例谈物理概念教学的方法与策略

如果把物理学理论比作一座大厦，那么物理基本概念就是这大厦的基石。在实际教学中如果过分期待目标的实现，不能研究物理和学生实际的联系，不为学生提供丰富的感性材料，使其形成清晰、正确表象的教学情境，不对概念的教学有意识的依据“最近发展区”理论进行梯度适宜的层次化处理，往往很难让学生对概念有清晰的理解，就造成了学生学习物理的障碍。现以《压强》概念教学为例，谈谈如何利用探究要素对物理概念教学的一般途径与方法的实践。

一、创设趣味盎然的教学情境、初步感知物理概念

由于物理概念原本都存在于鲜活的自然、社会现象或师生的生活经验之中，只不过是当它在进入课本时被抽象化、概括化了。要学好概念我们必须首先引领学生回到问题的原生态去，给学生提供时空和物质材料，引导学生提出关于所要研究问题的话题，以唤醒学生的好奇心和对问题的兴趣，以此为切入点激发学生学习的热情和探究问题的冲动。例如：在教授《压强》一节时，先播放一首抒情的校园歌曲《脚印》创设了问题情境，同时结合通常情况下的人和滑雪橇的人在雪地上留下的足痕深浅不同的插图引导学生提出问题。人为什么在雪地上会留下脚印？脚印为什么会深浅不同？在教师引导互动式的对话中，很流畅地阐释出了本节要学习的两个概念的名称，即第一层次目标：压力和压强概念。通过创设情境研究问题的教学方式，一下拉近了知识与学生经验的距离，学生会感觉到知识就在我们的身边，使概念提出的时机恰到好处，没有一丝的牵强附会的感觉，并没有在学生还不知道压强是何物时就没头没脑地给出了压强的概念。因此情境的创设有利于学生感知物理概念，激发学生学习的兴趣和探究问题的热情，保持对自然的好奇和强烈的求知欲。

二、充分地猜想并验证影响概念的因素，形成对概念的定性认识

猜想、假设是一个人直觉思维能力的最有效表现形式，它是训练学生直觉思维最有效的方法和手段。这一环节是实现问题解决的航标和灯塔，它最大化地为学生创造了自由想象的空间，教者也应以雍容豁达的心态，倾听、包容学生的观点，以平等的身份和对话参与学生的活动，同时也教会了学生如何接纳别人的不同意见，如何倾听，如何与他人合作意识与能力等。学生在充满探究、民主、平等、和谐、心理放松的氛围中，很容易就会猜想到了影响压强的因素可能有压力、面积和受力面积等。师生通过讨论以及利用演示等手段在排除非影响因素“面积”后，教者马上提出了如何设计实验方案验证你们猜想是否正确的问题。学生首先通过自主设计（引导用控制变量的方法），随后在学习小组内展开同伴间的讨论、磋商、交流各自的观点，用科学的态度审视达成共识的方案，并尝试实施方案，验证假设等合作探究活动。同时教师以平等的伙伴身份参与到有困难的小组中进行恰当的引导、点拨做好调控，确保探究活动顺利有序地进行。然后，为那些有代表性和有独创性的小组提供展示实验方案以及实验成果的机会，并收集各小组的实验结果，供学生们彼此分享和比较。最后教师利用沙盘小桌实验和让学生再亲自用手施加等大的力相对地按压笔尖和笔尾和实验再次强化、凸显了决定压强因素结论的正确性，最后通过联系生活中有关压强实例分加深对定性结论的理解。通过教法的改变引领学生进行自主学习、合作学习、探究式学习，共同分享彼此的经验和方法以及经历“挫折”克服困难后成功的喜悦会自然地溢于言表，让学生的学习过程充满无穷的挑战和乐趣，促进了师生的共同发展，就会让学生的学习方式在不知不觉中得到改变。

三、用科学的语言建立、规范概念，明确理解概念的内涵

有了定性的结论是远远不够的，要揭示压强概念的本质属性还必须再回到实际的情境中去，进一步提出没有解决的新问题，深化对压强概念的认识，建立概念。因此教者利用小方桌，在压力和受力面积都不同的情况下给出具体的数值后，提出如何精确地比较压强的大小的问题。学生在学习过速度、密度等知识的基础上自然就想到了用比例计算的方法，学生通过计算自己得出了正确的结论。教师在充分肯定学生做法的基础上再次用实验的方法验证了学生计算结果的正确性，师生通过分析计算压强的过程共同归纳出了压强的数学表达式，根据数学表达式用科学的语言描述出了压强定义，顺势而为地再分析压强的单位。对一个单位量（1Pa）的大小也要形成具体认识，这一点也非常重要，否则就好像经常听人家谈论某某人而自己没有对其有具体印象一样，再提起还是感到陌生。进一步加深了对压强概念的理解，学生从公式的研究过程和得出的结论过程中同时也感受到了数学的逻辑美、形式美及物理与数学的和谐之美。

四、研究概念的物理意义，加深理解概念的外延

认知心理学的研究结果证明，如果要使正在学习的东西保持在记忆中，并与记忆中已有的信息相联系，学习者必须对材料进行某种形式的认知重组或做意义充实的添加、构建或者生发。上述压强概念教学目标的实现是分步进行的，还不能说对概念的本质真正理解了，还应对概念建立过程中的情境、概念的定性描述、概念的定义及公式等多因素进行有效整合，做一个小结，并讨论概念的内涵和外延，及概念的用途等，从不同角度丰富对概念的认识。利用已有的知识和经验同化、顺应当前的概念，建构新的认识结构，使概念不仅便于保持，而且也易于迁移到新的情境中去。为此教者应针对压强公式的应用过程和学生不求甚解容易在应用中出现的问题，用纯数学观点提出了如下问题：是不是压力越大压强也越大呢？是不是受力面积越大压强就越小呢？并结合实例说明你的结论。让学生建立压强概念与实际问题的联系，进行思维发散与思维聚合的训练，在“概念——问题——概念”的辨析过程中认识压强概念的物理意义，加深对压强概念的理解（控制变量法在理解概念时的应用）。经过这一环节的探索学生对压强影响因素间的关系更加明晰了，在头脑中形成了对压强概念立体网络式的认知结构，为概念的应用奠定了坚实的理论基础。

五、应用概念解决问题、训练运用概念的技能，迁移内化概念

认识概念的终极目的是为了运用概念进行物理思维，训练学生运用概念解决的技能，培养学生良好的思维习惯，提高学生以思维为核心的各种能力，开发学生的潜能，解决生产、生活及技术中的实际问题。课堂要确保学生的练习时间，给学生充分的反思和消化概念的过程。教师选择有代表性的、有层次性的典型例题，通过适当地巩固练习，使学生在应用压强概念解释现象、解决有关问题的过程中不断遇到新情况，迎接新挑战，不断发现知识的生长点，知识不断被内化为学生认知结构的一部分。在头脑中逐渐形成了更加完善的以情境为先导，以经验和事实为依托、以物理思想方法为支撑，以认知能力为核心的的知识理论框架。最终在学生认知结构中形成了完整的“概念图式”实现了掌握压强概念的目标。为在不同情境中实现知识的迁移打下了坚实的基础。

以上“五层次”并非是概念教学的模式化，因为在各层次概念目标的探究过程中都存在着许多不确定的因素，需要我们在教学的实际操作层面上，努力构建体现素质教育理念的“双主体”教学平台，更加自觉地按照学生的认知规律和学生的心理特点更好地进行概念教学，让学生依靠优秀的物理学习素养游刃有余、充满自信地应对各种考试，在学习过程中让学生亲身体验学习的乐趣，让教学充满盎然生机与活力，彰显个性、尽展创造的潜能。