變式在物理概念教學中的應用

黃曉麗

摘 要：應用變式教學法，需要教師變換分析問題的角度、層次和情形，在教學過程中建立全面知識體系從而幫助學生更深刻地理解物理概念。

關鍵詞：變式教學法；物理概念；實踐應用

物理學知識是普遍聯系的，力學知識與物體運動相關，運動與可能發生在電場當中，或磁場當中，運動可能是電子的運動也可能是天體的運動，由于物體的形態、質量等不同，它所受到力的作用也不同等等。物理變式教學法的基本思想就是運用不同的知識和方法，對有關物理概念、定理、公式及習題、實驗進行不同角度、不同層次和不同情形的變化，有意識地促進學生對物理學相關知識進行積極地思考，加深對知識的理解與掌握，進而培養他們的探索精神和創造意識。

一、物理概念的特點

高中物理概念具有一般科學概念的共性，它源于對客觀物理現象的觀察，但卻又高于客觀實踐，如浮力的概念，是我們通過觀察浸在水中的物體會比在空氣中時變輕，所以我們說它受到浮力，但它浮力的大小、方向等卻不是單純地靠觀察得到；物理概念與具體的客體和過程有密切的聯系，但又超脫了具體的事物和過程，如力、能和場的概念；絕大多數物理概念不僅有質的規定性，而且具有量的可測性，如力、密度、質量、電阻等；很多的物理概念還是不斷變化和發展的，在初中時物體質量的概念是“質量是物體慣性大小的量度，也就是慣性質量”，高中時物理質量的概念是“質量是物體產生引力和受引力場作用能力大小的量度，也就是引力質量”，到了大學物理質量的定義是“質量是作為物理所蘊藏能量的量度，也就是能量質量”。所以，需要教師在講解物理概念時不能單純地記文字描述，還應通過變式教學法幫助學生從深層次理解物理概念。

二、在物理概念形成的三階段引入變式教學法

形成正確的物理概念是學習物理概念的根本目的。在形成物理概念的過程中，對于那些比較簡單的概念，學生通過對物理實驗現象的觀察就能建立正確的概念；如果是發展中的物理概念，那么學生在形成新概念的過程中，容易與學生的舊知識產生抵觸，這時，就需要用到變式教學法，幫助學生了解概念的本質，在認知觀念上實現突破，一般概念教學過程可以分為“引入”“形成”“鞏固深化”三個階段，在這三個階段分別引進變式教學可以更好地促進學生的學習。

（一）物理概念引入階段的變式教學。引入階段是使學生明確學習的目的，激發學生的學習興趣，為建立物理概念做好心理準備，一般可以采取如下方法引入物理概念：從生活現象中引入，從實驗現象引入，在復習舊知識的基礎上引入。這些都是通過喚醒學生的感性認識或與舊知識建立聯系，另外，通過相似概念的引入是為了使學生明白與舊知識的區別防止形成模糊或錯誤的概念。

從生活現象中引入，比如，在講授彈力的概念時，教師可以通過引入生活情境，給出彈力的出現的場合和一般現象，拉著橡皮筋兩頭的小朋友相向而行，人坐在沙發上壓出一個坑，彈簧秤吊起一個籃蘋果被拉長……通過分析，我們發現這些表面上差異很大的力都與變形有關，所以挖掘出它們的共同本質。從實驗現象引入，比如，在講浮力的概念時，教師將一盤水、一個氣球放在教室中，讓學生通過實驗理解浮力的大小與物體排開水的體積有關這個概念，讓學生將氣球壓入水中，因為氣球本身的重量可以忽略不計，學生對氣球的壓力就約等于氣球所受的浮力，氣球沒入水中的體積越大，學生對氣球的壓力越大。在復習舊知識的基礎上引入，如在學習電勢能與電勢的概念時，可以先引導學生回憶重力做功與路徑無關，重力勢能等知識，通過類比，建立新的概念。

（二）物理概念形成階段的變式教學。物理概念的形成過程中，理解物理概念的內涵與外延比物理概念本身更重要。為了讓學生對概念含義和實質的認識更清楚，可以在概念引入后還應繼續引導學生去分析概念的矛盾。

例如，在講解熱量這個概念時，教師要引導學生將熱量與溫度、內能相區別，可以提出以下是非題讓學生辨析：“熱的物體比冷的物體熱量多”，“熱平衡時，高溫物體降低的溫度等于低溫物體升高的溫度”，“相同溫度的水，質量越大，熱量越多”。

運用變式教授學生物理概念的形成，還需要教師通過變式幫助學生從反面去消除一些容易發現的模糊認識，嚴格區分那些易混的概念。例如講摩擦力后，可以適當設計一些問題：滑動摩擦力總是阻礙物體的運動嗎？走路時，腳與地面之間的摩擦力是滑動摩擦力還是靜摩擦力？摩擦力的方向一定與運動方向相反嗎？

（三）概念鞏固深化階段的變式教學。物理一門系統系很強的學科，物理知識是由概念和原理組成的體系，每個概念都是包含在一定的體系當中的，但又與其他概念有著廣范的聯系，如果能知道所學概念在整個體系中的地位和作用，就能更加深刻理理解、牢固地記憶、靈活地運用物理概念。當概念形成之后，要重視學生對所學概念的理解和系統化，找出它的各方面聯系，形成一個概念體系。

例如，在學習了電勢能之后，教師可以編擬一組呈階梯狀的變式題目，由淺入深地實現教學目標：“正電荷放在正電荷電場中的電勢能一定大于負電電荷放在該電場中的電勢能嗎？”“電場中電勢能大的電荷一定放在電勢高的地方嗎？”“電場中電勢能大的電荷，帶電量一定多嗎？”。

物理概念的變式教學法是一個以學生為中心的教學過程，幫助學生通過與已有的生活經驗或舊知識建立聯系，幫助學生理解概念的內涵，通過與相似相關概念的對比和聯系，拓寬學生的知識體系，促進他們理解概念的外延，通過變式訓練，促進學生認知結構的內化。

參考文獻：

[1]刁春美.變式在高中物理教學中的應用研究[D].山東師范大學，2006.

[2]鄭妙群.高中物理課堂中變式教學的實踐研究[J].中學生數理化（學習研究），2018，Z1：83-84.