理量m可以用F、a来量度，但不存在正反比关系。不同的数学形式也可以呈现同一物理本质，如F=ma与F的形式不同，但均是动力学方程，在经典力学适用范围内，两种表述完全等价。其中F=ma给出了力和运动的定量关系，给出了力的操作性定义，即力可由受其作用的物体的质量和其加速度的乘积来量度;而F给出了力和动量变化率的定量关系，表示外力与动量的变化率成正比。通过比较F=ma与F，深化对形式与本质的异中有同、同中有异的认识。有比较才有鉴别，要针对容易混淆的形同质异的概念或问题，通过比较与辨析，深化物理量的数学形式与物理本质的异同比较，内化学生对物理概念蕴含的辩证观点的深入理解。

在物理练习中，经常会碰到形相似而实质相差很远的习题。这类问题往往具有极强的欺骗性，解答时稍不注意，往往会把认知结构中已有原问题的解法直接套用进来。解答这类看似类同但实质天差地别的问题，务必弄清新问题中情境与已有原情境的实质差异，务必弄清新问题物理情境中隐含的物理本质与已有原问题的差异。只有这样，才能有效突破障碍，不被迷惑，提升学生分析问题、解决问题的思维品质。

案例5 将地球绕太阳运动的轨道简化为圆轨道（图6），若将太阳系监测卫星送入地球绕太阳运行的轨道上，下列说法中正确的是（）

A.卫星一定绕太阳做匀速圆周运动

B.卫星的运行周期与地球公转一周所需时间一定相同

C.卫星的发射速度一定大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度

D.地球对卫星的运行可能有影响

解答此题时，若只注意与常规题形式上的相似性，定会被迷惑。此题的隐秘条件是地球是一个质量巨大的天体，与常规题中的卫星有极大本质上的差异，地球的质量巨大，对卫星的引力一般不能忽略不计。

6 结合课堂，深入感悟老师教学的逻辑性，悟出老师的用意

老师的教学实践活动包括授业、解惑、传道，老师的工作就是塑造灵魂、塑造生命的过程，对学生今天的继续学习和明天的持续发展具有很强的感染性，对学生终身发展必备的核心素养的形成具有强烈的传导作用、榜样作用和示范作用。老师既是教育教学的第一资源，也是学生学习发展的第一资源，还是一部活的“教科书”。要实现学生终身发展必备的核心素养育人目标，教学需同时具备三个层次：学习学科知识、在参加研究论证活动过程中学习用学科思维来思考问题、把学科思考转化为日常的生活[14]。教育教学是培育人、塑造人复杂的活动，为了实现教学三个层次的目标，好老师上课前，都会认真解读课程标准的课程性质与基本理念、课程目标、内容标准与学业质量标准、实施建议和附件，分析教材组织结构、学科结构和认知结构[15]，揣测编者的用意，然后在掌握学科结构、把握课程标准要求、领会教材编排思想的基础上，遵循教学原则准确地把握和处理教学信息，围绕学生终身发展而设计一个好的教学结构，即教学形式结构、教学逻辑结构、课堂教学结构、课堂形式结构和教学课型结构。这一精致化的过程，有利于学生分清主次、突出重点、抓住关键、弄清知识进阶的内在联系，有利于学生比较系統的理解、领会和感悟物理知识的内在联系，有利于学生体会素材运用与知识结构设计的逻辑关系，有利于学生回忆和原型启发，有利于学生不断丰富、逐渐完善自身的认知结构，其整个教学过程本身就是学生学好物理的方法感悟过程。学生具有天然的“向师性”，决定了老师劳动的示范性，“一个人遇到好老师是人生的幸运”，老师对学生的影响贯穿学生整个受教育过程的始终，超越时空影响学生的一生。好老师的每一节课，都是整合多年来教学素材研究、教学内容研究、教学方法研究、教学设计研究和教学评价研究等教学实践研究成果的综合反映，本身就是学生学习如何体验与感受、如何研究与发现、如何分析与综合、如何抽象与概括、如何提炼与建模、如何归纳与演绎、如何检测与评价、如何运用辩证思维与批判性思维的范例，老师教的整个过程对全体学生的学极具示范、教化作用。因此，好老师对学生的为人为学极具示范作用，好老师会借助课堂这个平台，充分发挥自身的示范、榜样作用，在潜移默化中促进学生深入地感悟老师教学设计的逻辑性、示范性，从内心深处悟出老师的用意。

课堂是老师的舞台，老师依靠课堂这一平台和教室这一空间，以科学方法为中心、用物理观念统领物理教学，将物理教学放在大历史背景中，演绎好舞台上的角色，营造一个充满生命活力的课堂，通过授课既演绎自己个体的人生，更丰富和影响全体学生的生命，与学生一起发展成长。

参考文献：

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