試論基于“非常規”物理實驗進行初中物理概念“進階”教學策略

楊茹羽 萬欣欣

摘?要 為幫助學生更好地建立物理概念認知體系，提出基于“非常規”物理實驗的物理概念“進階”教學策略，討論利用該策略開展教學的實踐意義，展示利用該教學策略開展概念“進階”教學的教學原則和教學設計過程。

關鍵詞“非常規”物理實驗;初中物理概念“進階”;教學策略

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）27-0107-02

物理概念是物理基礎知識的重要組成部分。物理概念認知體系的形成需要經歷對物理概念的科學認識、深入理解以及完整認知，這個過程可以看作是一個逐步“進階”式的認知發展過程。然而，在初中階段的教學實踐中，教師往往忽視學生的原有經驗、輕視學生對物理概念的深入理解以及不重視學生建立概念之間的關聯，導致學生對物理概念的認識不夠科學準確，難以進行深層的自我建構以及難以建立物理概念的完整認知，對物理概念的認知停留在記憶或簡單理解的表層。這些問題嚴重影響了學生對物理概念認知體系的建立。

一、基于“非常規”物理實驗的概念“進階”教學策略

為了幫助學初中生建立良好的物理概念認知體系，促進學生物理概念的“進階”，針對物理教學中存在的不利于學生物理概念學習的實際問題，提出基于“非常規”物理實驗進行概念“進階”教學的教學策略。

（一）創設真實的物理問題情境，聯結物理概念和原有經驗策略

腦研究證實，復雜而繁多的原有經驗是有意義學習的基本條件，學生獲得知識的過程須在穿插及揉合原有經驗的過程中進行。而學生的原有經驗往往是從生活中得到的，將物理概念置于真實的物理問題情境中可有效地調動出學生的原有經驗，此時物理概念與原有經驗共同存在，通過在真實情境中解決實際問題，進一步建立起物理概念和原有經驗之間的聯系，在此基礎上可有效促進學生對于物理概念進行重新認識。基于真實情境的重新認識能幫助學生對物理概念建立科學的認識，這對一些抽象概念的建立尤為重要。

（二）設計感官體驗型物理實驗，外化物理概念多種特征策略

參考建構主義理論得到，物理概念的建構是學生與物理概念相互作用，最終學生建構物理概念的過程對于初中生而言，初中生正處于感性認識向理性認識過渡的階段，其對于客觀事物的認識更多地依賴于感性經驗的積累，因此，較多地關注初中生與物理概念的直接接觸，讓學生獲得物理概念較多的感性認識，基于此將有助于學生理性認識的進一步發展。為學生適當地設計感官體驗型物理實驗，把物理概念的特征盡可能全面地通過體感直接呈現給學生，將會促進學生建立物理概念與其數個特征之間的聯系，有助于學生深入全面地理解物理概念，自主建構物理概念。

（三）組織學生動手實驗，促進物理概念認知體系建構策略

人類對客觀世界的認知是通過與客觀世界的相互作用而逐漸建立起的，在這一過程中，人類不斷地與客觀世界相互接觸，并作用于客觀世界的各個層面，進而逐步建立起對客觀世界完整而全面的認知。物理概念教學的目的是幫助學生獲得對物理學科的全面認識，從這個層面上來講，物理概念教學中須重視學生物理概念認知體系的建構。在概念教學中教師適當安排學生進行實驗，讓學生自己動手操作，這一過程學生容易接觸到不同的具有相關性的一些概念，通過作用于物理概念，有助于學生建立相關物理概念之間的聯系，進而能促進其建構物理概念的認知體系，從而促進物理概念的“進階”，為建立核心概念的完整認知奠定基礎。

二、利用上述策略教學的實踐意義

（一）有助于學生對物理概念建立科學認識

學生在進入正式的物理學習之前，對于很多物理概念已經有了一定的基于生活經驗的認識，這些認識有些是準確的，有些是片面的，還有些甚至是錯誤的。由于初中學生的認知能力尚不成熟，對于物理概念的大多數前認知均存在一定的主觀性以及頑固性，因此將前認知改善或改變其為科學認知的過程是存在困難的。

學生親身參與學習活動是其形成概念的科學認識的必要條件之一，對于不同學生，科學認識的形成和發展過程是因人而異的，它在遵循一定的發展規律的同時又根據每個人的身心特點存在多個獨特的發展方式，本文中所研究的教學策略基于“非常規”物理實驗，通過借助無處不在的、貼近學生生活的、現象直觀且原理簡單的物理實驗進行物理概念教學，將學生與學習物理概念的行為置于動態的情境中，隨著學習活動的進行，學生對于物理概念的認知逐步成熟，在教師的科學引導下可逐漸對物理概念建立科學的認識。

（二）有助于學生對物理概念進行深入理解

理解物理概念是物理概念學習過程中一個重要的目標，對于初中生而言，簡單理解物理概念以及記住抽象的物理概念是他們在日常學習中所能達到的水平，但是，僅憑簡單理解和記憶較容易造成學生對物理概念的遺忘，不利于其掌握物理概念，且物理學科知識系統性強，知識之間環環相扣、聯系密切，若遺忘了之前所學的概念，會影響與之相關的新知識的建構。只有當學生對物理概念有了非常深入的理解，才能有效保證他們不易遺忘物理概念，在日后的物理學習過程中能更好地補充完善該物理概念以及理解新概念。

隨著教師在教學過程中逐步引導呈現遞進的概念順序，適當增加體感實驗，通過學生的身體感官感受物理概念的特征，安排學生進行相關的實驗探究，將學生置于某個問題解決的物理情境之中，通過使用概念解決問題能促進學生對物理概念的深入理解，學生可以直接獲取大量與物理概念相關的新信息，學生將這些新信息以及原有認知用于實際問題解決中，促進了學生對于物理概念的深入理解，可有效解決學生物理概念理解不夠深入以及容易遺忘的問題。

（三）有助于學生對物理概念進行完整建構

建構主義理論認為，新的概念的習得是基于新、舊概念之間的聯系所進行的，當學習者深入理解了物理概念之后，應該主動去尋求并建立相關概念之間的聯系，從而逐步建立起物理概念的認知體系，認知體系的建立有助于學生對于物理概念的再次學習。認知體系的建立依賴于對物理概念的完整建構。對物理概念的建構除了要知道定義、符號、單位、測量工具等之外，還包括掌握物理概念的分類、產生背景以及與之相關的物理概念和物理知識。傳統教學大多較為關注學生對物理概念定義的理解，而經常會輕視學生對物理概念的完整建構對于學生物理學習的重要性。

基于“非常規”物理實驗的概念“進階”教學策略用于教學中，將物理概念置于物理概念認知體系中，將物理概念的認知過程置于真實的問題情境中，讓學生自主利用所學概念解決實際問題，既可以幫助學生建構物理概念的完整認知，也能促進學生建立物理概念的認知體系。

三、使用教學策略的過程

（一）遵守教學策略的教學原則

概念“進階”教學是教師通過教學促進學生將碎片化的日常經驗之間建立聯系，對經驗事實賦予相應的概念，掌握概念的多個可觀測特征，進一步確定概念的本質特性，逐步建立起對核心概念的全面理解，構建核心概念之間的聯系，從而最后形成一個系統的知識結構的過程。利用基于“非常規”物理實驗的概念“進階”教學策略進行教學時須嚴格遵守復雜真實原則、主體能動原則、激發興趣原則以及安全操作原則等相關教學原則。

（二）基于教學策略的教學設計流程

以課標和課本為藍本，參考已有研究中所建構的物理概念“進階”路徑，確定所學內容所在該部分的核心概念，學生對核心概念理解處在“進階”路徑的哪個階段以及其前后的相關概念;接著對學生的情況進行分析，了解學生在課前對于即將要學的概念所具有的經驗認識，即處于何種理解水平;綜合對教材和學情的分析后提出學生在經過學習之后預期所能達到對該概念的理解程度;然后設計學生概念“進階”的路徑;在明確路徑之后選擇相應的教學策略及教學方法進行教學設計，并利用該教學設計進行上課，隨后結合“進階”路徑上對學生認知發展尤為重要的知識設計隨堂測驗，通過測驗結果分析學生概念學習的進展情況，將此情況與預期進行比較，以適時調整教學決策。該過程的流程圖如圖4-1所示：

以上述教學設計流程為參考，在課堂教學中針對不同物理概念，在不同環節中合理利用基于“非常規”物理實驗的概念“進階”教學策略，可較好地發揮本文所研究教學策略的最大價值。

四、結語

初中學生尚處于形象思維向抽象思維過渡的階段，其認知習慣性會從日常經驗出發，尋求零散的經驗事實與概念之間的對應，在此基礎上建立物理概念的科學認識，通過對于物理概念的自我加工和建構，建立對于物理概念的完整認知，進一步建立相關概念之間的關聯，逐步建立起物理概念的認知體系。將基于“非常規”的概念“進階”教學策略用于物理概念教學中，有助于學生物理概念認知體系的建構。當然，在教學設計過程中教師務必要提前設計實驗方案，準備相關的實驗器具，對于一些繁瑣的實驗，為保證教學的效果，可巧妙結合常規物理實驗開展相關的教學活動。

基金項目：內蒙古師范大學2019年度課題“內蒙古師范大學物理專業師范生教育歷程研究”（項目編號：qjs201917）。

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