讓學(xué)生學(xué)會(huì)建構(gòu)物理概念

董雙龍

摘 要：物理概念是物理學(xué)習(xí)中最基本又最重要的內(nèi)容之一，也是物理學(xué)習(xí)過(guò)程中的基本邏輯思考元素和操作對(duì)象，物理概念建構(gòu)的好壞直接影響著下一步學(xué)習(xí)的效果，所以，學(xué)生要學(xué)會(huì)準(zhǔn)確地建構(gòu)物理概念。

關(guān)鍵詞：物理概念；速度；建構(gòu)

學(xué)習(xí)一個(gè)新的物理概念，教師首先要從大量的物理現(xiàn)象、事

實(shí)或者實(shí)驗(yàn)開始引入。這個(gè)過(guò)程就是讓學(xué)生感知物理現(xiàn)象的過(guò)程，觀察現(xiàn)象、體驗(yàn)過(guò)程和總結(jié)特征，從而獲得必要的感性認(rèn)識(shí)。第二，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)行歸納和概括，逐漸形成物理概念的輪廓和表象。第三，經(jīng)過(guò)去粗取精、去偽存真、由表及里地分析、比較，學(xué)生初步建立科學(xué)的物理概念。最后，經(jīng)過(guò)演繹練習(xí)和實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)和理解，從而準(zhǔn)確地建構(gòu)物理概念。下面以速度的概念為例，說(shuō)明如何建構(gòu)物理概念。

對(duì)于速度這個(gè)概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前并不陌生，生活中也經(jīng)常用到。但是那不過(guò)是速度的日常概念，還稱不上科學(xué)的物理概念，二者之間有一些差異。所以，學(xué)習(xí)速度概念的時(shí)候要讓學(xué)生學(xué)會(huì)從生活中尋找和發(fā)現(xiàn)這樣的一些事實(shí)和現(xiàn)象：人們是怎樣表示和描述事物發(fā)展變化快慢的呢？比如汽車的運(yùn)動(dòng)快慢、植物的生長(zhǎng)快慢、經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)快慢、人口的增長(zhǎng)快慢等等。通過(guò)分析這些生活現(xiàn)象和事實(shí)，讓學(xué)生感覺到有必要用一個(gè)概念來(lái)描述一切事物發(fā)展變化的快慢，即速度。這個(gè)概念表達(dá)和描述的基本含義也就比較清楚了，但是要讓學(xué)生意識(shí)到，在物理中速度的概念還需要進(jìn)一步界定和準(zhǔn)確定義，它畢竟與生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、人口學(xué)中的速度概念有一定的區(qū)別。物理中的速度描述的對(duì)象是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，所以，速度也就是用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)變化快慢的物理量。

速度這個(gè)概念又是怎樣具體描述物體運(yùn)動(dòng)變化快慢的呢？要讓學(xué)生知道，物體運(yùn)動(dòng)變化包括哪些方面？然后思考如何用速度來(lái)描述和表示這些方面的物理含義？清楚了上述問(wèn)題，速度的物理概念也就可以進(jìn)行準(zhǔn)確的定義了。學(xué)生根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的知識(shí)知道，描述物體的運(yùn)動(dòng)變化包括兩個(gè)方面：運(yùn)動(dòng)位置變化快慢的大小和運(yùn)動(dòng)的方向變化。一切事物的發(fā)展變化都是相對(duì)于時(shí)間來(lái)言的，所以相對(duì)于時(shí)間來(lái)說(shuō)，如何描述出速度所表達(dá)的完整含義？讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到有必要引入一個(gè)新的物理概念表達(dá)和描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置和方向，即物理學(xué)中的位移。但是在初中階段，研究的機(jī)械運(yùn)動(dòng)只限于勻速直線運(yùn)動(dòng)，教師可以直接告訴學(xué)生可以用“路程”這個(gè)概念描述物體運(yùn)動(dòng)位置變化，方向的變化可以進(jìn)行定性描述。因此，初中階段的速度概念可以定義為：“在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)

動(dòng)物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程”。如果用v表示速度，s表示路程，t表示時(shí)間，讓學(xué)生自己試著寫出速度的數(shù)學(xué)公式，即v=■，并讓學(xué)生根據(jù)路程和時(shí)間的國(guó)際單位分別是“米（m）”和“秒（s）”，推導(dǎo)出速度的國(guó)際單位應(yīng)該為“米/秒（m/s）”。至此，學(xué)生將速度的概念基本上建構(gòu)起來(lái)了，為了讓學(xué)生更準(zhǔn)確地理解速度的概念，教師需要針對(duì)速度概念設(shè)置一些針對(duì)性的問(wèn)題和練習(xí)，以發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的疑問(wèn)和困惑。像“v=■是用單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程來(lái)表示運(yùn)動(dòng)快慢的，能不能用通過(guò)單位路程所用的時(shí)間■來(lái)表示運(yùn)動(dòng)的快慢呢？”和“飛機(jī)、汽車和蝸牛誰(shuí)的速度大？”等開放性問(wèn)題對(duì)于深刻、準(zhǔn)確地理解速度的概念也是非常有幫助的。

通過(guò)對(duì)速度概念的建構(gòu)教學(xué)過(guò)程分析，我們可以知道物理概念建構(gòu)的基本過(guò)程與方法。物理中很多概念的建構(gòu)都是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，不能機(jī)械地死記硬背一些物理概念，要注重概念建構(gòu)的過(guò)程，以求深刻理解。對(duì)于一個(gè)物理概念，學(xué)生要明確它是描述什么的物理量？是矢量還是標(biāo)量？如果是矢量，方向和大小如何定義？如果是標(biāo)量，它的數(shù)值是如何定義的？單位是什么？還要明確概念的運(yùn)用條件和適用范圍以及與相關(guān)概念的區(qū)別和聯(lián)系等，只有這樣才能建構(gòu)起科學(xué)的物理概念。

參考文獻(xiàn)：

教育部.初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

（作者單位 內(nèi)蒙古師范大學(xué)附屬中學(xué)）