鄭克東

摘? ? 要：物理概念教學中，由于教學只注重傳授而忽略概念的建構，導致學生對概念理解膚淺，概念應用時總犯錯.實踐證明，活動是有效載體.活動視域下概念教學設計的要義是在發(fā)現(xiàn)問題的情境驅動下操作、體驗，在任務改造的活動中解決認知沖突，在具身感知的活動中建立模型，在理論探究的活動中論證模型，在模型應用的活動中遷移認知.

關鍵詞：概念教學;教學設計;電流的磁場

物理概念是客觀事物關于物理的共同屬性和本質特征在人們頭腦中的反映，是客觀事物的抽象.現(xiàn)代認知心理學認為概念是主體與客體的中介，活動是主客體間的相互作用.因而，促進概念形成的教學設計應該在感知活動階段引發(fā)主客體相互作用，通過活動初建結構，形成“隱概念”;在具體運演階段，通過概念活動，形成“初概念”;在形式運演階段，通過理念探究活動，形成“邏輯概念”[1].活動視域下的教學設計理念是活動促進人的發(fā)展[2]，主要任務就是設定適宜的活動目標，設計出學生參與的活動，提供為達到目標所需要的活動方法和條件，讓學生的認知結構在活動中生長，思維在活動深化，向著利于自身發(fā)展的方向轉變.

物理概念有很多，但大多可以化歸為幾個核心概念.“場”就是那為數(shù)不多的核心概念，“電流磁場”在初中生看來，雖然是 “磁場”的進一步認識，但更是新概念的建立，需要通過實驗觀察、經(jīng)驗事實等一系列實踐和理論的探究活動，建立起物理概念的系統(tǒng)結構.現(xiàn)擷取“電流的磁場”的幾個設計片段進行分析，以期為以活動為載體的概念教學設計提供開展的范例.

一、發(fā)現(xiàn)問題，激活認知需要

主體活動的主動性是活動視域下教學設計的重要原則，其基本要求是：從實際問題開始，激發(fā)主動學習的動機.初中物理中主要通過差異性實驗、情境模擬、生活事例等途徑創(chuàng)設發(fā)現(xiàn)問題的情境.此階段，筆者通過三個活動創(chuàng)設情境，以便學生認識通電導線周圍存在磁場.

活動1：魔盒推開旁邊的小磁針

器材：魔盒（外貼紅藍兩色貼紙，內裝由螺線管、導線、電源、開關組成的電路）、菱形磁針.

現(xiàn)象：魔盒的一端靠近磁針，磁針發(fā)生偏轉.

問題：猜猜里面有什么機關？

操作：拆開第一層盒，出現(xiàn)標有NS的盒子，繼續(xù)拆，出示螺線管.

總結：揭示課題并板書.

活動2：小磁針偏轉了

操作：讀讀實驗說明書，如圖1，按電路圖進行實驗觀察.

問題：小磁針偏轉了，說明了什么？

總結：通電導線周圍存在磁場，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應.

活動3：回看視頻

問題：你有什么新發(fā)現(xiàn)？（兩次小磁針偏轉方向相反，導線中電流方向不同）

總結：通電導體周圍有磁場，磁場方向與電流的方向有關.

三個活動中三個問題串起一個認知鏈，問題1“盒子里有什么機關讓小磁針偏轉”，不僅能激發(fā)學生的好奇心，而且還能讓學生勾連已有知識，為學習“電流的磁場”做好準備.問題2“小磁針偏轉說明了什么”，促使學生激活認知結構，迅速提取出有用信息（磁場對放入其中的小磁針有力的作用）對眼前的現(xiàn)象進行分析判斷.問題3“你有什么新發(fā)現(xiàn)”， 激化學生的認知思維，發(fā)現(xiàn)通電導線周圍不僅存在磁場，而且其磁場方向與電流方向有關.

二、改造任務，觸發(fā)認知沖突

主體活動的建構性指出主體活動的本質是一種指向活動對象的主動建構、積極探索、不斷改造的過程.此階段，要求活動設計能夠改造任務，在觸發(fā)認知沖突的過程中引導學生主動探究與建構.通電螺線管周圍的磁場由若干通電直導線的磁場疊加形成的，但不少老師設計的教學思路是先教通電直導線周圍的磁場，然后直接轉到通電螺線管周圍的磁場.這樣的設計，跳過兩者之間的邏輯，雖然學生接受了結論，但心中仍有這樣的困惑：為什么研究了通電導線周圍的磁場后就想到研究通電螺線管呢？為此，設計以下的活動，消除學生的疑惑，幫助學生理清兩種磁場間的內在關系.

活動4：增強通電導線周圍的磁場

任務：一根通電直導線周圍的磁場很弱，不增加器材，怎樣才能增強它的磁場呢？

操作：用一根導線對折，通電后靠近小磁針，學生觀察小磁針偏轉的角度.

問題：小磁針不偏轉，怎么回事？

解釋：對折后兩股導線中的電流方向相反，產生的兩個磁場相互抵消.

改造：將對折的導線繞成一個圈拉開，再靠近小磁針試試.

操作：老師將對折拉開的兩股導線繞成一圈，想要繼續(xù)增強通電導線的磁場，你會怎么做？（學生想到繼續(xù)繞下去）

總結：把導線繞在圓筒上就制成了螺線管，法國科學家阿拉戈、安培等發(fā)現(xiàn)螺線管能像天然磁石一樣吸引鐵屑.

上述活動中，學生在完成 “增強一根通電導線周圍的磁場” 的改造性任務中，用活動教學倡導的主動學習方式，經(jīng)歷了任務活動的探究過程：分析學習材料發(fā)現(xiàn)對折后的兩股通電導線不能使小磁針發(fā)生偏轉，“只有一根導線，又要增強磁場”的兩難情境，引起認知沖突.將材料細節(jié)與已有知識進行對應分析，啟發(fā)學生積極思維，發(fā)現(xiàn)“對折后的兩股導線中電流方向相反產生的磁場相抵”的問題，最后在任務改造中完成從具體到抽象再到具體的認識小循環(huán)，領悟方法、學會知識、發(fā)展能力.

三、具身認知，建立認知模型

主體活動的實踐性強調借助一定的物質手段，讓學生在做中學、學中做、教學做合一的具身認知中，建立起認知模型.此階段，具身認知的概念教學活動設計，要求有兩點：一是有階段性，梯度分明的活動，可以讓對象明確具體可感，模型理解有層次、有深度[3]，二是有可操作性，具身可感的活動，利于學生從身心感受出發(fā)，進行總結概括、理性思辨.電流的磁場是看不見、摸不著但又客觀存在的，比較抽象，如果設計離身的認知學習活動，那么建立起來的電流磁場模型就會搖搖晃晃.下面通過兩個活動，實現(xiàn)電流磁場的具身認知目標.