格物致知 窮理盡性
——由“慣性”例談物理概念教學

汪文生

(合肥市第四十八中學 安徽 合肥 230000)

微時代背景下，教研活動出現(xiàn)微型化特征，如近些年在教學評比和教師招考的面試考核中，出現(xiàn)了一種新的無生上課形式，其時間被壓縮在10 min以內(nèi)，七八分鐘左右，這種微縮版的無生上課形式，較其他教研形式機動靈活，因能容納多人參加且短平快而受到青睞.時間短了，上課的內(nèi)容就進行了調(diào)整，授課內(nèi)容不再是教材的完整一課時內(nèi)容，而是就一個知識點進行無生上課，如教授一節(jié)中的一個知識點，或就一個習題進行教學.有教師理解成“微課”應該是恰當?shù)?筆者參加了某區(qū)以這種形式組織的一次教師招考活動的命題和面試考核工作.

面試課題:試對“什么是慣性”進行教學(之前的題目曾擬為：“什么是慣性”知識點如何組織教學？這一表述是有問題的，容易被考生理解成說課要求).

評審要點:(1)從牛頓第一定律入手發(fā)現(xiàn)物體具有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)不變的性質(zhì)，稱為慣性.

(2)通過實驗(或例舉事例)說明運動(靜止)的物體具有慣性.

(3)一切物體都具有慣性，慣性大小只與物體的質(zhì)量有關.

慣性是物理學中最基本的概念之一，也是初中學生較早接觸到的物理現(xiàn)象，而且這一概念比較抽象晦澀，教師組織教學和學生內(nèi)化理解都是難點.此部分的教學有兩個要點，一是什么是慣性，二是慣性大小與什么有關.選擇這一課題，不光能看出教師能不能較好地突破這些難點，而且也能看出教師對慣性概念本身的理解水平.因而課題具有一定的區(qū)分度，作為選拔性考試的面試課題是非常合適的.

本次面試，筆者傾聽了8位物理教師就這一知識點進行無生上課，現(xiàn)將面試過程中的一些感受整理如下.

1 物理貴在一個“理”

重現(xiàn)象輕理論，是幾位教師在這節(jié)面試課中普遍存在的問題.本知識的引入，8位教師有6位都是通過坐公交車的體驗來告訴學生什么是慣性現(xiàn)象，這樣的引入，從生活走向物理，從趣味性到知識點的植入，都是沒有問題的.但是，為什么物體會具有慣性呢，這6位教師卻都繞開了.沒有理論支撐，只知其然而不知其所以然，這樣的知識是教師強加給學生的，不利于學習者對知識的內(nèi)化，更無法做到對知識的深刻理解和靈活運用.這樣的教學組織與素質(zhì)教育的理念背道而馳.

從知識生成的角度說，人們對于慣性的認識有賴于牛頓第一定律(又稱為慣性定律)，慣性概念是建立在牛頓第一定律基礎上，從牛頓第一定律這一規(guī)律中看出，物體保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)(即運動狀態(tài)保持不變)時是不需要外力的.不需要外力即可以做到的，應該屬于物體本身的自發(fā)行為，即本身具有的性質(zhì).所以，每個物體都有這種性質(zhì)，它是一種惰性，是希望保持原來的運動狀態(tài)不變的性質(zhì)(直到有外力來改變這種運動狀態(tài)為止).我們將這種惰性命名為“慣性”.

由慣性定律建立了慣性概念，在此基礎上，再從理論回到具體的現(xiàn)象，通過演示實驗或例舉生活實例來認識生活中的慣性現(xiàn)象，幫助學生理解慣性是怎么回事.這樣處理教材，讓慣性概念“落地生根”，讓慣性知識變得鮮活立體起來，加深了對慣性概念的理解.實驗或舉例的過程中，要就靜止物體和運動的物體都具有慣性分別舉例，讓學生對慣性現(xiàn)象建立全面的認識，知道不光運動的物體有慣性，而且靜止的物體也有慣性，所謂“靜者恒靜、動者恒動”.

調(diào)整之后，在慣性現(xiàn)象的教學中，體現(xiàn)了理性思維和實驗現(xiàn)象相結(jié)合的研究思想，這恰恰是人類發(fā)現(xiàn)自然、深化認識的常用手段.知識和思想并舉，方法和能力并進，是落實新課程目標，培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的重要任務.但是，令人遺憾的是，雖然我們知道了牛頓第一定律，并從中發(fā)現(xiàn)物體具有慣性，但是為什么物體會有慣性，至今仍是一個無法解釋的事實，被稱作現(xiàn)今“科學界10個未解之謎”.這恰恰是科學發(fā)展的魅力所在.

2 讓“理”有據(jù)可循

“慣性大小”如何教學？有兩個問題不容回避：一是慣性的大小為什么與物體的運動速度無關，二是慣性的大小為什么與物體的質(zhì)量有關.慣性大小為什么與速度無關，可以引導學生運用歸謬法輕松解決，假設有關，即物體速度越大慣性越大，速度越小慣性越小，那靜止的物體就沒有慣性了，而事實上靜止的物體同樣具有慣性，由此可見慣性大小與物體的速度大小是無關的.以己之矛，攻己之盾，難點迎刃而解，學生在學習到知識的同時，還接受了方法論和物理思想的熏陶，這樣的學習過程讓物理課堂生機盎然，充滿了趣味和哲理.

為什么慣性大小與物體的質(zhì)量有關？如何能讓學生心悅誠服，幫助學生建立正確的認識呢？幾位教師的教法大體是，用大貨車與小轎車在剎車時停下所需要的時間不同，來說明質(zhì)量大的物體慣性大.這里慣性表現(xiàn)為外力改變物體運動狀態(tài)的難易程度，所以這樣的例子是有道理的，但似乎又不嚴謹，因為大貨車和小轎車在剎車時受到的摩擦力大小是不同的.

3 讓概念的例題“平易近人”

建構(gòu)主義理論認為，學生所學的知識必須要放在具體的情境中去分析、應用，才能被深化和理解，才能將新知識納入到自己已有的知識網(wǎng)絡體系中去，與既有的觀念和認識融為一體.在慣性知識點的教學中，幾位教師都設置了例題教學，下面是不同的教師選擇的一些例題.

【例1】如圖1所示，油罐車剎車時，氣泡向哪個方向運動？

圖1 例1題圖

【例2】人踩到西瓜皮為什么向后倒，跘到石頭為什么向前倒？

【例3】如圖2所示，A是用繩拴在車廂底部的氫氣球，B是用繩掛在車廂頂部的金屬球，開始時它們和車廂一起向右做勻速直線運動，若突然剎車使車廂做勻減速運動，則下列圖中能正確表示剎車期間車內(nèi)情況的是( )

圖2 例3題圖

在關于慣性知識的習題教學中，這幾位教師選擇的例題難度過大，雖然題目很好，甚至是非常經(jīng)典，但是作為新課教學階段的例題如果難度偏大，很顯然脫離了學生的學習水平，違背了循序漸進的原則，于新課教學無益，還會挫傷學生的自信心.飯要一口一口地吃，學習知識要一步一步地拾級而上，教學切忌貪多求全，須知最好的未必就是最合適的，新課教學中的例題尤其如此.

正確理解物理概念是學好物理的基礎，概念教學是物理教學的重要組成部分，通過概念教學，不僅讓學生明白物理道理，深化對物理知識的認識，更重要的是感悟到學科方法，培養(yǎng)學科思維，鑄就核心素養(yǎng)，使學生能從容應對未來社會的發(fā)展要求，這才是物理教學的真諦所在.