以思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的初中物理核心概念教學(xué)

摘 要：教師堅持以學(xué)生思維能力培養(yǎng)為基本導(dǎo)向，優(yōu)化概念的建構(gòu)、理解及應(yīng)用，有利于提升學(xué)生的物理思維能力、發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。本文基于教學(xué)實踐，探討了以思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的初中物理核心概念教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：初中物理;核心概念;思維能力

中圖分類號：G427?? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-624X（2020）24-0021-02

引 言

作為物理學(xué)習(xí)思維過程的核心，物理核心概念是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的理論基礎(chǔ)。在初中物理教學(xué)過程中，教師只有重視優(yōu)化初中物理核心概念教學(xué)，堅持以學(xué)生思維能力培養(yǎng)為基本導(dǎo)向，優(yōu)化概念的建構(gòu)、理解及應(yīng)用，引領(lǐng)學(xué)生在核心概念學(xué)習(xí)中去思考、辨別、判斷、推理，才能促進學(xué)生思維能力的發(fā)展，培養(yǎng)和提升學(xué)生的物理素養(yǎng)[1]。

一、創(chuàng)設(shè)概念情境，培養(yǎng)學(xué)生思維張力

情境教學(xué)法的優(yōu)點是直觀形象，是化解物理核心概念難題的有效方法之一。教師可以利用生活中與物理核心概念相關(guān)的現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)概念學(xué)習(xí)情境，從而引領(lǐng)學(xué)生在物理情境的幫助下，從形象思維走向抽象思維。

以“液化”核心概念教學(xué)為例。在傳統(tǒng)概念教學(xué)模式下，多數(shù)教師常常采用“灌輸式”教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生在概念建構(gòu)的過程中，缺乏深度思考，不能促進自身思維能力的發(fā)展。因此，教師可以利用生活中的液化現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境。例如，在教學(xué)這一課時，筆者在課件中設(shè)置一些生活中的液化現(xiàn)象照片。比如，冬天洗澡時，浴室內(nèi)的鏡子會變模糊;做飯時，廚房內(nèi)會出現(xiàn)“白氣”。

除課件中的與液化概念密切相關(guān)的照片外，筆者還準(zhǔn)備了液化實驗。如圖1所示，先在玻璃瓶中倒入少量溫度合適的水（瓶內(nèi)最好不要出現(xiàn)白氣），然后蓋上干燥的玻璃板，過一會兒，玻璃板的下表面會出現(xiàn)水珠。這時，筆者會為學(xué)生講解水珠形成的原因，由此加深學(xué)生對汽化和液化的理解。學(xué)生在課堂上親眼看到從汽化到液化的動態(tài)過程，比靜態(tài)的照片印象更深刻。實驗結(jié)束后，筆者總結(jié)了液化的概念，并讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗，列舉出生活中的液化現(xiàn)象，同時說一說什么是液化，旨在幫助學(xué)生形象理解抽象思維，使其思維在理解并掌握液化概念的過程中得到有效開發(fā)和培養(yǎng)。

這個環(huán)節(jié)，由于是利用學(xué)生熟悉的生活中的液化現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)的情境，能使學(xué)生借助概念情境獲得直觀的感受，進而調(diào)動學(xué)生的生活經(jīng)驗，引領(lǐng)學(xué)生對生活中的液化現(xiàn)象進行歸納，從而完成對液化概念的自主建構(gòu)。這樣形成的物理核心概念不僅深刻，還能促進學(xué)生物理思維能力的發(fā)展。

二、關(guān)注前概念，為思維能力培養(yǎng)做鋪墊

學(xué)生在學(xué)習(xí)物理核心概念之前，已經(jīng)在生活中形成了對世界、物質(zhì)等一些看法。這些已經(jīng)形成的認(rèn)識和了解就是前概念[2]。在初中物理核心概念教學(xué)過程中，我們要關(guān)注學(xué)生的前概念，并根據(jù)學(xué)生形成的前概念，優(yōu)化核心概念教學(xué)設(shè)計，在學(xué)生前概念和核心概念之間建立聯(lián)通的渠道，為學(xué)生思維能力的培養(yǎng)做鋪墊。

以“熔化”這一核心概念的教學(xué)為例。在學(xué)習(xí)這一概念之前，學(xué)生在語文學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道“融化”這一名詞——春回大地，冰雪消融，可以說，學(xué)生對“熔化”有了感性化的認(rèn)識。但是，學(xué)生從語文中獲得的前概念不科學(xué)、不完整、不嚴(yán)密。好多學(xué)生在學(xué)完“熔化”后，還總是把物態(tài)變化的“熔化”寫成“融化”。這表明前概念對核心概念教學(xué)存在不可忽視的負(fù)面干擾。另外，初中物理“熔化”概念還要讓學(xué)生理解熔化不僅是固態(tài)向液態(tài)的轉(zhuǎn)變，還必須吸熱。這就需要教師基于學(xué)生形成的前概念，引導(dǎo)學(xué)生對“熔化”概念進行抽象概括，讓學(xué)生認(rèn)識到在熔化的過程中還進行著內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，需要吸收熱量。

因此，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)利用學(xué)生對“熔化”前概念的理解，從學(xué)生熟悉的生活中的熔化現(xiàn)象入手，引領(lǐng)學(xué)生不斷抵達概念本質(zhì)，從形態(tài)變化、熱量變化兩個層面建構(gòu)概念，最后再借助學(xué)生既有的認(rèn)識，深化學(xué)生對熔化的理解，從而有效促進學(xué)生思維能力的發(fā)展。

三、注重實驗探究，讓思維落地生根

物理是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。因此，物理教師在核心概念教學(xué)過程中應(yīng)重視實驗教學(xué)，利用實驗的優(yōu)勢，引導(dǎo)學(xué)生借助實驗自主進行概念的建構(gòu)，從而使學(xué)生親歷概念形成的過程。這樣，學(xué)生對概念的印象就會更加深刻，不僅能掌握概念的內(nèi)涵，還能夠利用物理概念去解決生活中的實際問題，進而促進思維能力的發(fā)展。

以“摩擦力”概念教學(xué)為例。在板書課題時，筆者有意識加大粉筆和黑板之間的摩擦，讓其發(fā)出聲音，然后提出問題：“為什么寫字時會發(fā)出聲音？”學(xué)生齊聲說是因為粉筆和黑板之間形成了摩擦。然后，筆者讓學(xué)生利用身邊的學(xué)習(xí)用品，自主演示摩擦現(xiàn)象，如用橡皮與桌面摩擦、左手和右手相搓形成摩擦等。在學(xué)生動手實踐的基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生思考摩擦需要具備什么條件，進而讓學(xué)生了解摩擦需要“相對運動或相對運動趨勢”。

這種教學(xué)模式不僅能加深學(xué)生的印象，還能為學(xué)生運用概念解決生活中的實際問題進行鋪墊，引領(lǐng)學(xué)生去探究影響摩擦力大小的因素，使其學(xué)會利用這些因素加大或者減小摩擦力。例如，在下雪的路面撒沙子、鹽顆粒等，可以加大摩擦力，預(yù)防雪天交通事件的發(fā)生。

四、滲透方法指導(dǎo)，為思維能力架設(shè)支點

教師應(yīng)注重在概念教學(xué)中滲透方法指導(dǎo)，讓學(xué)生轉(zhuǎn)變概念建構(gòu)和思維能力培養(yǎng)過程中的一些盲目行為，在方法的指導(dǎo)下提高概念建構(gòu)有效性，進而促使學(xué)生形成物理系統(tǒng)性思維，為學(xué)生物理思維能力的發(fā)展架設(shè)支點，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會自主建構(gòu)的物理概念。物理概念建構(gòu)的方法很多，包括利用實驗進行歸納、通過比較進行建構(gòu)、從形象中進行抽象概括及利用思維導(dǎo)圖進行培養(yǎng)等。教師可以根據(jù)物理概念教學(xué)內(nèi)容靈活地進行滲透。

第一，概念之間的比較法思維教學(xué)。例如，在教學(xué)“升華和凝華”這一概念時，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的液化、汽化概念，從固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等不同的物態(tài)能夠發(fā)生變化，引出新的問題：“固態(tài)、氣態(tài)不同形態(tài)之間能不能發(fā)生變化”;并用多媒體演示固態(tài)二氧化碳和冰塊在空氣中的變化實驗視頻，讓學(xué)生進行比較觀察，并寫出實驗的結(jié)果。學(xué)生通過模擬演示實驗，發(fā)現(xiàn)：固態(tài)二氧化碳揮發(fā)快速，很快就沒有了;冰塊則融化化相對較慢，在融化的過程中有液態(tài)水漸漸地流出來。最后，筆者讓學(xué)生比較兩者的不同之處，并對“升華”概念進行自主建構(gòu)，讓學(xué)生認(rèn)識到升華是物質(zhì)從固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生比較升華和汽化。

這個環(huán)節(jié)的概念教學(xué)設(shè)計，有機滲透了比較方法，首先，利用學(xué)生已知的物理概念引出新概念話題，引發(fā)學(xué)生思考，并促使學(xué)生將新舊概念進行比較;其次，利用實驗視頻，借助直觀的演示，引導(dǎo)學(xué)生從具體形象的物理現(xiàn)象中進行歸納，借助學(xué)生形象思維的優(yōu)勢，促進其抽象思維能力的發(fā)展。

第二，概念之間的類比法思維教學(xué)。例如，電阻是一種非常抽象的概念，看不見、摸不著。教科書上常把電流比作水流。如圖2所示，在教學(xué)電阻概念時，筆者把導(dǎo)體比作公路，將導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小類比道路對車輛通行的阻礙，因為車輛在道路上的通行是學(xué)生能看得見、感受到的，比較好理解。導(dǎo)體的材料影響導(dǎo)體的電阻，就像道路有坑坑洼洼的泥濘土路，有平整的瀝青高速路一樣;導(dǎo)體的橫截面積影響導(dǎo)體的電阻，就像道路的寬窄影響車流一樣;導(dǎo)體的長度影響導(dǎo)體電阻，就像道路的路程遠(yuǎn)近對車輛的阻礙一樣。有了這樣的類比法思維，學(xué)生對電阻概念的構(gòu)建將輕松得多。

第三，核心概念教學(xué)中等效替代法思維的培養(yǎng)。例如，在教學(xué)“浮力”這一概念時，為了讓學(xué)生理解浮力就是液體對浸在其中的物體豎直向上的托力，筆者就運用了等效替代法的思維。實驗過程如下：先把物體掛在彈簧測力計下，如圖3所示，讀出物體的重力;然后把物體浸在液體中，如圖4所示，彈簧測力計的示數(shù)減小了;再把物體拿出來，引導(dǎo)學(xué)生思考如何再次讓彈簧測力計的示數(shù)減小。很多學(xué)生想到用手把物體向上托起，如圖5所示。這時，筆者乘機解釋，手向上托起物體的效果就是剛才把物體浸在水中時，水對物體的作用效果，從而順理成章地引出浮力的定義，完成對新的核心概念“浮力”的構(gòu)建。

第四，轉(zhuǎn)換法思維在核心概念教學(xué)中的運用。例如，在動能教學(xué)中，筆者就運用了轉(zhuǎn)換法思維。動能是能量，為什么說運動的物體具有能量呢？筆者帶領(lǐng)學(xué)生做了實驗（見圖6）。實驗中，我們發(fā)現(xiàn)運動的小球可以把木塊向前推動一段距離，所以說運動的物體具有能量。筆者還引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)小球把木塊推動的距離長短來比較小球的動能大小。小球?qū)δ緣K做功及做功多少，就表明小球具有動能及動能的大小。

結(jié) 語

綜上所述，在初中物理核心概念教學(xué)中，教師要確立思維能力培養(yǎng)導(dǎo)向，使學(xué)生參與物理核心概念教學(xué)。只有這樣，才能真正實現(xiàn)提升學(xué)生物理思維和發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

[參考文獻]

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作者簡介：施海霞（1978.11—），女，江蘇鹽城人，中學(xué)一級教師，從事初中物理教學(xué)與研究。