以《彈力》教學為例談物理概念教學中的思維訓練

吳兵

此教師應該將概念教學作為提升學生思維能力的重要形式。文章結合“彈力”的教學談談概念教學。

[關鍵詞]高中物理;概念教學;思維訓練

[中圖分類號]????G633.7????????[文獻標識碼]????A????????[文章編號]????1674-6058（2019）35-0057-02

物理概念是思維的結晶，學生在掌握并理解概念時必然要經(jīng)歷一系列思維過程，教師以此為契機，引導學生進行思維訓練，這不但有助于加深學生對概念的理解，而且也有助于學生體會其中的科學思想和方法，推動學生思維能力的提升。

一、概念教學與思維訓練

在教學過程中，如果教師只是將知識機械地灌輸給學生，學生重復著簡單而空洞的記憶工作，這顯然無法讓學生的思維得到有效訓練，他們的思維只會變得更加僵化。因此教師要訓練學生的思維，讓學生在訓練中提升思維的抽象性、嚴謹性和靈活性。

概念是事物本質屬性的反映，是抽象思維的結果。學生在建構概念時，必然要經(jīng)歷一系列科學探究活動，包括現(xiàn)象觀察、實驗操作、科學抽象、分析歸納、理解應用等等。在這些活動中，學生必然要運用各種思維方法，對大量感性素材進行分析處理，學生對整個過程的經(jīng)歷，必然會促成他們對思維方法和科學探究的理解。物理概念在實踐中得到進一步地檢驗和充實。因此，讓學生在實踐中感悟概念的內涵，體會其中蘊含的科學思想，是非常重要的。

在探究概念的過程中，學生將面對各種各樣的困難，而這些都需要學生運用科學思維進行分析研究，最終突破學習難點，因此，概念難點的理解和認知，應該是思維訓練的關鍵節(jié)點。教師在教學過程中尤其要注意結合學生的認知基礎和思維習慣，預判概念的難點所在，精心創(chuàng)設情境，引導學生突破難點。

二、以“彈力”教學為例談思維訓練

引導學生探究物理概念時，教師要尊重學生的主體性，讓學生經(jīng)歷概念的探索、發(fā)現(xiàn)和應用的過程，這樣才能讓學生的思維訓練落在實處。下面以“彈力”教學為例進行分析探討。

1.從感性素材中觸碰概念——思維的熱身階段

物理概念源于對大量物理現(xiàn)象的總結和概括，在教學過程中，教師要善于從生活中選取素材創(chuàng)設情境，喚醒學生的回憶，讓學生能夠結合這些感性素材，提煉概念。此外，教師在引導學生建構概念時，還要充分關注學生的已有知識經(jīng)驗，推進他們認識的科學化。

在學習彈力之前，學生對彈力其實已有一定的認識，比如彈簧、橡皮筋等物體所產(chǎn)生的力都屬于彈力，但是他們的認識也就局限于此。因此教學過程中，教師要善于創(chuàng)設情境，為學生提供豐富的素材，讓學生以更加開闊的目光來認識彈力。教師在導入環(huán)節(jié)可以呈現(xiàn)如圖1所示的畫面，由此引導學生展開思考：這些場景中存在著怎樣的力，這些力都有什么共同點？

這一教學環(huán)節(jié)需要學生有效觀察，并積極比較，無論是觀察活動，抑或是比較操作，都是思維訓練的重要內容。學生在上述教學過程中應注意：這些力的發(fā)生都對應著物體發(fā)生了形變。在此基礎上，教師先引導學生認識彈性形變和非彈性形變。隨后，教師引導學生認識：物體產(chǎn)生彈力的兩個條件是接觸和發(fā)生彈性形變，以加深學生對彈力的理解。

2.在內涵挖掘中建構概念——思維的發(fā)展階段

物理概念的語言都是最簡潔精煉的，如果學生只是機械地識記概念，他們將很難把握概念的精髓，甚至出現(xiàn)錯誤。比如有關彈力的產(chǎn)生條件，學生如果只是記住了“彈性形變”，他們很可能存在一個認知的缺陷，即彈力的發(fā)生是哪個物體的彈性形變呢？是施力物體，還是受力物體？為了加深學生對概念的理解，教師可以將上述問題提出來，引導學生思考，關注概念的內涵，這樣有助于學生建構概念。

在挖掘“彈力”的內涵時，學生會直面這樣的問題：很多力明顯屬于彈力，比如放在桌面的書本受到的支持力，但是卻沒有發(fā)現(xiàn)彈性形變，這是為什么呢？這時，教師要讓學生意識到：你沒有“直接感知”的事物就一定不存在嗎？這一問題將啟發(fā)學生猜想：莫非已經(jīng)發(fā)生了形變，只是物體的形變程度太小，我們沒有直接感覺到？學生的思維繼續(xù)發(fā)展：既然我們無法直接發(fā)現(xiàn)形變，是不是可以通過間接的手段來檢測形變呢？隨著學生思維的發(fā)展，教師可以進一步引導學生設計如圖2所示的實驗，堅硬的玻璃瓶，按壓側壁雖然無法看到形變的發(fā)生，但是形變確實已經(jīng)發(fā)生，因為液面出現(xiàn)了浮動性的變化，這表明擠壓導致了瓶子橫向面積發(fā)生變化。

3.在難點突破中提升認識——思維的騰飛階段

學生在建構物理概念時，難免會遇到一些難點，這些難點的處理需要學生以更加靈活的思維來分析處理，學生通過這一過程將提升對概念的認識，而且他們的思維也將由此得到更加有效的發(fā)展，這應該是思維的騰飛階段。

在彈力概念的學習過程中，學生的學習難點一般集中在兩個方面：一是彈力是否存在;二是彈力方向的判斷。面對學生的學習難點，教師首先要思考難點產(chǎn)生的原因，即關于彈力是否存在的難點在于難以有效判斷微小形變是否發(fā)生;彈力方向在概念上應該認定為與物體彈性形變的方向相反，而某些形變太過微小，難以直接看出，這也就導致了判斷上出現(xiàn)困難。由此可見，兩個難點產(chǎn)生原因是微小形變的隱蔽性，如何化無形為有形呢？這就要考驗學生的思維能力了。

在指導學生思考時，教師要鼓勵學生交流、討論，相互啟發(fā)，由此來實現(xiàn)難點突破。為了讓學生的討論更有目的性，教師要提供一些典型問題。比如，如圖3所示的小球，用細線懸掛，其下方還有一個光滑斜面，此種情形下小球受到幾個彈力？并說明彈力的方向。學生面對這個問題時，會在討論中逐步提出用假設法，確認哪些地方存在彈力，并鎖定彈力的方向。

三、引導學生在反思中鞏固思維訓練的成果

思維訓練不僅僅是讓學生獲得一種熟能生巧的思維技巧，更是要讓學生體會隱含在概念形成過程中的思維方法和科學思想。為了鞏固學生在思維過程中所得到的訓練成果，教師應該引導學生有效反思，由此來總結收獲、凝練方法。

以“彈力”的概念形成為例，學生的思維訓練不僅包括對感性素材的整理過程，還包括對實驗現(xiàn)象的分析，對學習難點的攻克。其間，在實驗探究中，用轉換法來檢測形變的存在，而在克服學習難點時，常用假設法來解決問題，這些都值得學生體會。

總之，在概念教學過程中，教師要讓學生有效體會其中的科學思想和方法，讓他們的思維得到發(fā)展。

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劉偉，黃顯敏.基于核心素養(yǎng)的科學思維培育探索[J].中學物理教學參考，2017（10）：52-54.

（責任編輯 易志毅）