重审初中物理概念教学

初中物理学习中,概念被喻为知识的基石,搞好概念教学从来都是物理教师的重要任务,在不同教学要求下概念教学也有不同的要求.进入课程改革以来,教学变革更多的是在教学方式上着手,灌输式的教学被摒弃,追求有意义的讲授,增加了合作探究教学方式等我们认为这些教学方式的变革改变了学生的学习方式,但如果理解或执行不到位,那我们有可能落入只顾形式不顾实质的境地.以初中物理概念教学为例,我们有必要结合课程改革的相关要求,重新审视概念教学应当遵循的规律.

1概念形成前的准备

任何物理概念的形成,如果只是直接向学生讲授,则效果一定是不好的,因为学生学习一个概念并不是简单的记住概念的定义就行.简单地举一个例子,我们讲“力”的概念,初中阶段定义为“物体对物体的作用”,也提到“力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因”.为了帮学生建立前一种理解,教师课堂上常常会举三个左右的例子,如以前教材上的熊猫拉竹子等.事实上,为了帮学生建立力的这一理解,我们所举的例子不一定非得是教材上的例子,更适合举学生熟悉的一些例子,如上体育课掷铅球、踢足球,日常拿东西、举东西等.

事实上,这个举例子的过程就是概念形成前的准备过程.将概念学习前的这一准备提升到这个高度,是想让我们的概念教学能够走出经验范畴.因为只就力这个概念而言,举三个例子看起来是再自然不过的事情.而实际上,如果从概念教学的要求来看,建立概念前的例子列举有其背后的心理学解释.学习心理学认为,一个概念的建立先要经历一个对事物感知的过程,而感知是需要具体的对象的.对于初中物理学习而言,概念一般来讲其实都比较抽象,就比如说“力”这个概念,虽然日常生活中常常提到力,但并不意味着提及者都能说出力的定义,生活中人们对力的理解多是一种经验性的解读,这样的解读一方面是力的概念形成的前概念,另一方面也给学生理解力的科学概念造成了消极的影响.所以,从生活中举出三个左右的“物体对物体有作用”的例子,让学生去寻找其中的相同点,可以很好地帮学生建立起力的概念.而这,正是概念形成前的准备过程.

当然,准备过程不只是举例子,还包括引导学生对例子的感知.在学习力的概念时,面对所举的三个例子,一般需要将三个例子的用文字写下来,并从中提出各自的施力物体、受力物体以及拉、推、提之类的表示动作的词语.然后将推、拉、提等归纳为“作用”,于是“力是物体对物体的作用”定义就得出来了.

这里只是举的一个大家比较熟悉的例子,对于一些复杂的物理概念而言,如功、电功等,例子的列举相对就难一些,但如果不举例或只举例不分析,那学生获得的概念一定只能是死记硬背的结果.

2概念形成过程中的努力

对于概念的形成过程,上面的分析已经有浅显的涉猎,在这里再详细地解释一下.

概念的形成过程包括两层含义,一是物理学中概念的形成；一是学生思维中概念的建立.物理学中概念的形成往往都经历了一个非常复杂的阶段,即使今天在我们看来十分简单的概念,在物理学发展史上也多是一个不断演变的过程.比如说时间的概念,比如说质量的概念.关于物理学史中的概念演变,不是本文的叙述重点,故不赘述.但研究物理学发展史,知道概念的发生历程,有助于我们真正认识物理概念的内涵与外延,有助于我们认识到一个概念的建立并不像教材上浓缩的那么简单,有助于我们在教学设计中对概念抱有重视之心.

而学生思维中概念的形成是我们物理老师研究的重点.要想有效地帮学生建立一个物理概念,首先必须知道在学生的思维中,概念的形成一般需要经历一个怎样的过程.学习心理学研究表明,概念形成过程中心智的参与过程是十分复杂的,但其中往往又包括一些固有内容,例如需要对事例进行分析与综合,才能发现指向概念的必要因素；需要通过相关事物的对比,才能理解概念的内涵与外延等.

理论是枯燥的,我们还是来看一个具体一点的例子.以“功”的概念的形成为例,初中教材一般是这么描述的：我们将力与物体在力的方向上通过的距离的乘积定义为功.这一概念涉及不到“功是能量转化的量度”（当然,在初中阶段也不宜涉及,学生缺少理解这一定义的相关知识基础）.一般模式下的课堂上,都是先举出几个做功的例子和不做功的例子,然后引导学生分析做功与不做功的异同,如做功的都有力作用在物体上,物体都在力的方向上通过了一段距离；而不做功的往往是有力没有距离、有距离没有力,或力的方向与物体运动的方向垂直等.这一环节同行们都比较熟悉,就不哆嗦了.但不知道老师们意识到没有,在这个教学过程中,做功与不做功的情况是老师区分的,为什么一种情况下做功,另一种情况下不做功?这个问题几乎是无法回答的,最多告诉学生“我们物理上这么规定等”为什么这么规定又说不清楚,于是功的概念在学生的头脑中落地生根就成为一个问题.

如何化解这一难题?笔者在六年前思考了一个策略,经过这几年初三学生的实践,发现还是有一定的作用的,在此写出来与同行分享：首先,分析理想情况下使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（绳子的股数n不同）提升物体时绳子自由端用力F与物重G的关系,及绳子自由端移动的距离S与物体上升的高度h的关系.由于学生对这一知识相对熟悉,因而能够迅速回忆出F总是G的n分之一,而S总是h的n倍.然后我引导学生去发现其中的不变量,学生会发现任何情况F与S的乘积都等于Gh,这说明F与S的乘积是一个定值.定值往往总是有意义的――为了让学生接受这一观点,教师可以举圆周率（任何一个圆的周长与直径的比值都是一个定值）的例子.这样,功就被赋予了一定的意义,从而也得到了学生的认可.

在后来的多个场合,笔者都向市内外同行介绍过这一尝试,也得到了不少同行的认同.有的老师后来也进行了尝试,据说效果不错.回顾这一思考与尝试,其实就是在为概念的建立作出一定的努力.

3概念形成后的巩固

概念建立了不等于学生就能持久地掌握概念,要让学生对某一个概念有持久的掌握,还应该在概念形成之后进行一些巩固工作.除了必要的重复之外,更有效的策略往往是让学生利用概念去解释一些事例.值得强调的是,在初中物理教学中有一种不好的倾向,就是认为学生只要就某个事例能够回答出物理概念,就认为学生真正懂得这个概念.应当说这是不正确的!

比如说惯性的概念,我们常常看到这样的问题：人坐在汽车上,汽车突然启动,人就会向后仰.这是为什么?而答案往往就只有两个字“惯性”.这是不恰当的,因为这其中既有惯性的知识,也有力的知识,只有同时用惯性和力来解释这个事例,学生才会真正理解惯性的概念.而从目前的教学及其评价（包括中考）来看,做得还不是很到位.

概念教学是初中物理的重要组成部分,也是考验教师教学水平的一个重要载体,笔者所尝试的还只是个人的一点思考,其中若有不当之初,还望专家同行们批评指正!