變式在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

黃曉麗

摘 要：應(yīng)用變式教學(xué)法，需要教師變換分析問(wèn)題的角度、層次和情形，在教學(xué)過(guò)程中建立全面知識(shí)體系從而幫助學(xué)生更深刻地理解物理概念。

關(guān)鍵詞：變式教學(xué)法；物理概念；實(shí)踐應(yīng)用

物理學(xué)知識(shí)是普遍聯(lián)系的，力學(xué)知識(shí)與物體運(yùn)動(dòng)相關(guān)，運(yùn)動(dòng)與可能發(fā)生在電場(chǎng)當(dāng)中，或磁場(chǎng)當(dāng)中，運(yùn)動(dòng)可能是電子的運(yùn)動(dòng)也可能是天體的運(yùn)動(dòng)，由于物體的形態(tài)、質(zhì)量等不同，它所受到力的作用也不同等等。物理變式教學(xué)法的基本思想就是運(yùn)用不同的知識(shí)和方法，對(duì)有關(guān)物理概念、定理、公式及習(xí)題、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不同角度、不同層次和不同情形的變化，有意識(shí)地促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行積極地思考，加深對(duì)知識(shí)的理解與掌握，進(jìn)而培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)造意識(shí)。

一、物理概念的特點(diǎn)

高中物理概念具有一般科學(xué)概念的共性，它源于對(duì)客觀物理現(xiàn)象的觀察，但卻又高于客觀實(shí)踐，如浮力的概念，是我們通過(guò)觀察浸在水中的物體會(huì)比在空氣中時(shí)變輕，所以我們說(shuō)它受到浮力，但它浮力的大小、方向等卻不是單純地靠觀察得到；物理概念與具體的客體和過(guò)程有密切的聯(lián)系，但又超脫了具體的事物和過(guò)程，如力、能和場(chǎng)的概念；絕大多數(shù)物理概念不僅有質(zhì)的規(guī)定性，而且具有量的可測(cè)性，如力、密度、質(zhì)量、電阻等；很多的物理概念還是不斷變化和發(fā)展的，在初中時(shí)物體質(zhì)量的概念是“質(zhì)量是物體慣性大小的量度，也就是慣性質(zhì)量”，高中時(shí)物理質(zhì)量的概念是“質(zhì)量是物體產(chǎn)生引力和受引力場(chǎng)作用能力大小的量度，也就是引力質(zhì)量”，到了大學(xué)物理質(zhì)量的定義是“質(zhì)量是作為物理所蘊(yùn)藏能量的量度，也就是能量質(zhì)量”。所以，需要教師在講解物理概念時(shí)不能單純地記文字描述，還應(yīng)通過(guò)變式教學(xué)法幫助學(xué)生從深層次理解物理概念。

二、在物理概念形成的三階段引入變式教學(xué)法

形成正確的物理概念是學(xué)習(xí)物理概念的根本目的。在形成物理概念的過(guò)程中，對(duì)于那些比較簡(jiǎn)單的概念，學(xué)生通過(guò)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察就能建立正確的概念；如果是發(fā)展中的物理概念，那么學(xué)生在形成新概念的過(guò)程中，容易與學(xué)生的舊知識(shí)產(chǎn)生抵觸，這時(shí)，就需要用到變式教學(xué)法，幫助學(xué)生了解概念的本質(zhì)，在認(rèn)知觀念上實(shí)現(xiàn)突破，一般概念教學(xué)過(guò)程可以分為“引入”“形成”“鞏固深化”三個(gè)階段，在這三個(gè)階段分別引進(jìn)變式教學(xué)可以更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

（一）物理概念引入階段的變式教學(xué)。引入階段是使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為建立物理概念做好心理準(zhǔn)備，一般可以采取如下方法引入物理概念：從生活現(xiàn)象中引入，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入，在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的基礎(chǔ)上引入。這些都是通過(guò)喚醒學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)或與舊知識(shí)建立聯(lián)系，另外，通過(guò)相似概念的引入是為了使學(xué)生明白與舊知識(shí)的區(qū)別防止形成模糊或錯(cuò)誤的概念。

從生活現(xiàn)象中引入，比如，在講授彈力的概念時(shí)，教師可以通過(guò)引入生活情境，給出彈力的出現(xiàn)的場(chǎng)合和一般現(xiàn)象，拉著橡皮筋兩頭的小朋友相向而行，人坐在沙發(fā)上壓出一個(gè)坑，彈簧秤吊起一個(gè)籃蘋果被拉長(zhǎng)……通過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)這些表面上差異很大的力都與變形有關(guān)，所以挖掘出它們的共同本質(zhì)。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入，比如，在講浮力的概念時(shí)，教師將一盤水、一個(gè)氣球放在教室中，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解浮力的大小與物體排開(kāi)水的體積有關(guān)這個(gè)概念，讓學(xué)生將氣球壓入水中，因?yàn)闅馇虮旧淼闹亓靠梢院雎圆挥?jì)，學(xué)生對(duì)氣球的壓力就約等于氣球所受的浮力，氣球沒(méi)入水中的體積越大，學(xué)生對(duì)氣球的壓力越大。在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的基礎(chǔ)上引入，如在學(xué)習(xí)電勢(shì)能與電勢(shì)的概念時(shí)，可以先引導(dǎo)學(xué)生回憶重力做功與路徑無(wú)關(guān)，重力勢(shì)能等知識(shí)，通過(guò)類比，建立新的概念。

（二）物理概念形成階段的變式教學(xué)。物理概念的形成過(guò)程中，理解物理概念的內(nèi)涵與外延比物理概念本身更重要。為了讓學(xué)生對(duì)概念含義和實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)更清楚，可以在概念引入后還應(yīng)繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生去分析概念的矛盾。

例如，在講解熱量這個(gè)概念時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生將熱量與溫度、內(nèi)能相區(qū)別，可以提出以下是非題讓學(xué)生辨析：“熱的物體比冷的物體熱量多”，“熱平衡時(shí)，高溫物體降低的溫度等于低溫物體升高的溫度”，“相同溫度的水，質(zhì)量越大，熱量越多”。

運(yùn)用變式教授學(xué)生物理概念的形成，還需要教師通過(guò)變式幫助學(xué)生從反面去消除一些容易發(fā)現(xiàn)的模糊認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格區(qū)分那些易混的概念。例如講摩擦力后，可以適當(dāng)設(shè)計(jì)一些問(wèn)題：滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)嗎？走路時(shí)，腳與地面之間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？摩擦力的方向一定與運(yùn)動(dòng)方向相反嗎？

（三）概念鞏固深化階段的變式教學(xué)。物理一門系統(tǒng)系很強(qiáng)的學(xué)科，物理知識(shí)是由概念和原理組成的體系，每個(gè)概念都是包含在一定的體系當(dāng)中的，但又與其他概念有著廣范的聯(lián)系，如果能知道所學(xué)概念在整個(gè)體系中的地位和作用，就能更加深刻理理解、牢固地記憶、靈活地運(yùn)用物理概念。當(dāng)概念形成之后，要重視學(xué)生對(duì)所學(xué)概念的理解和系統(tǒng)化，找出它的各方面聯(lián)系，形成一個(gè)概念體系。

例如，在學(xué)習(xí)了電勢(shì)能之后，教師可以編擬一組呈階梯狀的變式題目，由淺入深地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)：“正電荷放在正電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能一定大于負(fù)電電荷放在該電場(chǎng)中的電勢(shì)能嗎？”“電場(chǎng)中電勢(shì)能大的電荷一定放在電勢(shì)高的地方嗎？”“電場(chǎng)中電勢(shì)能大的電荷，帶電量一定多嗎？”。

物理概念的變式教學(xué)法是一個(gè)以學(xué)生為中心的教學(xué)過(guò)程，幫助學(xué)生通過(guò)與已有的生活經(jīng)驗(yàn)或舊知識(shí)建立聯(lián)系，幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵，通過(guò)與相似相關(guān)概念的對(duì)比和聯(lián)系，拓寬學(xué)生的知識(shí)體系，促進(jìn)他們理解概念的外延，通過(guò)變式訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的內(nèi)化。

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