陳艷
[摘 要] 傳統(tǒng)高中物理概念教學(xué)中,常用重復(fù)的方式來(lái)加深學(xué)生對(duì)概念的印象,這不利于學(xué)生有效理解概念。研究表明,概念構(gòu)建是需要表象作為支撐的,這些表象可以是直接感知后形成的,也可以是想象形成的。本文以平拋運(yùn)動(dòng)為例,闡述表象的構(gòu)建。
[關(guān)鍵詞] 高中物理 概念教學(xué) 表象構(gòu)建
[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674 6058(2015)20 0048
概念是物理教學(xué)的基礎(chǔ),是對(duì)豐富的物理現(xiàn)象或知識(shí)進(jìn)行抽象之后形成。高中物理難學(xué)的原因很多,一個(gè)重要原因就是學(xué)生在遇到某個(gè)概念時(shí)難以有效回憶出與概念相關(guān)的物理現(xiàn)象與知識(shí),也就是說(shuō)學(xué)生的概念建立不應(yīng)只是記住概念的名稱,還應(yīng)當(dāng)有基本的支撐。
概念是思維的產(chǎn)物,也是思維的依據(jù)。在概念產(chǎn)生的過(guò)程中,表象起著很大的作用,尤其是對(duì)某些基本概念,由于它們需要基本的形象支撐,因而表象的構(gòu)建就顯得尤為重要。本文試以平拋運(yùn)動(dòng)的概念構(gòu)建為例作些分析探討。
一、平拋運(yùn)動(dòng)的理解要求及常規(guī)教學(xué)方式
平拋運(yùn)動(dòng)是高中物理必修二第五章“曲線運(yùn)動(dòng)”中的重要內(nèi)容,對(duì)于這一概念,我們希望學(xué)生能夠達(dá)到這樣的理解要求:一是知道平拋運(yùn)動(dòng)屬于拋體運(yùn)動(dòng)中的一種特殊情況;二是知道平拋運(yùn)動(dòng)特殊在哪里,即知道平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);三是知道兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律描述。
其中第二點(diǎn)理解要求顯然是重點(diǎn)。問(wèn)題在于,對(duì)于這樣的理解常常有兩種教學(xué)方式:一種是理論角度的推理與重復(fù),即從運(yùn)動(dòng)條件分析推理,如理想情況下水平方向不受力,因此做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向只受重力作用,所以做勻加速直線運(yùn)動(dòng);另一種是實(shí)踐角度的呈現(xiàn)與模擬,教師可以通過(guò)提供頻閃照片或者高速攝影的視頻,或者通過(guò)動(dòng)畫模擬等,讓學(xué)生生成一種直觀的認(rèn)識(shí)。有經(jīng)驗(yàn)的教師知道,對(duì)于第一種方式,需要學(xué)生有較強(qiáng)的抽象思維能力,而事實(shí)上相當(dāng)一部分學(xué)生都無(wú)法理解運(yùn)動(dòng)是可以分解的,在這種情況下,將拋體運(yùn)動(dòng)硬生生地分解為互相垂直的兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),學(xué)生的理解是有困難的。而第二種方式中實(shí)際運(yùn)動(dòng)的呈現(xiàn),對(duì)于一般高中學(xué)校來(lái)說(shuō),條件上是有困難的,至于動(dòng)畫展示,高中學(xué)生都知道要做成什么樣的效果都可以,因此可信度不高,只能作為學(xué)生理解的佐證。
二、基于表象構(gòu)建的平拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)思考
從以上分析可以看出,要想讓絕大部分學(xué)生在新課學(xué)習(xí)階段就建立有效的平拋運(yùn)動(dòng)概念,實(shí)際上是有困難的,只不過(guò)日常教學(xué)中這種困難常常被重復(fù)的習(xí)題訓(xùn)練所掩蓋,有時(shí)并不為人所注意而已。
如果從表象構(gòu)建的角度來(lái)看平拋運(yùn)動(dòng)的教學(xué)設(shè)計(jì),筆者以為首先應(yīng)當(dāng)搞清楚經(jīng)過(guò)概念教學(xué)之后,要在學(xué)生的大腦中留下什么樣的表象。這是一個(gè)正本清源的問(wèn)題,以筆者的觀點(diǎn),回答這一問(wèn)題并不復(fù)雜,就是水平和豎直兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。那么接下來(lái)需要關(guān)注的是,學(xué)生的思維當(dāng)中有沒(méi)有這樣的兩個(gè)表象。根據(jù)筆者的調(diào)查發(fā)現(xiàn):學(xué)生對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)是有著充分的表象的,而對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng),學(xué)生的表象更多的是豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng),至于加速度g的大小意味著什么樣的運(yùn)動(dòng),學(xué)生往往是陌生的,不少學(xué)生甚至無(wú)法估計(jì)一個(gè)粉筆頭從1米高處自由落下需要多長(zhǎng)時(shí)間。因此,要構(gòu)建好平拋運(yùn)動(dòng)的概念,首先要加強(qiáng)自由落體運(yùn)動(dòng)表象的構(gòu)建。
在此基礎(chǔ)上,教學(xué)可以遵循實(shí)際演示、理論猜想以及表象構(gòu)建三個(gè)步驟。
在實(shí)際演示階段,教師要向?qū)W生精準(zhǔn)地演示平拋運(yùn)動(dòng),可以借助演示儀,也可以用手平拋出一個(gè)粉筆頭,從表象生成的角度來(lái)看,這一過(guò)程要多重復(fù),因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間極短,能夠進(jìn)入學(xué)生感知通道的內(nèi)容實(shí)際上很少。但由于生活經(jīng)驗(yàn)的作用,學(xué)生往往又可以借助生活中形成的表象來(lái)完善此時(shí)的認(rèn)知。
理論猜想即為上面提到的理論推理,從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系角度引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)是可以看作由水平和豎直兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)合成的。需要再次強(qiáng)調(diào)的是,這樣的教學(xué)應(yīng)當(dāng)視作過(guò)程而不是結(jié)果,不能以理論推導(dǎo)的結(jié)果當(dāng)成平拋運(yùn)動(dòng)概念教學(xué)的收尾。因?yàn)榇藭r(shí)相當(dāng)一部分學(xué)生的抽象思維水平無(wú)法為他們建立有效的平拋運(yùn)動(dòng)的表象。
表象構(gòu)建是本教學(xué)的核心。基于以上的實(shí)際演示與理論猜想,教師引導(dǎo)學(xué)生在自己的大腦中構(gòu)建平拋運(yùn)動(dòng)的“畫面”——這個(gè)畫面就是表象存在的形式——物理圖景。這個(gè)畫面可以是分步進(jìn)行的:一個(gè)物體離手平拋出去,先想象其在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(這時(shí)不關(guān)注豎直方向的運(yùn)動(dòng));然后再想象豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)(這時(shí)不關(guān)注水平方向的運(yùn)動(dòng));最后將上述的想象結(jié)果進(jìn)行合成,于是在學(xué)生的思維中生成水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)的情景。
顯然,從表象構(gòu)建的角度來(lái)看,這是一個(gè)想象表象,但這是有直接感知的表象作為支撐的,因此在多次構(gòu)建過(guò)程中,這個(gè)物理圖景就會(huì)更加清晰,從而可以成為學(xué)生以后遇到平拋運(yùn)動(dòng)概念時(shí)的第一反應(yīng)。
三、教學(xué)反思
多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓筆者意識(shí)到,即使像平拋運(yùn)動(dòng)這樣看起來(lái)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),在近一半的學(xué)生思維當(dāng)中都沒(méi)有清晰的表象,盡管他們?cè)诮獯鸷?jiǎn)單的習(xí)題時(shí)沒(méi)有困難,但那都是重復(fù)訓(xùn)練的結(jié)果。而在遇到新的問(wèn)題需要清晰的平拋運(yùn)動(dòng)表象作為支撐的時(shí)候,就容易出現(xiàn)捉襟見(jiàn)肘的情形。
基于此,筆者近年來(lái)在平拋運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中,高度重視表象的構(gòu)建,力圖在學(xué)生的思維當(dāng)中有一個(gè)清晰的表象,從而為復(fù)雜物理問(wèn)題的清晰簡(jiǎn)單化提供支撐。而由此聯(lián)想到其他基本物理概念的教學(xué),筆者也發(fā)現(xiàn)表象構(gòu)建其實(shí)十分重要,譬如加速度,實(shí)際上十分抽象,學(xué)生對(duì)加速度的理解常常就是基于定義而不是實(shí)例;又譬如圓周運(yùn)動(dòng),看起來(lái)其描述的是運(yùn)動(dòng)的軌跡,其實(shí)其中夾雜著向心力、向心加速度等概念,真正理解亦非易事,都需要在新課教學(xué)中加強(qiáng)表象構(gòu)建。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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(責(zé)任編輯 易志毅)