林少顏

摘 ? 要：物理概念教學(xué)是物理教學(xué)的核心和基礎(chǔ)，其教學(xué)目標(biāo)的達成程度直接影響到學(xué)生對物理知識的掌握程度。傳統(tǒng)的物理概念教學(xué)往往缺乏行之有效的教學(xué)方式，學(xué)生被動地接受物理概念，影響了學(xué)生對物理概念的理解程度。通過列舉“前概念”沖突體驗、概念形成淵源體驗、實驗探究體驗、生活體驗、溫故知新類比體驗五種體驗式教學(xué)方式，探索實施教學(xué)的策略，以期更好地開展高中物理概念教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理;概念教學(xué);核心素養(yǎng);體驗式教學(xué);教學(xué)策略

中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1009-010X（2019）35-0038-04

《普通高中物理課程標(biāo)準（2017年版）》提出的物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面。在物理教學(xué)中，概念教學(xué)具有舉足輕重的作用，在概念教學(xué)中，核心素養(yǎng)體現(xiàn)在方方面面。

物理概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的主陣地，物理概念既是物理知識的核心，又是構(gòu)成物理規(guī)律，形成物理觀念的起點和基礎(chǔ)。但物理概念抽象難懂，且教師在進行物理概念教學(xué)時往往缺乏行之有效的教學(xué)策略，即常常照本宣科，以“填鴨”的方式教授學(xué)生物理概念，由此導(dǎo)致學(xué)生被動地接受概念，以致對后期的進一步學(xué)習(xí)造成了很大的障礙，也大大阻礙了學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

體驗式教學(xué)法重視情境體驗、情感體驗，即教師在教學(xué)過程中，要從教學(xué)的實際需要出發(fā)，創(chuàng)設(shè)或模擬與教學(xué)內(nèi)容相適宜的具體場景或情境，引導(dǎo)學(xué)生在親身經(jīng)歷和情感體驗中獲得個人感悟，幫助學(xué)生建構(gòu)知識、提升認識、理解教學(xué)內(nèi)容，從而達到既定的教學(xué)目標(biāo)。體驗式概念教學(xué)策略一改被動接受概念的方式，即通過有效的教學(xué)途徑，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念的同時，能夠親身體驗物理概念的建立與形成過程，幫助學(xué)生輕松有效地理解物理概念，以下介紹幾種典型的體驗式物理概念教學(xué)方式。

一、“前概念”沖突體驗

前概念又叫前科學(xué)概念，即接受正規(guī)的科學(xué)教育之前所形成的概念。前概念可能是準確的，也可能是有偏頗的，甚至是錯誤的。在教學(xué)過程中可利用前概念的正向遷移、負向遷移作用完成知識遷移，正向遷移完善、深化學(xué)生對科學(xué)概念的理解，負向遷移修正原有概念，“前概念”沖突體驗更多地利用了前概念的負向遷移作用。在進行某一新物理概念的教學(xué)前，教師要進行學(xué)情分析，了解學(xué)生的前概念情況，并創(chuàng)設(shè)各種問題情境，使學(xué)生無法利用前概念進行解釋，由此引發(fā)學(xué)生的新舊認知沖突，然后再通過實驗驗證、比較辨析、概念新解等方式重新建立正確的科學(xué)概念。

例如在位移概念的教學(xué)中，教師可以設(shè)置這樣的場景：1.某人繞操場300m跑道跑了一圈，他跑了多遠？2.某同學(xué)從操場正中央出發(fā)，向東走了5m停下來，這個人現(xiàn)在在哪里？學(xué)生的前概念是初中所學(xué)的路程，在回答第一個問題時，學(xué)生會直接答出300m.這時教師追問：3.可我沒看見他跑，我認為他沒動，還在原處啊，你怎么解釋？在回答第二個、第三個問題時，學(xué)生開始不知所措了，沒有方向，無法判定人在哪里，純粹用初中所學(xué)的路程概念無法解決現(xiàn)在所碰到的難題。要確定人在哪里，需引入方向，位移的概念就是這么產(chǎn)生的。第一個問題引發(fā)沖突體驗，人到底走了多遠，單單用路程的概念解釋不夠;第二個問題引發(fā)沖突體驗，沒有引入方向，無法判定人的具體位置。在這強烈的沖突體驗下，教師引出位移的概念，解決了所提出的問題：人繞操場跑一圈，路程是300m，但位移為0;人若從操場中央往東走，則人的位移是5m，方向向東。

有了這樣的“前概念”沖突體驗，學(xué)生對概念的區(qū)分和理解會更加深刻，也無形中培養(yǎng)了學(xué)生正確使用物理思維方法解決實際問題的能力。

二、概念形成淵源體驗

為了讓物理概念教學(xué)更加生動有趣，在教學(xué)過程中應(yīng)盡量挖掘概念形成的歷史背景，即讓學(xué)生回到過去，了解概念誕生的前因后果，然后再以故事性的方式幫助學(xué)生建立物理概念。

以動能、動量概念的建立為例。高中物理魯科版必修二是這么引入動能概念的：以生活實例流動的空氣可以做功，臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等具有巨大的能量作為新課引入，得出動能的概念——物體由于運動而具有的能叫做動能，然后通過一個小實驗得出影響動能大小的因素是質(zhì)量和速度，隨后直接給出動能的表達式。課本是這么引入動量概念的：利用控制變量思想，相同速度的小汽車和貨車，質(zhì)量大的貨車比較不容易停下來;相同質(zhì)量的兩輛車，速度大的比較不容易停下來，然后直接得出動量的概念——動量是質(zhì)量與速度的乘積。顯然這兩個物理概念都涉及到了質(zhì)量和速度，那么為什么呈現(xiàn)出兩個不一樣的概念呢？為什么這么定義呢？教材對此的定義方式有一些生硬，因此學(xué)生只能教什么背什么。

事實上，關(guān)于動能、動量這兩個概念的建立，是有它的歷史淵源的。這兩個概念的建立經(jīng)歷了一場漫長的科學(xué)史上著名的關(guān)于運動量度的學(xué)術(shù)爭論——應(yīng)該以mv作為運動的量度還是以mv2作為運動的量度。兩派的爭論和對峙長達半個多世紀，最后在達朗貝爾的“判決”中結(jié)束——兩個量度都有效。再到后來才有了動能、動量這兩個概念，才有了動能定理和動量定理。

在動能、動量的概念教學(xué)中加入這樣的物理學(xué)史故事，可以讓學(xué)生親身體驗科學(xué)史上物理學(xué)家的爭論，了解概念的形成歷史，這種情感體驗將生硬的物理概念變活了，使其更貼近生活了，也就不再枯燥乏味了。

概念形成淵源體驗在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)方面也發(fā)揮了極大的作用。在了解相關(guān)物理學(xué)史的過程中，學(xué)生無形中建立了物理概念，進而形成了大物理觀念——運動觀、守恒觀等，同時也體驗了科學(xué)概念形成過程的艱辛，由此可培養(yǎng)學(xué)生嚴謹、精益求精、孜孜不倦追求真理的科學(xué)態(tài)度，以及對待學(xué)習(xí)、生活的高度責(zé)任感。物理學(xué)史集中體現(xiàn)了人類探索客觀物質(zhì)世界的艱辛歷程，凝聚著偉大物理前人的科學(xué)思維，囊括了大量科學(xué)思維形成和發(fā)展的案例，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的良好教學(xué)資源。

三、實驗探究體驗

科學(xué)探究是物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一，廣泛應(yīng)用于物理教學(xué)過程。實驗探究體驗教學(xué)可能大部分教師將其應(yīng)用在物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)上，較少落腳于物理概念的建立上。物理概念既是重要的物理知識，又是探究物理規(guī)律、構(gòu)建物理理論的基礎(chǔ)，同時物理概念的建立也是物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)的前提。應(yīng)用實驗探究體驗開展物理概念教學(xué)，能有效避免將抽象的物理概念生硬地灌輸給學(xué)生。

在進行傳感器這一章節(jié)的教學(xué)前，傳感器的概念對于大多數(shù)學(xué)生而言，顯得高深莫測，覺得傳感器對他們來說遙不可及，既陌生又難懂，更不用說了解傳感器的概念和相關(guān)原理了，因此本章節(jié)的設(shè)計可以以實驗探究體驗為基礎(chǔ)逐步開展教學(xué)。

首先以視頻《人工智能機器人》等引入，讓學(xué)生初步認識傳感器在人工智能方面的應(yīng)用，這樣學(xué)生對傳感器就有了初步的認識。接著師生共同體驗自制教具“魔術(shù)燈泡”，即干簧管磁控開關(guān)控制燈泡亮暗。該環(huán)節(jié)的設(shè)置讓學(xué)生體會到“高大上”的人工智能原來離我們很近，我們也可以輕松制作，如此學(xué)生對傳感器概念的理解就形成了較為深刻的感官認知。在此基礎(chǔ)上，教師揭秘“魔術(shù)燈泡”的原理，使學(xué)生認識到控制燈泡亮暗的核心元件是干簧管，由此使學(xué)生形成對相關(guān)概念的初級認識：干簧管的作用是將磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚_關(guān)的通斷。最后學(xué)生觀察干簧管的結(jié)構(gòu)，并分組設(shè)計“干簧管控制電路”的小實驗。如此學(xué)生對干簧管的工作原理就有了深刻的認識，也能將該元件應(yīng)用到簡單的實驗設(shè)計中。

概念教學(xué)與規(guī)律教學(xué)緊密聯(lián)系，接下來所學(xué)的熱敏電阻、光敏電阻的工作原理，我們以類似的實驗探究體驗的方式，讓學(xué)生親身經(jīng)歷設(shè)計實驗、得出實驗結(jié)論的過程。有了這么多的實驗探究體驗后，學(xué)生就能基本掌握幾種典型的傳感器元件工作原理，進而得出規(guī)律，總結(jié)出共同特點。如此該章節(jié)的重難點就得到了有效突破，抽象的傳感器概念也就顯得“有血有肉”了。

將實驗探究體驗應(yīng)用于概念教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究核心素養(yǎng)方面有較大的教育功能。其更多地關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，凸顯課堂上學(xué)生的主體地位，將物理概念滲透到物理實驗中，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時它還能讓學(xué)生在自主探究的過程中，獲取知識，領(lǐng)悟科學(xué)方法，鍛煉科學(xué)思維，進而提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、生活體驗

物理與生活緊密聯(lián)系，互相滲透，互相影響。生活體驗直觀、熟悉、具體、貼近學(xué)生，物理概念抽象、高度概括、難懂。若能把直接的生活體驗滲透到物理概念教學(xué)中，那將大大降低物理概念教學(xué)的難度。

在慣性的教學(xué)中，可以設(shè)置小游戲：讓學(xué)生模擬公交車加速啟動、剎車、左拐、右拐等情況下乘客的狀態(tài)。這些場景大家都有經(jīng)歷，也都很熟悉。通過模擬場景，學(xué)生總結(jié)規(guī)律，進而形成慣性的概念。再比如在機械振動概念的教學(xué)中，教師展示生活場景——樹枝隨風(fēng)擺動、蕩秋千，然后讓學(xué)生演示將刻度尺一端固定在桌子邊沿，另一端壓彎放開，尺子上下運動的實驗。隨后再讓學(xué)生概括這幾個生活場景的共同特征——能夠在某個位置附近往復(fù)運動，由此機械振動的概念就生成了。從生活場景到抽象的概念，兩者之間本來隔著一道鴻溝，經(jīng)過了生活情境再體驗，可使抽象的概念變得具體、生動。

五、溫故知新類比體驗

類比法是人們根據(jù)兩個對象之間在某些方面的相同或相似，推論出它們在其他方面也可能相同或相似的一種認識事物的思維方法，類比教學(xué)把學(xué)生不容易理解的問題、容易混淆的知識點通過類比變得容易。所謂溫故知新類比體驗就是在教學(xué)中通過教師引導(dǎo)回顧與新知識相類似的舊知識，使學(xué)生體會新舊知識之間的聯(lián)系，從而形成新認知的一種體驗式教學(xué)方式。溫故知新類比體驗教學(xué)同樣適用于物理概念教學(xué)。

例如電勢能、電勢、電勢差概念的教學(xué)一直以來都是教學(xué)的難點，電場本身就很抽象，這幾個在電場教學(xué)中常用的概念更是陌生、抽象。但如果我們將電勢能與重力勢能、電勢與高度、電勢差與高度差類比，這樣難度就能降一大檔。前者是看不見摸不著，在日常生活中沒有任何直觀體驗的，后者則貼近我們的生活，且學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中都已經(jīng)掌握清楚了，如此類比有利于學(xué)生理解相關(guān)概念。

類比體驗可以將抽象、難以理解的概念簡單地表達清楚，有利于學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識，也能起到溫故知新的作用。同時學(xué)生通過類比體驗，還能鍛煉科學(xué)思維。

物理概念教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)成功的關(guān)鍵，物理概念是物理教學(xué)的重點、難點。體驗式物理概念教學(xué)重在關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的親身體驗和情感體驗，并真正做到了以學(xué)生為中心，有效培養(yǎng)了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。幾種體驗式教學(xué)方式適用于不同的物理概念教學(xué)，也可以交叉使用，由此可實現(xiàn)高效的物理概念教學(xué)。

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