基于學(xué)生原認(rèn)知進(jìn)行物理概念教學(xué)

(江蘇省鹽城市第一中學(xué)，江蘇 鹽城 224001)

著名物理學(xué)家黃昆教授指出：“客觀的規(guī)律我們一般都是通過(guò)一定的科學(xué)概念去認(rèn)識(shí)的，而這些概念本身就在一定程度上反映著規(guī)律的本質(zhì)?！遍L(zhǎng)期以來(lái)，物理教育研究者都非常關(guān)注概念教學(xué)，但是有部分學(xué)生卻對(duì)概念的重要性提出質(zhì)疑，認(rèn)為概念無(wú)足輕重，可有可無(wú)，只要曉得基本定律和公式，物理學(xué)習(xí)就沒(méi)有問(wèn)題；部分教師對(duì)概念教學(xué)也不夠重視，甚至有人認(rèn)為概念教學(xué)就是讓學(xué)生抄定義、背定義，或者把有關(guān)物理概念的題目拿出來(lái)讓學(xué)生去機(jī)械地做，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)概念理解不清。

中學(xué)物理的基本內(nèi)容主要由概念、規(guī)律等組成，后者就是反映有關(guān)物理概念與概念之間的相互聯(lián)系與嚴(yán)格的數(shù)量依存關(guān)系，概念是規(guī)律等學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。如果教師能夠從學(xué)生的原認(rèn)知入手，引導(dǎo)學(xué)生理解概念，消除學(xué)生學(xué)習(xí)的思維障礙，可幫助學(xué)生將對(duì)所學(xué)的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，促進(jìn)知識(shí)重組。

原認(rèn)知是學(xué)生在面對(duì)新知識(shí)時(shí)基于生活經(jīng)驗(yàn)和原有知識(shí)儲(chǔ)備對(duì)新信息進(jìn)行加工、整合、遷移的第一反應(yīng)，是學(xué)生已經(jīng)具備的知識(shí)、技能和思維方法的積累。基于學(xué)生的原認(rèn)知展開(kāi)教學(xué),能使教學(xué)更有針對(duì)性,從而能教其不知、釋其所疑、長(zhǎng)其心智。

1 基于學(xué)生原認(rèn)知中知識(shí)基礎(chǔ)展開(kāi)概念教學(xué)

教師在組織教學(xué)中不應(yīng)照本宣科，而應(yīng)當(dāng)從學(xué)生已有知識(shí)出發(fā)，關(guān)注概念的物理意義、適用范圍以及不同概念之間的關(guān)系，使其知其然并知其所以然。

物理思維能力形成的基礎(chǔ)是物理基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)尋求問(wèn)題解決的思維起點(diǎn)是問(wèn)題解決的重要方式。其實(shí)在學(xué)習(xí)速度概念前，學(xué)生已經(jīng)知曉比較快慢的兩種方式：相同時(shí)間比路程和相同路程比時(shí)間?；趯W(xué)生這樣的思維原點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)如下教學(xué)過(guò)程。

首先提出問(wèn)題：在百米賽跑中，怎樣比較運(yùn)動(dòng)的快慢？你有哪些比較快慢的方式？學(xué)生總結(jié)比較運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方式后，引出物理學(xué)中比較快慢的方式：相同時(shí)間比位移，速度的定義為位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值，引導(dǎo)學(xué)生辨析初、高中速度概念的異同。同時(shí)介紹這種通過(guò)物理量的比值來(lái)定義新的物理量的方式叫比值法，進(jìn)而讓學(xué)生回憶在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)哪些物理量是通過(guò)比值法定義的，達(dá)到舉一反三的效果，同時(shí)為以后學(xué)習(xí)加速度、功率、電場(chǎng)強(qiáng)度、電容等物理量的定義打下伏筆。相信這樣的教學(xué)定會(huì)讓學(xué)生學(xué)有所得也定會(huì)讓教者教得輕松。

2 基于學(xué)生原認(rèn)知中生活經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)概念教學(xué)

興趣是最好的老師。通過(guò)分析學(xué)生在接觸新概念前已有的生活經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)，尋找一些比較直觀的現(xiàn)象或者實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生已知內(nèi)容的基礎(chǔ)上提出新問(wèn)題，會(huì)讓學(xué)生更有興趣去學(xué)習(xí)新概念。

例如在學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)的相關(guān)概念時(shí)，可列舉一些常見(jiàn)現(xiàn)象，比如秋千的來(lái)回運(yùn)動(dòng)、微風(fēng)中樹(shù)梢的擺動(dòng)、水中浮標(biāo)的上下浮動(dòng)、音叉發(fā)聲時(shí)所做的振動(dòng)、蒸汽機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)等，讓學(xué)生分析比較找出它們所具有的共同特性，進(jìn)而總結(jié)歸納出機(jī)械振動(dòng)的概念，學(xué)生會(huì)印象深刻。在波的衍射概念的教學(xué)中，利用投影儀，把水波的衍射現(xiàn)象投影到銀幕上，學(xué)生對(duì)該現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生興趣，再結(jié)合俗語(yǔ)“隔墻有耳”對(duì)聲波的衍射進(jìn)行闡述。能輕松地完成本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)衍射這一抽象的概念也會(huì)有很好的理解。

3 基于學(xué)生原認(rèn)知，通過(guò)比較和分類、歸納和演繹等展開(kāi)概念教學(xué)

高中生初步具有比較、分析、歸納和演繹的能力，在面對(duì)新的問(wèn)題時(shí)，可以基于學(xué)生已有的能力，指導(dǎo)他們進(jìn)行比較、分類，進(jìn)而理解物理概念的意義，加深對(duì)概念的理解。

在概念學(xué)習(xí)中需要比較不同的物理現(xiàn)象，從中找出一類現(xiàn)象與其他現(xiàn)象的不同之處或者一類現(xiàn)象的共同之處，找出其本質(zhì)特征，舍去非本質(zhì)特征，從而準(zhǔn)確把握物理概念的內(nèi)在含義和適用范圍。在正確理解了物理概念的含義之后，老師還應(yīng)將學(xué)生的思維過(guò)程引向概念的類屬化過(guò)程，明確將所學(xué)概念歸屬到某一類。這屬于上位學(xué)習(xí)，需要學(xué)生頭腦中具備相應(yīng)的上位概念，根據(jù)物理概念本質(zhì)上的相似性將其納入到相關(guān)類屬中去。這樣，不僅原有上位概念的內(nèi)涵得到了充實(shí)，也加深了對(duì)相關(guān)概念的辨別和理解。

例如，在圓軌道上小球做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，討論小球在最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力范圍。首先分析學(xué)生已有的原認(rèn)知，即掌握臨界狀態(tài)的概念，小球剛好到圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)的速度是否為零？教師在教學(xué)過(guò)程中要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)受力分析，與“輕繩”模型進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)一般情況下小球也受向下的彈力和重力，與“輕繩”模型本質(zhì)相同，用“繩”模型的臨界狀態(tài)求解即可。教師在本題講解的基礎(chǔ)上還要通過(guò)變式訓(xùn)練，如小球在圓形管道內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)時(shí)與“桿”模型本質(zhì)相同，再找出其他不同情形，將兩種模型進(jìn)行歸類處理，學(xué)生就容易理解圓周運(yùn)動(dòng)中臨界狀態(tài)的概念了。

4 基于學(xué)生原認(rèn)知，提升思維能力

學(xué)生在學(xué)習(xí)了物理概念以后，僅僅是知識(shí)、思維水平提升的第一步。在這之后，還需要在具體問(wèn)題情境中使用并解決實(shí)際問(wèn)題，此即思維過(guò)程具體化。學(xué)生是否完全掌握了某個(gè)概念，取決于在具體情境和問(wèn)題結(jié)合時(shí)能否辨析。如果對(duì)概念的認(rèn)識(shí)還處于生搬硬套或者張冠李戴的階段，則表明還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到掌握的要求。

布魯諾提出：教學(xué)要教給學(xué)生良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。因此在思維過(guò)程具體化之后，還需要對(duì)思維過(guò)程系統(tǒng)化，這樣才能有助于學(xué)生在具體問(wèn)題中檢索出所需的概念，尋找解題的突破口，形成解題思路。所以在完成一個(gè)單元的教學(xué)后，教師要引導(dǎo)學(xué)生將若干個(gè)概念按照概念間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行整合，形成知識(shí)體系和網(wǎng)絡(luò)，可通過(guò)思維導(dǎo)圖進(jìn)行有機(jī)架構(gòu)，完善知識(shí)體系。

5 結(jié)語(yǔ)

我們要重視物理概念的教學(xué)，著力從學(xué)生原認(rèn)知出發(fā)，找到適合學(xué)生的教學(xué)方法和策略，讓學(xué)生充分掌握和理解物理概念，在幫助學(xué)生建立物理概念的過(guò)程中，助力學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升學(xué)生的思維能力。