“學(xué)為中心”背景下高中物理概念高效教學(xué)例談

劉慶來(lái)

摘 要：物理概念是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。在“學(xué)為中心”的課堂教學(xué)理念下，高中物理概念教學(xué)要走出“呈現(xiàn)概念——講解概念——練習(xí)概念”的模式，要基于學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，把握學(xué)習(xí)“起點(diǎn)”，引入物理概念；緊扣探究“重點(diǎn)”，形成物理概念；基于思維“落點(diǎn)”，深化物理概念，以此促進(jìn)高中生物理概念學(xué)習(xí)的高效化。

關(guān)鍵詞：高中物理；概念；高效教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1008-1216（2017）05B-0125-02

物理概念是透過(guò)各種自然現(xiàn)象的基本特征而歸納提煉出來(lái)的本質(zhì)屬性，是整個(gè)物理學(xué)科知識(shí)體系的基本構(gòu)成。在高中階段的物理教學(xué)中，其重點(diǎn)之一就是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理概念進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，因?yàn)槲锢砀拍罴仁菍W(xué)好物理的基礎(chǔ)，也是有效提升學(xué)生物理素養(yǎng)的關(guān)鍵。

但是，對(duì)于物理概念而言，抽象性、單調(diào)性以及枯燥性是其典型特征，因而很難快速被學(xué)生高效掌握，往往會(huì)成為高中生物理學(xué)習(xí)過(guò)程中的一大難點(diǎn)?，F(xiàn)在，仍然存在較多教師在物理概念教學(xué)中采取“呈現(xiàn)概念——講解概念——練習(xí)概念”的模式，在這一種教學(xué)模式下只有接受能力相當(dāng)好的學(xué)生才能夠有效掌握物理概念。高中生在學(xué)習(xí)物理概念的過(guò)程中，要經(jīng)歷對(duì)物理概念進(jìn)行探究與內(nèi)化的過(guò)程，那么，在“學(xué)為中心”的課堂教學(xué)背景下，應(yīng)該如何優(yōu)化高中物理概念教學(xué)呢？

一、把握學(xué)習(xí)“起點(diǎn)”，引入物理概念

在高中物理概念教學(xué)中，引入概念環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)著重以激趣、引思為主，有效的引入方式可以迅速集中學(xué)生的注意力，從而為高效的概念教學(xué)奠定良好的基礎(chǔ)。物理概念與生活有著緊密的聯(lián)系，并且很多物理概念之間也存在一定的關(guān)聯(lián)性，因此，在引入物理概念時(shí)要從高中生的視角出發(fā)，結(jié)合其生活經(jīng)驗(yàn)以及認(rèn)知起點(diǎn)，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)充滿感性的學(xué)習(xí)情境，從而使抽象化的概念轉(zhuǎn)化為感性的學(xué)習(xí)素材。

（一）基于生活起點(diǎn)，引入概念

對(duì)于學(xué)生而言，日常生活中普遍存在的現(xiàn)象會(huì)因?yàn)檩^熟悉而引發(fā)情感上的共鳴。而物理概念就是對(duì)生活中各種物理現(xiàn)象的提煉與總結(jié)，所以，教師可以有針對(duì)性地借助生活中的物理現(xiàn)象引入物理概念，并且在這個(gè)過(guò)程中創(chuàng)設(shè)生動(dòng)化的學(xué)習(xí)情境，以此激發(fā)起學(xué)生參與物理概念學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

在高中物理課程中，第一個(gè)抽象概念就是“質(zhì)點(diǎn)”。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以借助多媒體播放現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)影片，然后把雷達(dá)顯示屏的畫(huà)面進(jìn)行定格，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)觀察，然后根據(jù)戰(zhàn)斗機(jī)的照片以及相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行提問(wèn)，最后，運(yùn)用多媒體再動(dòng)態(tài)化演示戰(zhàn)機(jī)在雷達(dá)屏幕上持續(xù)航行的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，此時(shí)，學(xué)生觀察到戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)被簡(jiǎn)化成為一個(gè)點(diǎn)。此時(shí)，再引入“質(zhì)點(diǎn)”的概念，學(xué)生就很容易接受。

（二）基于認(rèn)知起點(diǎn)，引入概念

根據(jù)建構(gòu)主義的觀點(diǎn)，學(xué)生對(duì)于新知的學(xué)習(xí)，是構(gòu)建于自己已掌握的知識(shí)的基礎(chǔ)上而開(kāi)展的一種主動(dòng)性學(xué)習(xí)行為。對(duì)于物理概念教學(xué)來(lái)說(shuō)，教師可以有針對(duì)性地在新舊概念之間搭設(shè)聯(lián)系，通過(guò)在“前概念”的基礎(chǔ)之上引入新概念，這樣更利于學(xué)生接受，并且也可以有效幫助學(xué)生形成知識(shí)體系的架構(gòu)。

例如，在教學(xué)“加速度”這一概念之前，學(xué)生已經(jīng)掌握的和運(yùn)動(dòng)相關(guān)的概念有路程、位移以及時(shí)間間隔、時(shí)刻和速度等。但是這部分概念只適合勻速直線運(yùn)動(dòng)，或者是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略化表述。

教學(xué)中，可以給學(xué)生呈現(xiàn)兩組直線運(yùn)動(dòng)的情境，一組為勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一組為加速直線運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)每一秒末的瞬時(shí)速度讓學(xué)生感受變速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，并引導(dǎo)學(xué)生探求兩者之間的差異。雖然他們能夠發(fā)現(xiàn)其中存在顯著不同，但是根據(jù)已掌握的物理量暫時(shí)還不能清楚地進(jìn)行解釋，由此順勢(shì)引入“加速度”的概念，學(xué)生便會(huì)產(chǎn)生濃厚的探究熱情。

二、緊扣探究“重點(diǎn)”，形成物理概念

概念的形成是概念教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，在高中物理概念教學(xué)中，教師要緊扣概念探究這一條主線引導(dǎo)高中生形成物理概念。其具體的策略可以是通過(guò)師生之間的有效互動(dòng)，突出學(xué)生的主體地位，借助搭設(shè)的良好平臺(tái)，幫助學(xué)生還原概念的形成過(guò)程，并形成理性認(rèn)知，從而讓學(xué)生更透徹地理解、把握概念本質(zhì)。

（一）在物理探究中形成概念

在新課標(biāo)中對(duì)于探究式學(xué)習(xí)給予了充分的肯定，物理探究既能夠有效激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)，同時(shí)也可以燃起學(xué)生主動(dòng)探求新知的熱情。對(duì)于物理概念的教學(xué)，教師應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性地對(duì)教材進(jìn)行處理，借用引導(dǎo)式提問(wèn)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究新知的熱情，并在質(zhì)疑以及釋疑的過(guò)程中探究物理概念的本質(zhì)屬性，以此提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)“單擺”這一物理概念時(shí)，筆者借助一個(gè)擺動(dòng)的單擺模型給學(xué)生進(jìn)行演示，然后在他們進(jìn)行觀察的基礎(chǔ)上提問(wèn)：對(duì)單擺周期產(chǎn)生影響的主要因素有哪些？經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察，他們發(fā)現(xiàn)擺球質(zhì)量、擺角、擺繩以及重力加速度等都會(huì)影響單擺的擺動(dòng)周期。然后，筆者引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行探究，讓學(xué)生根據(jù)自己的回答分別制定驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：相關(guān)的主要因素為擺繩的長(zhǎng)短，而與擺球質(zhì)量以及擺角并不存在關(guān)聯(lián)。

在上述案例中，教師通過(guò)引導(dǎo)式提問(wèn)，使學(xué)生自主完成探究的過(guò)程，同時(shí)獲得物理學(xué)概念，并且在頭腦中形成了直觀印象，比直接學(xué)習(xí)抽象化的概念更容易理解掌握，極大地提升了教學(xué)成果。除此之外，學(xué)生之間的小組探究實(shí)驗(yàn)，也有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，提升科學(xué)素養(yǎng)以及自主學(xué)習(xí)的能力。

（二）在物理實(shí)驗(yàn)中形成概念

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，借助實(shí)驗(yàn)方法既可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究，同時(shí)也是幫助學(xué)生習(xí)得物理概念的最有效方式。物理實(shí)驗(yàn)的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)分別為現(xiàn)象觀察、假設(shè)或者推測(cè)以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上，以各種表象為基礎(chǔ)進(jìn)行思維加工，由此推測(cè)出不同的現(xiàn)象之間可能普遍存在的共性，由此以科學(xué)的方法開(kāi)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是一種高效化的物理學(xué)習(xí)方式。以實(shí)驗(yàn)方法輔助物理概念的習(xí)得，可以順利促進(jìn)概念的形成，使學(xué)生具有親歷的感受，可以把抽象化的概念進(jìn)行內(nèi)化，使枯燥的學(xué)習(xí)過(guò)程充滿吸引力，同時(shí)也能夠有效培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究的能力。

例如，在教學(xué)《機(jī)械能守恒定律》時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，以小球?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材，利用小球上下運(yùn)動(dòng)演示其動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生能夠直觀地感受到動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。在此基礎(chǔ)上，很多學(xué)生提出了這樣的質(zhì)疑：小球在這個(gè)過(guò)程中是否符合機(jī)械能守恒定律呢？接下來(lái)，他們開(kāi)始根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并且，在小組內(nèi)開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，他們通過(guò)多次比對(duì)并除去實(shí)驗(yàn)誤差，驗(yàn)證了小球在動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中是遵循機(jī)械能守恒定律的結(jié)論。

以上案例中，正是因?yàn)橐龑?dǎo)學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)機(jī)械能守恒定律進(jìn)行自主探究，才使他們就能夠有效地感受到小球在動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量守恒，從而形成科學(xué)的物理概念。

三、基于思維“落點(diǎn)”——深化物理概念

在高中物理概念教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于概念的了解和掌握并非教學(xué)的最終目標(biāo)，而應(yīng)當(dāng)是學(xué)生在習(xí)得概念之后，內(nèi)化構(gòu)建自己的知識(shí)體系，并和自己已有知識(shí)形成關(guān)聯(lián)。這也就是概念的深化與拓展。在經(jīng)過(guò)深化與拓展之后，學(xué)生對(duì)于概念的掌握更深入透徹，并且還有利于對(duì)知識(shí)的遷移和發(fā)展。

因此，對(duì)于高中物理教師而言，不能將教學(xué)重點(diǎn)僅停留在概念的形成階段，應(yīng)借助一定的手段，使學(xué)生將知識(shí)運(yùn)用到物理實(shí)踐中，幫助其深化認(rèn)識(shí)，提高認(rèn)識(shí)。

（一）溝通聯(lián)系，深化概念

學(xué)生在習(xí)得概念的基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合生活實(shí)踐以及其他相關(guān)物理知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的拓展與延伸，這既有利于豐富學(xué)生對(duì)于概念的認(rèn)知，同時(shí)也可以和自己已習(xí)得知識(shí)之間形成聯(lián)系，從而使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握物理概念。

例如，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握了“反沖運(yùn)動(dòng)”這一物理概念的基本內(nèi)涵以后，還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這一物理概念從力、動(dòng)量、能量這三個(gè)維度進(jìn)行深入分析。首先，引導(dǎo)學(xué)生思考物體在反沖運(yùn)動(dòng)中，其作用力有什么特點(diǎn)？如何區(qū)分內(nèi)力與外力？其次，引導(dǎo)學(xué)生用牛頓定律對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析；最后，還要引導(dǎo)學(xué)生用動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生就完成系統(tǒng)的整體架構(gòu)，在深化概念的同時(shí)提升了學(xué)習(xí)能力。

（二）通過(guò)對(duì)比，深化概念

對(duì)于部分比較相似的概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中比較容易混淆，應(yīng)適當(dāng)采用比較的方式，對(duì)于其中的共同點(diǎn)以及不同點(diǎn)進(jìn)行明確區(qū)分，這樣才能夠有效提高學(xué)生掌握概念的準(zhǔn)確度。

例如，對(duì)于物理概念“平衡力”與“作用力與反作用力”而言，高中生是很容易混淆的，在教學(xué)中，要引導(dǎo)他們明確這兩者之間的區(qū)別：①作用點(diǎn)不同：平衡力的作用點(diǎn)是在一個(gè)物體上，而作用力與反作用力的作用點(diǎn)是在兩個(gè)物體上；②性質(zhì)不同：平衡力的性質(zhì)不一定相同，而作用力與反作用力的性質(zhì)一定是相同的；③效果不同：平衡力的作用效果可以抵消，而作用力與反作用力不可以抵消；④力產(chǎn)生時(shí)間的不同：平衡力的兩力不一定同時(shí)產(chǎn)生，而作用力與反作用力一定同時(shí)產(chǎn)生。在這樣的比對(duì)過(guò)程中，學(xué)生可以輕松掌握二者之間的不同，并實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的精準(zhǔn)掌握。

（三）實(shí)踐應(yīng)用，深化概念

習(xí)得概念之后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)新知進(jìn)行內(nèi)化，這一過(guò)程應(yīng)構(gòu)建于應(yīng)用與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，只有經(jīng)過(guò)實(shí)踐的反復(fù)認(rèn)證才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)概念的深度掌握，并實(shí)現(xiàn)拓展與延伸，而并非依靠死板的記憶。

例如，在學(xué)生對(duì)“慣性”這一概念有了深入的理解與把握之后，筆者設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)問(wèn)題情境：假設(shè)在勻速行駛的飛機(jī)上，此時(shí)一個(gè)蘋(píng)果掉落，那么根據(jù)慣性的作用，請(qǐng)問(wèn)這個(gè)蘋(píng)果應(yīng)該掉落在哪個(gè)位置？學(xué)生展開(kāi)激烈的思辨，而概念則越辯越明，于是對(duì)于概念的諸多誤解被逐漸剝離，學(xué)生們也深化了對(duì)概念的認(rèn)知。

總之，物理概念是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)，在高中物理概念教學(xué)中，僅僅依靠教師講以及學(xué)生記的過(guò)程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在“學(xué)為中心”的課堂教學(xué)理念下，為了實(shí)現(xiàn)高效的課堂教學(xué)，教師應(yīng)當(dāng)善于處理教材與學(xué)生之間的關(guān)系，不斷以多元的方式呈現(xiàn)概念，既要突顯學(xué)生的主體地位，同時(shí)也要能夠燃起學(xué)生主動(dòng)探究新知的熱情，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的精準(zhǔn)把握，并主動(dòng)尋求概念的延伸與拓展，從而讓高中生的物理概念學(xué)習(xí)更高效。

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