淺談物理概念的“臺階法”教學

　　物理概念是一類物理現象的共同特征和本質屬性在人腦中概括和抽象的反映，是組成物理知識的基本單元。它的學習是物理學習中最基本、最重要的內容。學生對物理概念的學習不僅包括理解概念的物理意義，還包括運用概念解釋自然、生活中常見的物理現象，解答有關的物理問題。本文試從教學策略的優化上，利用“臺階法”來討論概念的教與學。
　　一、關注教與學的本質屬性
　　學習是在學習者的頭腦中建立或者修改一個知識體系。即新知識和“舊”知識必須發生實質聯系才能被學習者所接受，才能長時期地駐留于學習者的頭腦之中。教學是幫助學習者，并在學習者的頭腦中建立或者修改一個知識體系。
　　由于學習者自身的原有情況不同，因此其接受知識并使知識駐留在頭腦中的方式也不同，即對學生來講，“新”知識的新鮮程度是不一樣的。學生原有的知識背景越多，知識體系質量越好，其融合新概念的難度就越小，教師的概念教學的起點就可以高一點；反之，若原有的知識背景越少，質量越差，則他融合新概念的難度就越大，教師的概念教學的起點就必須要低。因此了解學生原有的知識結構成了教師教學的必須。
　　二、用創造性的概念教學來體現不同概念教學的特殊性
　　幫助學生獲取、加工和處理概念并使之同化到學生固有的認知結構中，是一項艱巨的、富有創造性的教育工程。筆者經過多年的教學工作實踐認為：概念教學成功的關鍵是用通俗感人的直觀材料、簡明扼要的分析推理、生動形象的語言，并輔以良好的學習環境來為學生的概念學習鋪好臺階。這些臺階主要由以下幾部分組成：
　　臺階一：豐富學生的感性認識
　　學生對物理概念的認識，來源于各種感性知識：一種形式是通過觀察實驗對正在發生的物理現象的感知；另一種形式是通過聽講、閱讀教材獲得的感知；教師用常見的生活事例引發學生的感性認識，用畫示意圖、過程的流程圖，都是為了使學生對研究對象獲得比較完整的感知。例如學生在學習動量這個概念時很有可能提出這樣一個問題：動量僅僅是在速度的基礎上乘以物體的質量，而物體的質量是不變的，動量實質上不就是速度嗎？這時教師可以舉出這樣一個例子來簡單說明提出動量概念的必要性：假如一只蚊子和一列火車均以5m/s的速度撞在你的身上，你的感覺如何？學生會在“都沒感覺”的回答聲和笑聲中領悟提出動量這個概念必要性。
　　臺階二：建立科學的物理表象
　　表象是人們過去對事物的反映在頭腦中所留下的痕跡，當這些痕跡在人的活動中恢復或再現的時候，就成為表象。大量的實驗研究證明，許多學生在日常生活中形成的物理表象很多是錯誤的，對物理實驗后在大腦中儲存的物理圖景有許多是片面、孤立、以個人為中心建立的，并形成了一些與物理知識相悖或不盡一致的觀念和規則，這就是前概念。
　　前概念具有廣泛性、膚淺性、頑固性、隱蔽性。對力與運動的關系有許多前概念，例如：要使物體不斷運動必須始終有拉力；拉力越大物體運動得越快；勻速運動時物體受到的動力大于阻力；加速運動的物體受到的力應不斷增加；物體受到的力逐漸減小時，速度也在減小。
　　臺階三：幫助學生掌握一些物理中定義物理量的方法
　　高中物理的概念很多，而且大多很抽象。比如電場強度E，由于電場本身就是一種很難被人類感知的物質，要去定義這樣一種物質的屬性，對那些對電場缺乏感性認識的學生來說確實困難。若教師以前就教授學生用“比值法”定義物理量的方法，學生此時接受這種抽象的概念也許會輕松一點。例如在講授物質的密度ρ=m/V時，就講授此為“比值法”定義，且說明某一種物質的密度與物體的質量和他的體積、形狀無關，物質的密度是物質的本質屬性。以此類推E=F/Q中，電場強度E與檢驗電荷Q的大小、正負無關，它反映的就是電場本身的屬性。當然同樣也可以定義：U=W/Q；C=Q/U；B=F/IL等一系列抽象的概念。
　　臺階四：詮釋概念，關鍵是用學生的操作語言講透概念
　　教師在講解概念時，有必要把前人在對概念下定義時用高度概括和抽象的語言分解開來，然后再還原回去；變化不同的角度、使用不同的詞匯來解釋概念。教師可以做以下幾個方面工作：
　　1.明確概念的內涵。即明確概念所反映的物理現象或過程所特有的本質屬性。例如，在說明物距和像距應特別強調：物距是物點在主軸上的投影到光心的距離，而不是物點到光心的距離。
　　2.明確概念的外延。即明確概念的運用條件和適用范圍。例如講解三個場強公式E=F/Q、E=kQ/r2、E=U/d，應讓學生明確公式的適用范圍。E=F/Q是電場強度的定義式，可以用在任何場合；E=kQ/r2由于是根據庫侖定律F=kQ1Q2/r2推導出來的，因此該公式只能用在點電荷產生的電場中；而E=U/d，在高中階段只能應用在勻強電場中。
　　3.了解相關概念的區別和聯系。例如做功與傳熱都是改變物體內能的兩種方式，在使物體內能變化上功與熱量是等效的；但是做功是一種形式的能轉化為另一種形式的能，而熱傳遞是內能從一個物體轉移到另一個物體，但形式沒有變化。
　　臺階五：概念學習要不斷、主動地重復
　　教學過程就是幫助學生獲取和加工處理信息并使之同化于學生固有的認知結構的過程。新攝入到學習者頭腦中的信息必然與學習者頭腦中已然存在的信息交匯在一起，從而引起對其信息體系（即其認知結構）更新的過程。老師可以采取下面兩種方法：
　　1.精心設計練習。在設計練習時分清練習題目的目的和層次，練習要有很強的概念性和針對性，要有難度上的梯次變化，對那些內涵深、外延廣的概念的練習要能從不同側面來反映這個概念。
　　2.努力培養和發展學生的批判性思維能力。所謂批判性思維能力指的是一個人對各種信息進行獨立的分析、判斷、評價、演繹和歸納的能力，其最重要的特征是對各種信息的逆向、甚至多向的思維傾向。概念的教學需要學生自身對新獲取的信息進行獨立的分析、判斷、評價、演繹和歸納，否則他們頭腦中的新舊信息不可能進行有效同化并將同化的結果合理地固化于其認知結構之中。
　　另外，教學必須根據學生的特殊性來表現其創造性，這就是經常所說的具有隨機性的教、學互動，教師只有在隨機的互動中表現出創造性，才可能處理好教學中的問題，課堂教學中才可能發生讓師生雙方都心醉的魅力。在概念教學中不可以唯書、唯上，創造性教學是教學煥發新生命的原動力。
　　（作者單位 江蘇省張家港外國語學校）