程軍

物理知識(shí)概念多，且具有抽象性，學(xué)生不易理解和掌握，必將影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性.物理概念應(yīng)該如何教學(xué)？如何從概念的變式與遷移中剖析概念內(nèi)涵，幫助學(xué)生加深概念的理解和運(yùn)用呢？下面我們主要從概念正反例變式、概念的階梯型表達(dá)、概念的多維化變化等方面來闡述.

一、從正反例概念的變式入手，來實(shí)現(xiàn)概念內(nèi)涵與外延的理解

在物理概念教學(xué)中，通常分為三個(gè)過程：一是聯(lián)系具體材料，搭建具象化情境;二是展開物理思維啟發(fā)，分析比較，形成抽象概念;三是通過變式遷移，鞏固概念的理解與認(rèn)知.對(duì)于概念的內(nèi)涵與外延，內(nèi)涵反映的是概念的本質(zhì)屬性，外延反映物理現(xiàn)象本質(zhì)屬性的對(duì)象，多表現(xiàn)為概念成立的條件或范圍.如果不進(jìn)行概念變式與遷移，學(xué)生在面對(duì)新問題時(shí)，可能會(huì)無法理解概念，喪失物理邏輯關(guān)系.如對(duì)于密度概念，密度是一種特性，與顏色、氣味相比更隱蔽，主要是描述物體疏密程度的一種物理量.密度的概念是物質(zhì)的本身性質(zhì)，與形狀、大小、體積、質(zhì)量等無關(guān)，但與狀態(tài)、溫度等有關(guān).對(duì)于密度概念的講解，我們可從自然界多種物質(zhì)的不同密度關(guān)系對(duì)照中，讓學(xué)生理解密度概念.但是，對(duì)于密度公式ρ=mV，為什么要用質(zhì)量、體積來定義？很顯然，學(xué)生理解了密度的本質(zhì)特性，但對(duì)其表征的方法不理解.由此，我們展開變式與遷移：對(duì)于一杯水，倒掉一半后，其密度如何變化？同樣，對(duì)于一杯水，降低外界溫度，使其結(jié)冰，此時(shí)冰的密度有何變化？冰的質(zhì)量、體積有何變化？再如，一瓶氣體，抽掉一半，剩下質(zhì)量、體積、密度如何變化？由此，對(duì)于密度的概念，其定義由質(zhì)量、體積來確定.我們通過對(duì)照固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等不同狀態(tài)，來分析密度與質(zhì)量、體積的關(guān)系，從而深化對(duì)密度內(nèi)涵的理解.相反，我們也可以通過反例來辨析概念.如在學(xué)習(xí)力時(shí)，力看似很普遍，學(xué)生也很熟悉.但對(duì)力的理解是感性的，缺失具體的邏輯分析.在變式遷移中，我們引出：人在路上走、壓路機(jī)在路上行駛、磁鐵吸引等現(xiàn)象，來對(duì)照不同的力的作用形式;再如，利用推、壓、吸等不同方式來作用于一個(gè)氣球，觀察力的存在方式.顯然，對(duì)力的形式有很多種，但力的作用效果卻是一致的.

二、借助于階梯型變換來分層呈現(xiàn)概念

物理學(xué)中的概念，往往可以用多種方式來表述.在講解概念時(shí)，教師也要善用變式與遷移，從不同視角來展現(xiàn)物理概念，幫助學(xué)生由淺入深地理解概念.例如，對(duì)于重力概念，可以進(jìn)行變式遷移：用橫桿與線懸掛一小球，當(dāng)橫桿水平時(shí)，小球與線受重力作用而豎直向下;當(dāng)橫桿傾斜時(shí)，小球與線仍然保持豎直向下.說明，重力的方向始終是豎直向下的.再進(jìn)行變式遷移，將某物放于斜面上，物體受重力的方向是什么？有學(xué)生將重力方向看作與斜面垂直向下;有學(xué)生認(rèn)為重力方向?yàn)檠匦泵嫫叫邢蛳?有學(xué)生將重心放在斜面上豎直向下.正確的做法是將重心置于物體的中心，豎直向下.由此，來逐漸讓學(xué)生認(rèn)識(shí)重力概念，理解重力的方向是豎直向下.同時(shí)，在講解新概念時(shí)，有時(shí)需要聯(lián)系已學(xué)概念，由此及彼來促進(jìn)知識(shí)的遷移.如在學(xué)習(xí)“功”概念時(shí)，僅僅了解“功”的定義是不行的，還要認(rèn)識(shí)“功”的特點(diǎn)，做功的條件，為解決問題做鋪墊.在變式遷移時(shí)，當(dāng)人費(fèi)力推汽車，而汽車不動(dòng)，推力是否對(duì)汽車做功？汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后繼續(xù)行駛一段距離，這個(gè)過程牽引力是否做功？汽車被吊車起吊后平移到另一個(gè)位置，汽車重力是否做功？這些變式遷移，能夠從多種情形下來讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“功”及“做功”的條件，從而把握概念的內(nèi)涵，不被干擾條件所影響.

三、引入多維度變換，加強(qiáng)概念的形象化呈現(xiàn)

學(xué)習(xí)物理，對(duì)概念的理解和掌握是基本要求.對(duì)于物理概念，其表現(xiàn)形式往往具有多樣性.如一個(gè)概念，可以是用文字表述，也可以是用公式來表示，從不同物理量的邏輯關(guān)系上來呈現(xiàn)概念，還可以引入圖像方式，利用數(shù)學(xué)函數(shù)或圖表來表達(dá)概念.如在學(xué)習(xí)“電阻”概念時(shí)，對(duì)“電阻”的理解，可以從不同的變式遷移入手，多維化呈現(xiàn)“電阻”的存在形式.根據(jù)定義，電阻R=UI，對(duì)電阻的計(jì)算可以從電壓與電流比值關(guān)系中獲得，但對(duì)于電壓和電流可以變化，其比值為常量，與導(dǎo)體自身材料、尺寸有關(guān)，與電壓無關(guān).再者，對(duì)于電阻的描述，文字上表述為對(duì)電流的阻礙作用，對(duì)于任何導(dǎo)體，本身都有阻礙電流的性質(zhì).另外，電阻本身與電流、電壓之間具有一定關(guān)系，即對(duì)于同一電阻，電流與電壓成正比.這些不同的闡述方式，都能從不同方面來展現(xiàn)“電阻”的特性，讓學(xué)生全面了解“電阻”的含義及應(yīng)用方法.

總之，在物理概念教學(xué)中，通過引入變式與遷移，可從不同層面剖析概念，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的深刻理解，循序漸進(jìn)地提高物理教學(xué)質(zhì)量.