高中物理概念教學的優化策略

黃文利

(江蘇省江陰市華士高級中學 214421)

在當前的物理教學過程中，我們發現學生之所以感到物理難學，其原因之一就在于他們對物理概念的理解和認識止步于對定義的背誦和對公式的記憶，他們徹底忽視了物理概念形成的事實依據和概念形成背后的思維方法，這些都在一定程度上限制著學生對概念的理解與掌握.因此，物理教師要重視學生對概念的學習，教學過程中不僅要引導學生領會相關概念的物理含義，更要幫助學生發掘隱含在概念中的物理思想.教師要積極研究學生的思維習慣和認知特征，要按照易于學生理解的方式來組織學生進行學習，并幫助學生克服相應的認知困難.

一、利用學生的已有認知展開類比，明確概念

和學生在課外溝通時，我們也經常聽到學生的感慨：教材上的概念表述都很清楚，但是理解起來卻很難到位.從教師的角度來講，學生對概念的掌握不能只關心他們是否能夠流利地背誦出來，而應該關注學生是否在頭腦中形成較為清晰的認識.

比如電流的概念，其定義是“電荷的定向移動形成了電流”，如果從字面來理解，就應該認為電荷排著整整齊齊的隊列，邁著整齊的步伐向前運動，進而形成電流.這種想法顯然是錯誤的，實際上自由電荷本身就在進行無規則的熱運動，在此基礎上如果電荷還受到外界電場的影響，就將在原有運動的基礎上疊加上一個定向偏移，這就是電流的形成.初次接觸電流的概念，很多學生對電流的傳導速度容易引起誤解，他們會把這個速度理解為電荷從導線的一端運動到另一端的速度.為了幫助學生明確電流的實質，教師可以通過一個學生非常熟悉的例子來幫助學生來建立概念：操練隊形時，所有的學生排成了一列，體育老師發號施令：齊步走！所有的學生幾乎同時發生移動，雖然每一個學生的移動步調很小，但是體育老師的命令導致學生隊列的整體性運動，此刻我們就認為人群的流動已經發生，但是卻無需讓隊尾的同學行進到隊首位置.類似的，當我們將電鍵閉合時，電路中的自由電荷就像聽到老師命令的學生一樣，它們統一按照指令向前推進，而且幾乎在同一時刻發生移動，整個電路在同一時刻感受到電流的存在.在此基礎上，我們告訴學生，電流的傳導速度其實應該是電場的傳播速度，在數值上它等同于光速.在這樣的比喻下，學生能夠更加清晰地建構物理模型，并對電流的微觀機制產生更加深刻的認識，這也為學生在后續諸如“洛倫茲力和安培力關系”的學習奠定了基礎.

二、從學生熟悉的場景著手，建立變式學習

中學生對物理概念的學習應該是一個由淺入深，逐漸深入的過程.如果教師只是平鋪直敘地進行講授，則學生未必得對概念形成深刻的理解.比如在指導學生認識摩擦力時，教師都會從其產生的條件著手：存在彈力、接觸面粗糙、兩物體之間存在相對運動或相對運動趨勢；然后再講摩擦力的分類——滑動摩擦力和靜摩擦力；再指導學生對滑動摩擦力的大小和方向進行研究；最后再指導學生對靜摩擦力的大小和方向進行分析.這樣的處理貌似條理分明，學生在課堂上也是一聽就懂，但是在結合概念處理具體問題時卻一錯再錯.出現上述問題的原因是學生沒有在頭腦中建立正確的圖景，這也成為教師在教學過程中必須進行針對性調整的地方.

對摩擦力的認識，我們可以引導學生從實際化的場景入手，按照如下次序來創設情境.

師：這是本靜止放在講臺的書，它受到摩擦力嗎？

生：沒有.

師：如果用大小為2N的水平力向右推，但是沒有推動，它會受到摩擦力嗎？

生：受到.

師：這是什么性質的摩擦力？

生：由于相對靜止，因此這屬于靜摩擦力.

師：接觸面必須是粗糙的嗎？

生：是的.

師：如果用大小為6N的水平力來推書，書依然沒有運動，這說明什么？

生：這表明靜摩擦力的大小是能夠發生變化的.

師：如果改用7N的水平力來推書，書發生了運動，這又說明什么？

生：這說明靜摩擦力有一定的取值范圍.

師：如果我們繼續增大這個推力，書所受摩擦力還會增大嗎？

生：這時就是滑動摩擦力了，而且書又不是平衡狀態，大小還真不好說.

師：你有什么辦法來處理這個問題呢？

生：可以通過實驗對滑動摩擦力的大小進行測量.

師：請大家設計實驗，并在實驗中研究滑動摩擦力的大小和哪些因素有關.

在老師引導下，學生開始進行實驗探究，并形成了對滑動摩擦力的認識.以上過程，我們從學生熟悉的場景出發，逐步推進，引導學生完成了對靜摩擦力和滑動摩擦力的概念建構.

三、幫助學生深刻領會概念的內涵和外延

學習物理概念，不僅僅是熟知概念的基本表述，我們還要引導學生理解概念的內涵，一般來講，內涵包括以下幾個方面的內容：(1)概念反映的是哪一類事物的哪些屬性？(2)概念是如何定義的？(3)對于定量的概念，其計算和測量分別如何進行？它的單位是什么？當然，我們也必須明確，構成概念內涵的本質屬性可以是一個，也可以是若干個.比如，勻速圓周運動的概念包括以下三方面含義：(1)物體運動；(2)運動軌跡是圓形；(3)速度的大小保持不變，其方向不斷變化.

總之，我們在概念教學時應該引導學生熟知概念形成的過程，通過對比、辨析概念的內涵與外延，實現對物理概念更為準確和深刻的認識.

[1]阮家列．基于核心素養培養的高中物理復習中學生思維能力的提升[J]．課程教育研究，2004(1)．