基于物理情境的思維發(fā)展型中考物理概念復(fù)習(xí)

摘? ?要：中考物理概念復(fù)習(xí)既需要幫助學(xué)生整合概念規(guī)律形成體系，也需要重視學(xué)生思維能力的發(fā)展。文章以學(xué)生思維發(fā)展為導(dǎo)向，創(chuàng)設(shè)有針對性的物理情境，高效率地完成了力的概念復(fù)習(xí)。

關(guān)鍵詞：思維發(fā)展;中考復(fù)習(xí);力;概念;情境

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）10-0012-5

1? ? 傳統(tǒng)概念復(fù)習(xí)課的不足

由于處在物理學(xué)習(xí)的起步階段，初中物理的知識概念很多，且偏向定性的描述，初中學(xué)生對物理概念的理解存在很多困難，中考概念復(fù)習(xí)教學(xué)的困難也很大。目前，初中物理復(fù)習(xí)教學(xué)中主要存在以下幾點(diǎn)不足。

第一，對知識概念的教學(xué)力度不夠。中考物理復(fù)習(xí)課主要集中在規(guī)律的應(yīng)用與計(jì)算、實(shí)驗(yàn)探究專題的處理等方面，在知識概念上投入的時間和精力不足，而且概念復(fù)習(xí)的策略相對匱乏，很容易回到做題的老路。

第二，概念復(fù)習(xí)缺乏物理情境的支撐。采用大量做題策略的概念復(fù)習(xí)課，缺乏情境支撐，不能解決學(xué)生在概念理解方面的困難，學(xué)生答題時仍然特別容易出錯。在物理概念復(fù)習(xí)課中通常也很難見到實(shí)驗(yàn)的身影，實(shí)驗(yàn)對于物理教學(xué)的支撐作用在概念復(fù)習(xí)課中也并沒有體現(xiàn)出來[1]。

第三，概念復(fù)習(xí)課在思維發(fā)展層面著墨不夠。比如，常見的知識點(diǎn)梳理，只是觸及到了記憶的低階思維層次，而繪制概念圖、概念表等，雖然思維層次提升了，但也缺乏質(zhì)疑、創(chuàng)造等高階思維。既然概念復(fù)習(xí)課不能在思維層面促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，自然也就無法在思維層面解決學(xué)生面臨的概念理解的困難。

第四，概念復(fù)習(xí)課對學(xué)生的吸引力很低。由于已經(jīng)完成了初中物理的新課學(xué)習(xí)，復(fù)習(xí)階段學(xué)生對知識概念的興趣比新授課下降了很多。此時，學(xué)生的概念盲點(diǎn)參差不齊，對概念復(fù)習(xí)課的期望也不盡相同，教學(xué)往往很難做到兼顧性和針對性。

整體上看，如果沒有調(diào)動學(xué)生的思維，只是被動接收和記憶，這樣的概念復(fù)習(xí)課枯燥乏味，教學(xué)難以為繼?；诖耍斜匾运季S發(fā)展為導(dǎo)向，以物理情境為支撐，重塑中考物理概念復(fù)習(xí)教學(xué)。

2? ? 思維發(fā)展導(dǎo)向下的力的概念復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)

在布魯姆認(rèn)知理論中，人的認(rèn)知思維過程從低到高分為六個層次，即識記、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評價。在物理學(xué)科核心素養(yǎng)中，科學(xué)思維則包含了推理、論證、質(zhì)疑、創(chuàng)新、評價、遷移等更多細(xì)目化的要素[2]。一般認(rèn)為，識記、理解、應(yīng)用為低層次的思維，推理、論證、分析、綜合、系統(tǒng)化等屬于較高層次的思維，而評價、質(zhì)疑、創(chuàng)新、遷移、建構(gòu)、創(chuàng)造等則屬于最高層次的思維。

傳統(tǒng)的概念復(fù)習(xí)課中，學(xué)生的思維主要集中在識記、理解和應(yīng)用三個低階思維層面，高階思維鮮有涉及。各階層思維的全面發(fā)展，需要創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)那榫秤枰灾С諿3]，因此在力的概念復(fù)習(xí)課中，筆者始終將知識概念的辨析放置在學(xué)生熟悉的情境之中，充分調(diào)動學(xué)生分析、推理、論證、質(zhì)疑、創(chuàng)造等高階思維，用以解決學(xué)生面臨的概念困難。

在力的概念復(fù)習(xí)中，筆者首先進(jìn)行的是概念梳理的教學(xué)引入。通過處理課前讓學(xué)生完成的知識概念填空，帶領(lǐng)學(xué)生迅速熟悉力、重力、彈力的基本概念。然后進(jìn)行具體情境下的概念辨析。給學(xué)生創(chuàng)設(shè)4個真實(shí)的力的情境，在情境中辨析施力物體、受力物體、力的產(chǎn)生原因、力與接觸的關(guān)系、力的作用效果、相互作用力、力的三要素等特別容易出錯的概念。接下來，在推箱子和地球重力的情境中進(jìn)一步辨析受力分析、相互作用力、平衡力、重力方向等易錯概念。

完成概念辨析之后，給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生自主創(chuàng)設(shè)情境去驗(yàn)證力的相關(guān)知識原理，或者自己通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，再用力的相關(guān)知識原理進(jìn)行解釋。在學(xué)生完成自主實(shí)驗(yàn)活動以后，小組發(fā)言交流分享，從而在短時間內(nèi)讓整個班級的學(xué)生經(jīng)歷足夠多的物理情境，辨析足夠多的知識概念。

最后，則是指向中考命題的中考對接環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在試題情境中練習(xí)證偽實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與答題技巧，并創(chuàng)設(shè)重力消失的理想情境，讓學(xué)生利用自己的所學(xué)推理分析，遷移建構(gòu)失重情況下的物理情境，真正將力的概念融會貫通。

整節(jié)復(fù)習(xí)課教學(xué)環(huán)節(jié)中，思維水平呈現(xiàn)逐漸從低到高的層次分布。物理情境也從沒有情境，到教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，到學(xué)生自創(chuàng)真實(shí)情境，再到實(shí)際考試命題情境，最后到非真實(shí)的想象情境，難度逐漸增大。整節(jié)課的設(shè)計(jì)如表1所示。

3? ? 教學(xué)具體環(huán)節(jié)

（1）教學(xué)引入

通過讓學(xué)生課前完成填空，然后課上處理的方式，迅速喚醒學(xué)生頭腦中的知識概念，包括力的產(chǎn)生、力的三要素、力與接觸的關(guān)系、力的作用效果，以及重力和彈力的相關(guān)內(nèi)容。這一環(huán)節(jié)主要指向記憶理解的低階思維，旨在熟悉將要復(fù)習(xí)的內(nèi)容，因此并沒有給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境。部分具體的知識填空如表2所示。

（2）創(chuàng)設(shè)情境辨析概念

這一環(huán)節(jié)包括3個具體活動。在活動1 中，通過給學(xué)生創(chuàng)設(shè)物理情境進(jìn)一步辨析物理概念，包括3個彈力情境和1個重力情境：桌面對書的支持作用（書靜止）、繩子懸掛對小球的提拉作用（球靜止）、腳對足球的踢的作用（球飛出）、光盤受到重力作用（盤下落）。概念辨析的具體設(shè)計(jì)如表3所示。

課堂上要求學(xué)生在具體的情境中去使用和辨析概念，在情境中去判斷力的作用效果、力的產(chǎn)生是否需要接觸、力的產(chǎn)生原因等，這樣的設(shè)計(jì)對學(xué)生的思維調(diào)動非常充分，覆蓋了學(xué)生的認(rèn)知盲點(diǎn)。在完成辨析表格的填寫之后，讓學(xué)生在小組內(nèi)部和小組之間進(jìn)行交流，充分暴露班級整體的概念漏洞，創(chuàng)造機(jī)會讓大家相互借鑒各自對概念的辨析和理解，依靠集體的智慧，克服個體的概念辨析不能面面俱到的不足。

將創(chuàng)設(shè)情境和思維發(fā)展相結(jié)合，可以有效提升課堂對學(xué)生的吸引力，讓學(xué)生始終處于高效率的狀態(tài)，這樣既滿足了不同需求的學(xué)生的期望，又做到了高效、全面且有針對性。

在活動2中，進(jìn)一步針對“相互作用力與平衡力”和“重力的方向”這兩個特別容易出錯的概念創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行受力分析。

關(guān)于受力分析和相互作用力以及平衡力，設(shè)計(jì)如圖1所示的情境，在推箱子的過程中，如果沒有推動，此時人、箱子、地面（地球）之間都有哪些作用力？哪些是相互作用力？哪些是平衡力？如果箱子被推動了，情況又是怎樣的呢？這些都是學(xué)生特別容易出錯誤的受力關(guān)系，有必要通過受力分析帶領(lǐng)學(xué)生深入細(xì)致地分析。

在活動3中，分析了關(guān)于重力的方向問題，主要是辨析豎直向下、垂直向下和指向地心三者之間的關(guān)系。教學(xué)中直接選用教室里面的學(xué)生為情境，分析他們自己的受力情況，再結(jié)合地球的形狀并非標(biāo)準(zhǔn)的球體這一事實(shí)，幫助學(xué)生認(rèn)識到引力和重力方向不相同（如圖2中的A點(diǎn)所示）。最后啟發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑和思考，地球表面物體受到的引力和重力的方向一定不同嗎？學(xué)生在情境圖中的不同位置尋找水平方向和豎直向下，最終找到赤道和兩極位置處的物體引力和重力方向一致（如圖2中的B點(diǎn)和C點(diǎn)所示）。

在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，始終堅(jiān)持結(jié)合思維層次創(chuàng)設(shè)物理情境，讓學(xué)生在情境中辨析易錯概念，畫受力分析圖，利用受力分析解決力的關(guān)系問題。整個環(huán)節(jié)學(xué)生并沒有刻意地記憶概念，而是在概念的不斷使用過程中，自然加深了對概念的理解，豐富了概念情境，發(fā)展了科學(xué)思維，整個環(huán)節(jié)學(xué)生的參與度非常高。

（3）自主實(shí)驗(yàn)活動

在完成概念的深入梳理和辨析之后，讓學(xué)生結(jié)合一些已經(jīng)提供的實(shí)驗(yàn)器材，以及自己常見的生活物品，創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在活動1中用力的相關(guān)知識原理去解釋情境中觀察到的現(xiàn)象（數(shù)據(jù)記錄如表4所示），在活動2中針對某一個力的知識原理去創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行驗(yàn)證（數(shù)據(jù)記錄如表5所示），最終都需要闡述與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原理相關(guān)的生活中的應(yīng)用。這一環(huán)節(jié)情境創(chuàng)設(shè)的難度進(jìn)一步增加，學(xué)生從被動的情境接收者，轉(zhuǎn)化為主動的情境創(chuàng)設(shè)者，實(shí)現(xiàn)了課堂角色的互換。

筆者給學(xué)生提供的器材中，主要包括2個乒乓球、2個氣球、2個彈簧測力計(jì)、1盒鉤碼、2根彈簧、1個條形磁體、1根鐵釘、1根銅絲和1個系有細(xì)線的重物，足夠?qū)W生創(chuàng)設(shè)與力的概念相關(guān)的真實(shí)情境。實(shí)際教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)，在這一環(huán)節(jié)中學(xué)生的思維水平差異盡顯無疑。有的學(xué)生只能完成活動1，即隨機(jī)地選擇一些器材進(jìn)行操作，觀察到現(xiàn)象后再進(jìn)行解釋，比如拉伸彈簧觀察形變、擠壓氣球發(fā)生形變等，這一過程涉及的思維水平較低。而有的學(xué)生則能夠完成活動2，即針對自己想要驗(yàn)證的知識原理去創(chuàng)設(shè)情境，并完成檢驗(yàn)，比如為了驗(yàn)證相互作用力大小相等，便使用2個彈簧測力計(jì)相互對拉，通過觀察測力計(jì)的示數(shù)是否相等來完成驗(yàn)證，這一過程的思維水平明顯高了很多。

不論是哪一種思維層次，學(xué)生在這一環(huán)節(jié)都完成了創(chuàng)設(shè)情境和原理分析，各自都有收獲和進(jìn)步。教學(xué)中設(shè)計(jì)這樣的自主實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是很有必要的，它既能夠有效鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，又能夠啟發(fā)學(xué)生的情境創(chuàng)設(shè)能力，還能夠滿足不同思維層次的學(xué)生對課堂教學(xué)的需求，進(jìn)一步讓復(fù)習(xí)課的教學(xué)既全面又有針對性。

（4）中考對接

這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與北京中考物理命題直接相關(guān)，針對證偽實(shí)驗(yàn)題和分析闡述題。這兩類命題對學(xué)生而言難度都很大，對學(xué)生的情境創(chuàng)設(shè)能力和語言文字闡述交流能力要求都非常高，所以在以思維發(fā)展為導(dǎo)向的復(fù)習(xí)課教學(xué)中，有必要帶領(lǐng)學(xué)生去辨析自己創(chuàng)設(shè)的情境的合理性，以及表述語言的邏輯性和規(guī)范性。

首先是證偽實(shí)驗(yàn)題（活動1），這類命題針對一個錯誤的觀點(diǎn)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明這一觀點(diǎn)是錯誤的，這類命題給學(xué)生限定了情境創(chuàng)設(shè)的目標(biāo)，類似于上述自主實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證某一物理原理自主創(chuàng)設(shè)情境的情況，對學(xué)生的思維要求非常高。筆者課上給學(xué)生舉例分析。

例題1：用手?jǐn)D壓盛滿水的玻璃瓶（圖3），發(fā)現(xiàn)細(xì)玻璃管內(nèi)的液面升高了，小明認(rèn)為用手?jǐn)D壓瓶子的時候，由于手溫度高會向瓶子和內(nèi)部的液體傳熱，液體主要是因?yàn)槭軣崤蛎洸艑?dǎo)致了液面的變化，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并分析證明小明的觀點(diǎn)是不正確的。

學(xué)生在答題的時候，很容易創(chuàng)設(shè)邏輯錯誤的實(shí)驗(yàn)情境。比如“戴手套”“裝熱水”這些實(shí)驗(yàn)方案，完全斷絕了手對玻璃瓶和水的熱傳遞，這樣即使擠壓瓶子發(fā)現(xiàn)液面升高，也只能證明擠壓形變可以讓液面升高，并不能否定題干情境中“主要靠熱傳遞讓液面升高”的可能性，所以這一類答案的邏輯都不合適。

此時，應(yīng)該直接針對題干的要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境（即一定要讓手握住玻璃瓶，繼續(xù)給玻璃瓶和水進(jìn)行熱傳遞），但卻得不到題干敘述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（即不擠壓玻璃瓶，發(fā)現(xiàn)液面不升高;或者先以較大的力擠壓，再以較小的力擠壓，發(fā)現(xiàn)液面先升高后降低），從而達(dá)到證偽的目的。

然后是分析闡述題（活動2），這類命題針對一個真實(shí)或者想象的情境，讓學(xué)生利用所學(xué)的知識推理分析并闡述可能的現(xiàn)象結(jié)果。筆者課上給學(xué)生舉例分析。

例題2：如果重力突然消失，會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么會發(fā)生這些現(xiàn)象？請至少列舉出2個案例現(xiàn)象（表6）。

學(xué)生在處理這一例題的時候，需要十分清楚與重力相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象，需要認(rèn)識到其背后的重力作用機(jī)制，才能夠在“重力消失”的情境下，明確相應(yīng)的機(jī)制已經(jīng)不再起作用，從而闡述清楚相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。重力的相關(guān)概念認(rèn)識不清，很容易導(dǎo)致答題出現(xiàn)問題。比如，有學(xué)生混淆了重力和質(zhì)量，認(rèn)為重力消失以后，物體的質(zhì)量也變?yōu)榱?再比如，有學(xué)生沒有明白重力和支持力的平衡關(guān)系，認(rèn)為重力消失時我們會因?yàn)橹С至Φ淖饔昧⒓措x開地面向上飛去。

可見，在概念復(fù)習(xí)教學(xué)中，很有必要有針對性地結(jié)合中考命題，以思維發(fā)展為導(dǎo)向，對學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境的能力進(jìn)行培養(yǎng)，這樣既提升了學(xué)生的內(nèi)在素養(yǎng)，又兼顧了中考的要求，一舉兩得。

4? ? 結(jié)束語

在物理學(xué)科核心素養(yǎng)理念下，中考物理的知識概念復(fù)習(xí)課，不能只是完成知識概念的梳理，更應(yīng)該在科學(xué)思維層面促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。借助物理實(shí)驗(yàn)和生活情景創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理情境，讓學(xué)生在情境中使用知識原理去解決問題，從而有效滿足不同思維層次學(xué)生的期望要求，提升課堂的吸引力。

此外，中考復(fù)習(xí)課的教學(xué)中不能夠一味地讓學(xué)生被動接收物理情境，還應(yīng)該結(jié)合中考的要求和命題，給學(xué)生提供自主創(chuàng)設(shè)情境的機(jī)會，從而培養(yǎng)學(xué)生主動去提出問題、思考問題和解決問題的思維能力，兼顧物理教學(xué)和物理中考，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的高層次思維。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）