“最近發展區”在物理概念教學中的應用

王進峰

(嘉興高級中學 浙江 嘉興 314000)

1 教學中遇到的困惑

物理是一門邏輯性很強的學科，概念的教學尤為重要，在新課教學中，有時對于一個概念的教學反反復復地講，但是學生要么一頭霧水，不知所云；要么就死記硬背，沒有掌握本質，教學的效果很不理想.譬如，磁通量為什么就是磁感線的條數、電容器的電容的定義、電勢能的概念等等.這些概念對于學生很難深入本質地理解到位，筆者通過反思自己的教學環節，發覺需要反省的正是概念教學的方式.

新課階段，學生對于陌生的物理概念很難一下理解掌握，假如教師只是單純地重復，學生只能機械地記憶，并不能深入理解概念的本質，也就形不成有效教學.“同化”過程如果出了問題，對學生后期的發展將會是很大的隱患.譬如，不理解電勢，就很難理解電勢能.物理知識的系統性很強，某一個環節出了問題，將會影響學生的學習興趣，進而失去對物理的學習熱情.

因此，我們在新課的概念教學過程中，不要一步到位，應該搭一個臺階，讓學生能順著臺階一步步地走，就好像給學生一個桃子，不能放太高，太高了他們夠不著，就會失去追求的熱情；也不能放太低，太低了就沒有吸引力；應該放在一個他們跳一跳恰好能夠到的地方，這樣“誘使”他們一步步達到成功的彼岸.

這樣質樸的道理也是有深刻的理論依據作為支撐的，前蘇聯教育理論家維果斯基的“最近發展區”理論與筆者思考的觀點不謀而合[1].

2 尋找理論支撐

“最近發展區理論”認為學生的認知發展有兩種水平，一種是學生的現有水平，指獨立活動時所能達到的解決問題的水平；另一種是學生可能的發展水平，也就是通過教學所獲得的潛力，兩者之間的差異就是“最近發展區”.教學應著眼于學生的“最近發展區”，為學生提供帶有難度的內容，從而,調動學生的積極性，發揮其潛能，超越其“最近發展區”而達到其可能發展到的水平，在此基礎上進行下一個“發展區”的發展[2].

根據“最近發展區”理論，教學必須遵循因材施教的原則.從學生整體而言，比如一個班，教學應面向絕大多數學生，使教學的深度為大多數學生經過努力所能接受.這就得從大多數學生的實際出發，考慮他們整體的現有水平和潛在水平，正確處理教學中的難與易，快與慢，多與少的關系，使教學內容和進度符合學生整體的“最近發展區”.例如，遇到較難的章節，教師可以添加一些為大多數學生所能接受的例子，不一定全部按照課本的例題照搬，防止“本本主義”，以便各有所獲.對于個體學生來說，有的學生認知能力強，興趣廣泛，思維敏捷，記憶力強，他們不滿足按部就班的學習 ，迫切希望教師傳授給他們未知的知識，要求更有深度的拓展.教師應根據他們的“最近發展區”的特點，實施針對性教學.

3 在實踐中積極嘗試

依據“最近發展區”理論，教學也應采取相適應的手段，教師借助教學方法、手段，引導學生掌握新知識，形成技能、技巧，要實現這一目的關鍵在于正確分析學生的“最近發展區”，然后鋪好臺階，因材施教.下面講兩個筆者在教學實踐中應用理論指導教學的案例.

3.1 勻變速直線運動位移公式的推導

在講新課之前，先對學生和教材進行詳細地分析.

學生已有的知識背景分析：能求勻變速直線運動的位移，知道位移x=vt.

學生可能的發展水平分析：處理變速直線運動的位移，化變為恒的思想，極限思想.

在已有知識和可能的發展水平之間存在巨大的鴻溝，怎樣搭起一座過渡的橋梁呢？筆者的教學設計是,用一張形狀不規則的紙張(圖1)，讓學生想想怎樣求這張紙的面積.

圖1 不規則紙張

生：畫格子法(圖2).畫好格子然后數格子數，不滿半格的舍去，超過半格的算一格，設格子的總數為n，每一格的面積為S0，總面積為S=nS0.

圖2 畫格法

師：怎樣才能更精確點？

生：格子更小一些就行了.當格子足夠小時，面積就精確地等于格子的總面積之和.

師：既然不規則的面積可以分成很多小的規則的格子，那么，勻變速直線運動該怎么樣來處理？

學生很自然就想到采用分割的方法,將變速運動分解成很多個運動，每一個運動都是勻速直線運動，最后，將勻速直線運動的位移求和就是整個勻變速運動的位移了，將不熟悉的知識歸為已學知識和已經掌握的方法.

評析：求不規則平面面積的例子其實已經滲透了“極限”的思想，然后,再提出將變速運動切割成無限多段“勻速運動”就順理成章了.給學生搭了一個思維的臺階，就能順利達成教學目標了.

3.2 電勢能概念教學

“電勢能”是電學里很難直觀表述清楚的概念，因為電場本身看不見摸不著，非常抽象，而能量是教學中的又一個難點，兩個加在一起，學生要想理解并掌握它非常困難，所以，我們不妨借助“最近發展區”理論來尋找教學的突破口.在實施新課教學之前，先分析學生的知識和能力水平.

學生已有的知識背景分析：初步有了電場的概念，電場的強度也已經能表達，但是對于電場中的能還沒有概念.

學生可能的發展水平分析：電荷在電場中具有的能量叫電勢能.電勢能與電場力做功密切相關，電場力做的功等于電勢能的變化.

從電場的“強弱”到電場具有“能”是一個巨大的思維跳躍，學生的思維還沒有準備好，但是學生已經在“機械能”一章里學習了重力勢能的概念，知道重力勢能與自身重力和高度都有關，而勢能差與重力做功有關.筆者的教學設計就從他們熟悉的情境入手.

物體放在高處，為什么具有重力勢能？怎樣體現的？學生知道,因為重力會做功，所以具有重力勢能.然后舉電荷的例子，電荷放在電場中會運動嗎？學生知道電荷在電場力作用下會加速,也就是說電場力能對電荷做功，會做功說明電荷在電場中具有能量，叫電勢能.然后,與重力勢能的表達式類比.電場能肯定與自身的電荷有關，又與在電場中的位置有關，于是可得到電勢能的表達式.這樣的過渡與類比非常自然貼切，化解了教學的難點，順利實現過渡.

評析：從電場強度到電勢能，這個跨度可謂巨大，但是經過分析整合，利用類比將知識的鴻溝一步步填平，使得學生跳一跳能夠得到新的知識，發展新的能力，符合最近發展區理論提出的觀點.

3.3 磁通量教學

磁通量是磁場一章的一個難點，學生可以采用類比的方法對磁感應強度從電場強度里尋找靈感，但是磁通量是很抽象的，主要是為了電磁感應而引入的概念，那么，怎樣尋找“最近發展區”呢？

學生已有的知識背景分析：有磁感應強度的概念，已經建立磁感線的概念.

學生可能的發展水平分析：從磁通量的意義來看，磁通量所表示的是穿過磁場中某個面的磁感線的有效條數；從場線角度來看，穿過線圈的磁通量與線圈匝數無關.

磁通量是標量，但它有正、負之分，其計算遵守代數運算法則.在研究某個面處于多磁場時，必須考慮正、負磁通量的代數和的效果.但是很多學生沒有這樣的概念，不妨以收入與支出打個比方，即你收入100元，支出30元，還剩多少？那么，我們在理解磁通量的概念時，也可以采用“收入、支出相抵”的方法來理解，看抵消后還剩下多少條就是磁通量的含義了.不妨舉個例子，如圖3所示，平行長直導線P，Q中通過同方向、同大小的電流，矩形導線框abcd與P，Q處在同一平面.在矩形導線框從圖示位置Ⅰ向右勻速運動到Ⅱ的過程中，穿過它的磁通量如何變化？

圖3 磁通量變化情況分析

解析：因為線圈處于兩個導線產生的磁場中，所以，穿過線圈的磁通量必須考慮代數和.越靠近通電導線磁場越強，越遠離則磁場越弱，由于兩根導線通過的電流大小、方向均相同，則線框處于中間位置時，穿過它的磁通量的代數和為零；在中間位置偏左側，穿過線框的磁通量的代數和表現為垂直于線框向里，且越靠近導線P，穿過線框的磁通量越大；在中間位置靠右側，穿過線框的磁通量的代數和表現為“垂直于線框向外，且越靠近導線Q，穿過線框的磁通量越大”，因此，在線框從Ⅰ位置移到Ⅱ位置的過程，穿過線框的磁通量表現為先減小，后增加.

評析：磁通量過于抽象，如果沒有鋪墊，學生難以一步到位理解透徹，所以，需要搭橋.物理概念常常需要通過類比將知識的鴻溝一步步填平，可以是概念類比，也可以用生活經驗類比，可以使抽象的概念更加直接形象，也更容易被學生接受.

4 實踐后的感想

有了“最近發展區”理論的指導，在教學前仔細分析學生已有知識水平和可能的發展水平，如果跨度不大，學生可以接受的，直接講概念；如果跨度很大的話，則就在它們之間尋找一個個教學臺階，讓學生站在臺階上，再往更高處看，就能看得更遠，知識就能順利銜接.這樣，學生會一路隨著你的指引，行到水窮處，坐看云起時.

參考文獻

1 張大均.教育心理學.北京：人民教育出版社，2003

2 徐美娜.“最近發展區”理論及對教育的影響與啟示.教育與教學研究，2010(5)