探尋規(guī)律,概念教學(xué)需要“加速度”

◇ 江蘇 曹祝基

概念是構(gòu)成科學(xué)理論知識體系的基本單位．一些核心概念的學(xué)習(xí)可以說貫穿學(xué)科教學(xué)的始終,是促使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和基本技能的根基所在,也是教師組織后續(xù)教學(xué)、鋪設(shè)學(xué)習(xí)路線的起點．本文選取“加速度”這一概念的教學(xué)為切入點,旨在通過自主實驗、比較區(qū)分、拓展延伸的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷概念的形成過程,構(gòu)建概念學(xué)習(xí)的思維模型,進一步提高物理概念教學(xué)的有效性．

1 自主實驗,分析數(shù)據(jù)

實驗是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ),也是物理學(xué)習(xí)的基本方法．在進行“加速度”的概念教學(xué)時,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生開展自主實驗,觀察實驗現(xiàn)象,記錄實驗數(shù)據(jù),通過數(shù)學(xué)計算、分析數(shù)據(jù)、科學(xué)推理自主建構(gòu)加速度概念．

“測定勻變速直線運動的加速度”是需要學(xué)生掌握的物理實驗．這個實驗的重點是掌握打點計時器的原理和操作方法,利用打點計時器測出物體運動的速度,利用數(shù)學(xué)計算法、v-t圖象法處理和分析紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù),分析物體的運動情況,總結(jié)出加速度的計算公式．教師要帶領(lǐng)學(xué)生對該實驗進行實際操作,處理打點計時器的紙帶,通過分析數(shù)據(jù),利用逐差法計算物體在勻變速直線運動中的加速度．

自主實驗是幫助學(xué)生將抽象物理概念的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為科學(xué)的探究式學(xué)習(xí)的有效方式．教師要充分認識到實驗在物理教學(xué)過程中的重要性和必要性,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,多為學(xué)生提供自主實驗的機會,引導(dǎo)學(xué)生在實驗探究中獲得物理知識,提升實驗素養(yǎng),強化自主學(xué)習(xí)能力．

2 比較區(qū)分,建構(gòu)體系

比較區(qū)分不同概念的異同也是學(xué)生學(xué)習(xí)概念的一種有效方式．學(xué)生從相關(guān)概念的內(nèi)在聯(lián)系出發(fā),在比較、區(qū)分、歸納、總結(jié)的過程中深化對知識點的理解和認識,梳理知識要點,架構(gòu)知識脈絡(luò),進而迅速將新知識與已有知識建立聯(lián)系,促進認知結(jié)構(gòu)的發(fā)展．

例如,加速度這個概念可以跟學(xué)生之前學(xué)過的平均速度、瞬時速度聯(lián)系起來,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從定義、物理意義、公式三個方面進行比較和歸納．瞬時速度簡稱速度,指運動物體在某時刻或某位置的速度,是精確描述物體運動快慢的物理量．平均速度則是位矢對時間的變化率,它等于位移除以時間．按照定義、物理意義、公式的歸納思路,學(xué)生總結(jié)新學(xué)習(xí)的加速度的物理意義,它是描述速度變化快慢的物理量,表示單位時間內(nèi)速度的變化量,物理符號記為a,公式為a＝v/t．這樣,學(xué)生就可以對與速度有關(guān)的概念系統(tǒng)地進行理解和記憶．

建構(gòu)知識體系是物理概念教學(xué)的重要目標．教師要通過這些核心概念的教學(xué),巧妙利用比較區(qū)分、歸類分析、類比遷移等具體實踐模式,將具體的、零散的知識納入圍繞核心概念建構(gòu)起來的知識體系中去,使知識體系得以隨時更新．

3 拓展延伸,調(diào)動思維

概念的拓展延伸體現(xiàn)的是基于學(xué)生的前概念,以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)、豐富概念外延、引導(dǎo)學(xué)生拓展思維深度的思維模式．教師要從概念的內(nèi)涵出發(fā),通過創(chuàng)設(shè)開放性、探究性的問題情境,推動學(xué)生的思維向深度和廣度發(fā)展,厘清概念的內(nèi)涵和外延,以此促使學(xué)生更好地把握概念的本質(zhì)屬性．

例如,在教學(xué)完加速度的定義、物理意義及公式以后,教師可引導(dǎo)學(xué)生思考加速度是矢量還是標量,如果是矢量的話,它的方向是與速度一致,還是與速度變化量一致,并進行推理證明．有的學(xué)生想到了之前學(xué)過的速度是矢量,速度的變化量也是矢量,因此加速度也是一個矢量．還有的學(xué)生從如果一個物體在光滑水平面上向前運動,給它一個向左或者向右的力,物體的速度就會發(fā)生改變的角度來推理．這樣,學(xué)生通過自主思考更加清晰地認識到加速度是矢量,既有大小,也有方向．

由此可見,物理概念教學(xué)的深層次意義在于引導(dǎo)學(xué)生形成一種學(xué)習(xí)方法,掌握物理思維方式．因此,除自主實驗、比較區(qū)分、拓展延伸的教學(xué)策略以外,教師還要在教學(xué)過程中不斷摸索和思考更多、更有效的概念教學(xué)模式,真正發(fā)揮核心概念的包攝和統(tǒng)領(lǐng)作用．

總之,核心概念的教學(xué)價值是不容小覷的．以“加速度”的教學(xué)為例,教師要善于抓住在學(xué)科知識中占有主導(dǎo)地位、起引領(lǐng)作用的概念性知識,并依據(jù)概念形成的規(guī)律組織和設(shè)計科學(xué)的、有效的教學(xué)活動,引導(dǎo)學(xué)生在研究核心概念的內(nèi)涵和外延的過程中掌握建立概念的思維方法,總結(jié)概念形成的規(guī)律,以培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力,提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)．