物理概念教學變化的新趨勢

張艷香

摘 要：物理概念教學有兩個重要的方面：一是物理概念的內涵，是反映概念中物理現象的本質屬性，是該事物區別于其他事物的本質特征;二是概念的外延，是反映物理現象本質屬性的對象，即通常所說的物理概念的運用條件及適用范圍.通過具體教學提出問題，再通過精彩教學案例說明如何解決問題，最后總結出物理概念考查出現的趨勢.

關鍵詞：物理學;物理概念;物理概念教學;新趨勢

文章編號：1008-4134（2019）22-0042 中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B

1 問題的提出

物理概念是物理學的基礎，物理概念的教學也就是物理教學的基礎.物理概念間的內在聯系構成了物理規律，因此物理概念教學的效果很大程度上影響著初中學生的物理學習水平.由于物理概念的建立必須依賴于大量物理現象、物理事實，經過教師的教學進行思維加工使學生對客觀物理世界的認識由極具體感性認識上升到極抽象的理性認識，所以說物理概念教學是培養學生探究能力、思維能力的極其重要的途徑.

物理概念教學有兩個重要的方面：一是物理概念的內涵，是反映概念中物理現象的本質屬性，是該事物區別于其他事物的本質特征;二是概念的外延，是反映物理現象本質屬性的對象，即通常所說的物理概念的運用條件及適用范圍.

從認識論的角度看，物理概念可分為具體概念、抽象概念和特殊概念.初中學生學習的概念，絕大部分是具體概念.這種概念是以具體的物理現象為基礎而概括、抽象出的概念，如速度、密度、壓強等等.具體概念的建立必須在大量的物理現象、物理事實和典型實驗的基礎上，通過思維加工活動揭示出物理的本質特征.

傳統的物理概念的建立過程是：感知活動——建構結構——掌握方法——鞏固深化.這種模式教學有兩個非常值得繼承的優點：一是在建構結構環節中重視學生思維活動;二是在掌握方法環節中重視科學方法的教育，如控制變量、等效替代等等.但這種概念教學的方法還存在一定的局限性，概念建模過程中的價值還沒有充分地被挖掘出來，建模的思維過程還沿用著比較傳統的套路，思維比較單一，教學過程中是教師牽著學生的鼻子走.

以傳統的“密度”概念教學為例：學生在教師的指導下通過實驗探究物質的這種特性，采集到了一些實驗數據，并對數據進行分析，開始物理概念的建構過程.這時教師一般引導學生發現兩個規律：一是同種物質的m/V值相同;二是不同物質的m/V值不同.在此基礎上教師給出概念的定義，既然m/V值能描述物質的性質，我們就把m/V定義為密度.

這種傳統的概念教學模式比較生硬，受思維定式的影響比較大，比較簡單直接的把科學概念灌輸給學生，而正是這種“灌輸”使得我們的物理教學失去了培養學生批判的思維能力和創新的思維能力的機會，失去了使初中生可能對初中物理感興趣的機會，從而使物理在初中生的心里變得很陌生，使得物理難學、抽象的感覺在初中生心里根深蒂固.

2 精彩案例

從目前物理教學變化的趨勢看，物理概念教學更加注重建立物理的概念過程中對學生的發散思維能力、批判思維能力以及創新思維能力的培養.筆者所聽過的由吉林大學附屬中學特級教師王顯峰老師所做的關于“密度”的一節公開課，對密度概念的建立過程的處理就很有特色， 充分調動學生思維的積極性，通過概念建立的常規和非常規的方法，鍛煉了學生的物理建模能力，對概念的教育價值挖掘得比較到位，更能體現“越是實踐的越是深刻的，最有效的學習方式應是讓學生在體驗和創新中實現自我”，使人有耳目一新的感覺.

這節課的精彩之處在于用正反兩種方法描述物質的這種特性.

經過教師和學生的共同努力，學生通過生活中的一些經驗感受到物質確實存在這么一種性質，通過討論明確這種性質影響物質的質量或體積，從而確定了研究這種特性的方法，通過實驗收集到了一系列的數據見表1.

在對實驗數據進行分析、抽象出物理概念時，學生出現了分歧：一種觀點認為既然同種物質的m/V值相同，不同種物質m/V值不相同，那么m/V就可以描述物質的這種特性;另一種觀點認為V/m值也存在著這樣的性質，同種物質V/m的值相同，不同種物質V/m的值不同，可見同樣V/m的值也能描述物質的這種特性.

此時教師并沒有按著傳統的“密度”教學程序直接給出密度的定義，而是因勢利導，引領學生再次分析實驗數據、概括，對學生們通過實驗得出的兩種描述方式都加以肯定.接著教師分析學生們的實驗結果：如果用m/V的形式表示，則m/V的值越大，表示物質結構更致密，m/V的值越小，表示物質的結構更疏松;而如果用V/m的形式來表示物質的這種屬性，則V/m的值越大，表示物質結構越疏松，V/m的值越小，表示物質結構上越緊密，由此可以看出這兩種方法都可以描述物質的這種屬性，如果人們用第一種方法把m/V定義為“密度”，那么我們想用V/m來描述物質的這種性質，你如何命名這個物理量呢？學生脫口而出：“松度”，真是令人拍案叫絕.

教師接著啟發：可見“密度”和“松度”都能描述物質的這種性質，大家再議論一下用哪個更好？理由是什么？經過討論學生認識到第一種方法更符合人們的思維習慣，所以科學上采用了第一種方法，而沒有采用第二種方法.

最后教師總結：我們都能發現不同物質的密度不同這種特性，也會設計實驗研究這種特性，更會通過分析發現科學家發現的物理規律，像科學家一樣定義新的物理量，所以大家要充滿信心，我們都會進行科學探究.

在這樣的課堂上，真正以學生為中心，使學生成為學習的主人，保護了學生學習的積極性，發展了學生的創造性，也展現了特級教師的風采.

3 物理概念考查出現的趨勢

在最近幾年出現的中考題上，這種利用正反兩種思維進行物理建模的考查也時有出現.

例1 （2016年云南省中考試題）為了探究“物質的質量與體積的關系”，全班同學分成若干小組，分工合作，共同收集數據.

（1）選取鋁和銅制成的實心金屬組件各1套，形狀如圖1甲所示.

①將托盤天平放在水平桌面上，將移至標尺左端的“0”刻度線上，再調節平衡螺母，使橫梁平衡，分別測出各金屬塊的質量.

②用直尺或量筒（排水法）分別測算出每個金屬塊的體積.

（2）如表2為部分小組收集的質量和體積的數據：

①已根據表中數據畫出了銅組件的m-V圖，請在同一坐標上畫出鋁組件的m-V圖.

②分析圖像可知：同種物質組成的不同物體，其質量與體積的比值（選填“相同”或“不同”）;體積相同的不同物質，質量;該比值反映了物質的一種特性，稱為.

③若測得另一鋁質實心物體質量為135g，則該物體的體積應為cm3.

本題所展開的方法，是學生學習密度概念時的正常的正向思維過程，m/V反應了物質特有的一種屬性，稱為物質的密度.

例2 （2019年山東煙臺中考試題）如圖2所示的是田徑運動會上運動員奮力奔跑的場景.比賽開始后，“觀眾”通過，認為跑在前面的人運動得快;比賽結束后，“裁判員”通過，判定最先到達終點的人運動得快.物理學采取（填“觀眾”或“裁判員”）的方法來比較物體運動的快慢.

這道題同樣也給了我們啟示，在“速度”概念的建立過程中，我們也要關注學生思維的開放程度.s/t可以描述物體運動的快慢程度，s/t的值越大，表示物體運動越快;反之，s/t的值越小，表示物體運動越慢.s/t值與物體運動快慢正相關.同樣t/s也能描述物體運動的快慢，t/s的值越大，表示物體運動的越慢，反之，t/s值越小，表示物體運動越快.s/t值越大，物體運動越快，我們可以將s/t命名為“速度”;t/s值越大，物體運動越慢，我們可以將t/s命名為“慢度”，這樣，學生就可以看到兩種方法概念都能反映運動快慢的內涵.本題所展開的方法應該是速度概念研究的兩個方法都有涉及到.

通過以上論述，我們應該能夠感受到傳統的物理概念教學的一點不足：缺乏靈動的思維.如果我們在常規物理概念教學過程中，都能采用這種物理概念建模方式，甚至將其發展，盡可能挖掘物理概念教學的教育價值，使學生在輕松愉快的氛圍中自主地建立物理概念，能使學生更深刻地體會物理概念的內涵，能最大限度的培養學生的批判思維能力和創新思維能力，同時能對學生進行潛移默化的科學精神教育，使學生感受到科學雖然嚴謹，但并不神秘;科學并不遙遠，我們都有能力進行科學研究;激勵學生努力學習物理，達到物理教學的三維目標即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀. 學生學習這種開放式的思維方式，能受益終生.同時這也是我們教育所追求的終極目標，讓學生學會學習，學會創造，這也應該是核心素養理念支撐下的真正的物理教學.

參考文獻：

[1]王成祥.發展學生思維 促進概念教學[J].中學物理教學參考，2019，48（14）：46.

[2]李超.初中物理教學情境設計策略談[J].中學物理教學參考，2019，48（14）：49.

[3]黃旺火.如何運用信息技術優化物理概念教學[J].西部素質教育，2019，5（14）：149.

[4]李鐵章，王海兵.基于學生原認知進行物理概念教學[J].物理之友，2019，35（07）：26-27.

[5]王騫.淺談初中物理概念教學[J].數理化學習（初中版），2019（07）：55-56.

（收稿日期：2019-08-29）