創(chuàng)設(shè)物理情境 揭示概念本質(zhì)教學(xué)的幾個(gè)案例

摘要：物理概念教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成將對(duì)物理規(guī)律的教學(xué)起到事半功倍的作用。本文從創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境的層面給出幾點(diǎn)嘗試，來揭示物理概念本質(zhì)，達(dá)成有效教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)；情境；概念本質(zhì)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)12(S)-0021-3

物理概念是客觀事物的共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是物理事物的抽象。物理概念教學(xué)的重要性在于：一是物理概念是物理學(xué)最重要的基石；二是讓學(xué)生掌握好物理概念是物理教學(xué)的關(guān)鍵；三是物理概念教學(xué)是培養(yǎng)能力，開發(fā)智力的重要途徑。學(xué)生形成、理解和掌握物理概念是一個(gè)十分復(fù)雜的認(rèn)識(shí)過程。在這一過程中，要在物理環(huán)境中通過觀察、實(shí)驗(yàn)獲取必要的感性知識(shí)，或者用實(shí)驗(yàn)對(duì)結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)；要運(yùn)用物理學(xué)方法，通過復(fù)雜的思維過程(分析與綜合、比較……)把新事物與自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的概念聯(lián)系起來，通過同化或順應(yīng)來認(rèn)識(shí)和理解新事物；還往往要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法來表達(dá)概念。形成初步概念以后，我們還要從與其它概念的比較、分析中，從新舊概念之間的聯(lián)系中，從學(xué)習(xí)有關(guān)的物理規(guī)律中，從反復(fù)應(yīng)用概念去解釋現(xiàn)象或解答問題中，不斷加深對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和理解。所以，引導(dǎo)學(xué)生形成物理概念和發(fā)展對(duì)概念的理解，是學(xué)習(xí)物理學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生多種能力（特別是思維能力）、開發(fā)學(xué)生智力的重要過程和途徑，教師應(yīng)在教學(xué)中不斷探索和嘗試。

1 揭示概念本質(zhì)的生動(dòng)事例創(chuàng)設(shè)情境

中學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念中常見的問題是：經(jīng)驗(yàn)中形成的不正確、不科學(xué)的觀念的干擾；感性認(rèn)識(shí)不足或已有概念不清；抽象思維能力不足，有些概念難以理解；概念間的混淆等。

如果教師適當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)生活情境，形成與生活中‘概念’鮮明對(duì)比的物理概念，那么，他們將在思維大轉(zhuǎn)彎的過程中了解概念的本質(zhì)含義。

案例

初中學(xué)生對(duì)“機(jī)械功”概念的具體應(yīng)用錯(cuò)誤較多，運(yùn)用公式計(jì)算時(shí)也常是見到數(shù)據(jù)不分青紅皂白就帶入公式，而不考慮清楚“力與距離”的對(duì)應(yīng)關(guān)系。究其原因就是對(duì)“功的概念及三種不做功的情況”理解模棱兩可而造成的。三種不做功的情況是：①力與距離相互垂直，即F⊥s；②力F=0，距離s≠0；③距離s=0，力F≠0。為了深化學(xué)生對(duì)“機(jī)械功”概念的理解，我在引入功的概念后，創(chuàng)設(shè)了下面的情境。

是“功”還是“工”?我創(chuàng)設(shè)的是老上海灘上扛包工的故事情境：一般看過《上海灘》的都知道，解放前上海灘上的扛包工最辛苦，每天不停的扛著重達(dá)二百多斤的麻袋在碼頭上跑，做了很多工作，很辛苦，可一天也掙不了幾個(gè)銅板，連基本的溫飽生活也達(dá)不到，他們處在水深火熱中。但是，我告訴學(xué)生，如果那老板是“我”，對(duì)這些工人一天一個(gè)銅板可能“我”也不給……

講到這兒，學(xué)生頓時(shí)嘩然了，他們感到太疑惑了，太迷茫了，“啊？……，為什么，為什么……？”他們不停地問著，顯得很焦急，很渴望。作為把他們帶入困惑的“我”，當(dāng)時(shí)感到太得意了！同時(shí)，我深深地感覺到，創(chuàng)設(shè)巧妙恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，其意義是太重要了?！斑@是為什么呢？”我接著說道“請(qǐng)你們運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)仔細(xì)地分析一下。”這樣，學(xué)生的問題便產(chǎn)生了，懸念自然也形成了，學(xué)生心里很納悶，很想立即知道“這是為什么”。于是我提出了下列問題。

（1）為什么說扛包工人幾乎沒有做“功”，這里的“功”與生活中的“工（作）”本質(zhì)含義上相同嗎？（2）物理學(xué)上“功”的概念本質(zhì)是怎樣的呢？

生動(dòng)的生活情境創(chuàng)設(shè)形成鮮明的概念反差，進(jìn)而使學(xué)生更積極地領(lǐng)悟物理概念的本質(zhì)含義，且進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到物理概念的科學(xué)性與嚴(yán)密性，培養(yǎng)了學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。

2 揭示本質(zhì)概念的“直觀式問題”創(chuàng)設(shè)情境

通過聯(lián)系生活實(shí)際、操作、實(shí)驗(yàn)或提供直觀圖形，創(chuàng)設(shè)具有形象支持的“直觀式問題”情境，易于引起學(xué)生觀察、思考、想象，激起學(xué)生的興趣。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，把創(chuàng)設(shè)情境看作是“意義建構(gòu)”的必要前提。因此問題情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)根據(jù)教學(xué)的需要和學(xué)生的實(shí)際，從學(xué)生身邊的事物和現(xiàn)象中選取素材，或者利用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)直觀的、接近于生活實(shí)際問題情境使學(xué)生不僅感到生活中處處有物理，而且能對(duì)這種直觀的物理現(xiàn)象產(chǎn)生質(zhì)疑，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的需要、學(xué)習(xí)的興趣和探究的動(dòng)機(jī)。

案例

例如在“重力”課題的教學(xué)中，對(duì)重力的產(chǎn)生可以創(chuàng)設(shè)以下直觀情境：展示兩幅圖片，一幅是中華人民共和國(guó)第十屆運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽時(shí)的田賽圖片，圖片中鉛球運(yùn)動(dòng)員的奮力一投，沉重的鉛球最終沿著弧線落向地面。另一幅是跳高比賽的圖片，展示的是跳高運(yùn)動(dòng)員優(yōu)美的躍竿姿態(tài)，如圖1所示。展示之后引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑問：這樣的競(jìng)賽項(xiàng)目，挑戰(zhàn)的是人類什么極限呢？



為幫助學(xué)生思考，再展示一幅神舟6號(hào)航天飛船在世人矚目下成功升上了太空的圖片，圖片中展示的是宇航員在太空飛船艙內(nèi)的生活和工作情景，如圖2所示。展示之后引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑問：我們看到在遠(yuǎn)離地球的太空中，宇航員必須用繃帶把自己“綁好”，否則可以用任意的姿勢(shì)“漂浮”在船艙中，這又是什么原因呢？ 

在這樣鮮明對(duì)比的情境中，根據(jù)學(xué)生產(chǎn)生的疑問很自然引入“重力”這一課題，使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。此類情境同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生在簡(jiǎn)單直觀的情境中善于發(fā)現(xiàn)問題和形成良好問題意識(shí)的習(xí)慣。

3 揭示概念本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境

物理是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境既符合學(xué)科特點(diǎn)，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

案例

初中學(xué)生對(duì)“浮力”概念及“物體浮沉條件”的理解往往感覺比較抽象，存留在他們腦海中的往往是平時(shí)生活中形成的前科學(xué)概念。所以，我在新授這節(jié)課時(shí)創(chuàng)設(shè)了下面的實(shí)驗(yàn)情境來幫助學(xué)生對(duì)浮力概念的理解。

物體浮沉條件中的探究實(shí)驗(yàn)：

在講授物體的浮沉條件時(shí)，我先向?qū)W生做了這樣一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。把一個(gè)同等大小木塊和鐵塊同時(shí)投入裝水的燒杯中，讓全體學(xué)生都觀察到木塊浮在水而上，而鐵塊則沉到水中。然后提出問題：想想看，為什么？這時(shí)候?qū)W生的回答是多種多樣的，大致有：鐵重而木頭輕、鐵的密度比木頭大、木頭受到的浮力比鐵塊受到的浮力大、木頭受到的浮力大于自身的重力。而鐵塊的浮力則小于其自身的重力、木塊的密度小于水的密度，而鐵的密度大于水的密度。五種答案，有的相互矛盾，到底哪些是正確的呢？矛盾揭示了，疑問自然也就產(chǎn)生了。于是我再要求學(xué)生各自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來反駁別人的論斷，證實(shí)或修改自己的看法，得出正確的答案。最后再引導(dǎo)學(xué)生各自總結(jié)自己在實(shí)驗(yàn)過程的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。

在這樣的情境下，問題便自然產(chǎn)生了：

（1）物體的浮沉與物體的重力有關(guān)嗎？

（2）物體的浮沉與物體自身所受到的浮力大小有關(guān)嗎？

（3）物體的浮沉與物體自身的密度大小有關(guān)嗎？

（4）你是采取怎樣的實(shí)驗(yàn)研究方法的？

這節(jié)課創(chuàng)設(shè)情境的內(nèi)容是由實(shí)驗(yàn)和問題構(gòu)建的，優(yōu)勢(shì)在于不僅訓(xùn)練了學(xué)生的動(dòng)手能力、交流合作能力、觀察能力，同時(shí)讓學(xué)生在探究過程中體驗(yàn)了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究解決問題的科學(xué)研究素養(yǎng)。教師在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)中只起引導(dǎo)者和組織者的角色，學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生。

4 揭示物理現(xiàn)象形成，深化概念本質(zhì)理解創(chuàng)設(shè)情境

問題的清晰、準(zhǔn)確，可使教學(xué)目標(biāo)與學(xué)習(xí)意圖更易凸顯和清晰。向?qū)W生展示物理知識(shí)形成的依托材料，讓他們?cè)谖锢憩F(xiàn)象被揭示的同時(shí)，面臨新的、有待解決的物理現(xiàn)象或規(guī)律，可以使課堂教學(xué)的方向更明確，思維更加集中和有效。

案例

導(dǎo)體和絕緣體的概念在初中階段也比較抽象，為此課前先創(chuàng)設(shè)了如下情境。

在講導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，我先介紹了陜西師大的劉教授的一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：他站在從賓館帶來的一次性塑料拖鞋上，手上捏著一個(gè)帶絕緣柄的圓形銅拍，同放在木桌上的毛皮摩擦后就立即拍一下自己胸部，反復(fù)幾次后，他的花白頭發(fā)根根豎起像“怒發(fā)沖冠”似的。

當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生串串好奇與疑問時(shí)，我告訴他們這是很常見的摩擦起電現(xiàn)象。接著提出了下面的問題，從而為更好的學(xué)習(xí)本節(jié)課設(shè)下伏筆：

（1）劉教授為什么要站在塑料拖鞋上？

（2）銅拍的柄為什么要絕緣？

（3）摩擦后的銅拍拍胸部，電荷為什么能跑到頭發(fā)上？

（4）這對(duì)我們的安全用電有什么樣的啟示？

通過這樣的課堂感受是：?jiǎn)渭兊刂v授導(dǎo)體和絕緣體概念是枯燥無味的，但通過奇異的物理現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)的情境，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，縮短了學(xué)生與物理問題之間的心理距離。這樣，可以促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地去思考、探索，解決物理問題或發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，并伴隨著一種積極的情感體驗(yàn)。這種情感可升華為對(duì)知識(shí)的渴望與追求，對(duì)于客觀世界的探索欲望和激情，發(fā)現(xiàn)或解決問題之后的喜悅等等。

參考文獻(xiàn)：

［1］中學(xué)化學(xué)教學(xué)技術(shù)指導(dǎo). 張長(zhǎng)江.上海教育出版社. 2005

［2］物理教學(xué)藝術(shù)論. 唐一鳴. 廣西教育出版社. 2002

［3］課堂教學(xué)中教師的情境意識(shí). 袁維新.教育評(píng)論［L］.1999

(欄目編輯黃懋恩)