摘 要：掌握概念要經(jīng)歷實驗探究、科學思維加工、實際應用解決問題等.每個環(huán)節(jié)都關乎核心素養(yǎng)的內涵.核心素養(yǎng)下的概念教學，要求遵循概念的認知規(guī)律，凸顯建構過程，建立理論與實踐的聯(lián)系，培養(yǎng)學生解決問題的能力，提高學生學科核心素養(yǎng).

關鍵詞：物理概念建構;物理概念應用;核心素養(yǎng)

文章編號：1008-4134（2020）12-0035中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

1 “物理概念”概念界定

物理概念是物理現(xiàn)象及過程本質屬性的反映，是物理事實本質在人腦中的反映.初中物理概念大體上可以分為三類：（1）關于物質基本屬性的概念.如質量、密度、電阻等;（2）關于物體間相互作用及變化規(guī)律的概念.如速度、電壓、功率等;（3）概念的名稱本身就是對物理現(xiàn)象的描述.如勻速直線運動、熔化、電磁感應等[1].

2 物理概念教學的邏輯框架

《義務教育物理課程標準》（2011年版）指出：“中學物理學科內容主要是指物理概念和物理規(guī)律.”而物理規(guī)律表現(xiàn)為物理概念之間的聯(lián)系，規(guī)律的建立依賴于相關物理概念.因此，概念教學顯得尤為重要.物理概念既是物理知識框架的基礎，也是物理學習的基礎.學習概念，要遵循其產(chǎn)生、表述、理解以及應用的邏輯演繹過程，如圖1所示.教師要創(chuàng)設情境，采取多樣化教學方式，演繹概念的來龍去脈，使學生頭腦中形成清晰圖景，讓學生知其然，更知其所以然，掌握習得概念的方法.

形成概念后，首先要適時把概念納入已有體系，與其它概念建立聯(lián)系，擴展知識網(wǎng)絡，使學生的認知領域得到進一步拓展.如圖2所示虛線框內容是學習“怎樣描述力”后新加入原有知識體系的.其次要將新概念與已有概念從不同角度進行橫向、縱向比較而加深理解.然后要明確概念的適用條件、內涵及外延.最后通過一定量訓練達到熟練應用的目的.當然，概念教學不能追求一步到位，宜在不同階段循序深化其內涵.例如“速度”，從定性到定量以及從標量到矢量，從平均速度到瞬時速度，從定義式到?jīng)Q定式的理解，不是靠一節(jié)課就可以完成的.

3 物理概念教學的核心素養(yǎng)目標

物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任構成物理學科核心素養(yǎng)的四個要素.物理概念教學滲透著核心素養(yǎng)的各個要素.概念學習要經(jīng)歷從現(xiàn)象到本質、從形象到抽象、從感性到理性、從定性到定量、從理論到實踐的認知發(fā)展過程，才能完成對概念的提煉與升華，形成關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識，即形成物理觀念.實現(xiàn)這些認識的飛躍，要有批判的思維與實事求是的精神，需要觀察、實驗、分析、歸納以及推理等科學手段與思維的共同參與.可見，要形成物理觀念，離不開核心素養(yǎng)其它三個要素的參與;而一旦形成物理觀念，將指引學生的思維意識，對物理學習具有引領作用.從這個意義來講，物理概念教學的最終目標就是要促進物理觀念的形成.學生具有物理觀念，意味著解決問題的技能熟練化、自動化.當遇到實際問題時，不是靠死記硬背公式去應付，而是能夠自覺地提取相關概念與方法，自動形成思路與解決問題的步驟.因此，具有物理觀念，可以從源頭上解決物理難學的問題，走出刷題無法提高成績的窘境.

4 基于核心素養(yǎng)的概念教學策略

4.1 凸顯概念建構過程，培養(yǎng)核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)不是靠教師講授就能輕易獲得的.而是要把學生置于概念的建構過程之中，學生親身體驗、深度思考、解決矛盾沖突，能從物理學視角解釋概念的本質，完成對概念的提煉與升華.建構過程，包括概念形成過程及其在探究歷程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程等.思維加工和實驗探究是常見的概念建構途徑.建構概念要創(chuàng)設熟悉、有效、形象的情境，引導學生分析、推理，因勢利導，使概念的獲得水到渠成，不硬塞給學生.要運用不同形式表征概念，從不同角度進行分析，發(fā)散學生的思維，最終內化對概念的理解，提高學生的核心素養(yǎng).建構完成后，教師要顯化、總結概念建構過程中運用的科學手段和思維方法，培養(yǎng)學生有運用科學方法學習的意識.參與概念建構，不僅可以讓學生真正學好概念，還會領略、感悟到科學探究的艱辛和曲折.初中物理概念的建構包含核心素養(yǎng)各方面的要求.根據(jù)概念類型，教學中可以側重培養(yǎng)素養(yǎng)中的某一方面.

4.1.1思維加工建構概念

初中生的認知大多處于具體運算階段.這決定了初中生學習概念要以感性材料為載體，經(jīng)過科學方法與思維的加工，才能實現(xiàn)感性認識到理性認識的飛躍.如圖3[2]為“速度”建構過程：（1）百米賽跑，比較快慢——啟發(fā)思維;（2）時間與路程均不同，如何比較——思維沖突，開放思維;（3）定量比較兩種方法優(yōu)劣——思維加工;（4）形成定義，用公式及圖像等不同方式表征——觀念形成.建構過程，教師通過設置熟悉的情境，提出越來越復雜的問題，引發(fā)學生越來越深入的思考，從而使學生思維越來越深刻，也越來越逼近概念的本質.此過程也遵循了由熟悉到陌生、由簡單到復雜、由淺入深、由具體到抽象、由特殊到一般、由基礎到高級的思維發(fā)展過程，凸顯學生認知思維的過程，學生提高自己探究的能力，豐富自身的智慧，讓素養(yǎng)落地，讓能力升級[3].

4.1.2 實驗探究建構概念

初中物理概念有的比較抽象，甚至與學生的生活經(jīng)驗相“違背”，這在一定程度上造成學習的困難.而實驗因為現(xiàn)象可視、條件可變等，易于化抽象為具體，易于理解與探究.又因實驗有趣、可體驗等容易激發(fā)學習興趣，調動學習熱情，利于學生形成克服困難的動力.實驗設計過程要設置遞進的問題鏈，借問題啟發(fā)思維，產(chǎn)生新的認知沖突，引導學生不斷改進方案，使方案更完善，進而培養(yǎng)學生的實驗設計能力.

比如，“相互作用力大小相等”沒有生活經(jīng)驗的支持，比較抽象.學生認為雞蛋碰石頭，這對相互作用力大小就不相等.對此，設計實驗，形象抽象的概念.設置問題鏈：（1）力有哪些作用效果？（2）根據(jù)什么現(xiàn)象可以比較力的大?。浚?）要產(chǎn)生一對相互作用力，需要幾個物體？學生討論并進行第一個實驗，如圖4所示.實驗發(fā)現(xiàn)，筆和手的形變并不相同，是不是相互作用力大小不相等？再設置問題鏈：（1）T如果相互作用力大小相等，要看到什么現(xiàn)象？（2）要使形變相同，對相互作用的兩個物體有什么要求？進行如圖5的實驗.（3）完全相同的物體找不到，怎么證明這對力大小相等？有的同學模仿推導“真空不能傳聲”的方法進行推論.最后借助傳感器，直觀顯示這對力大小相等（如圖6所示）.

當然，實驗前要明確實驗目的;實驗方案的設計要交給學生，讓學生從正面、側面、反面全方位積極思維，展示風格迥異的方案;實驗過程要規(guī)范操作，指導觀察方法;實驗現(xiàn)象要清晰，可視度范圍要大;實驗后要進行橫向、縱向、正反比較，要引導學生進行誤差分析，能透過現(xiàn)象看到本質.整個實驗過程要求教育必須有實事求是的精神，同時也要培養(yǎng)學生的合作探究意識.可見，用好實驗，不僅使概念的形成順理成章，內化對概念的理解，還可以有效提高學生實驗能力、綜合分析能力.

4.2 應用概念，提高解決問題能力

衡量學生的核心素養(yǎng)水平，就要看他解決問題的熟練程度.就好比司機如果能熟練且完美處理開車過程中遇到的各種突發(fā)狀況，就說明他具有過硬的綜合素質.應對和解決現(xiàn)實生活中的各種挑戰(zhàn)性的復雜真實任務是促進物理觀念內化和升華的重要渠道.教學中，教師要有目的地布置不同類型的任務，引導學生合作探索、實踐體驗、解決問題，實現(xiàn)從能力到人格的全面發(fā)展.

如圖7所示，承啟樓外墻的質量大約多少？引導學生合作實踐：（1）把外墻的體積近似看成圖8實心部分體積;（2）實地測量內外圓周長（或直徑等）及外墻高度，求出體積V;（3）取外墻一小撮土塊，在實驗室測出土塊的密度ρ;（4）利用質量公式求出外墻質量m;（5）歸納運用的科學方法、解決問題的思路、產(chǎn)生誤差的原因;（6）對測量結果進行修正，得到結果.

此實際問題的背景是福建永定土樓.其風格獨特、規(guī)模宏大、結實耐用、冬暖夏涼，讓學生感受到古代勞動人民的勤勞與智慧.在解決問題過程中，測量了體積、密度、質量等物理量;運用了建模法、取樣法、實驗法以及數(shù)學方法等;實驗中，熟練使用了天平、量筒等測量工具，鞏固了測量密度的方法等;實踐測量時，體現(xiàn)相互合作與交流;評估結果時，要從各個環(huán)節(jié)去分析誤差產(chǎn)生原因及減小誤差方法.這樣的實踐活動，體現(xiàn)了理論與實踐的聯(lián)系，綜合應用了多個概念，鍛煉了動手操作能力，培養(yǎng)了綜合實踐能力.

賈德的概括化理論認為，概括是產(chǎn)生遷移的關鍵.而遷移是學習物理知識的重要方法，它能培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維，有助于物理認知結構的形成.針對性的遷移量越大，越有利于產(chǎn)生正遷移.因此，解決問題之后，還要概括解決的方法與思路，再布置新任務.如上，驗證相互作用力大小相等之后，概括：（1）根據(jù)“力可以使物體發(fā)生形變”，形變程度反映力的大小;（2）大小相等的力，作用在不同物體上，形變不相同;（3）大小相等的力，要作用在完全相同的物體上，形變才相同;（4）現(xiàn)實生活中“完全相同的物體”找不到，且形變是否相同不能根據(jù)肉眼判斷;（5）尋找定量研究，借助傳感器.然后提出新問題：依據(jù)“力可以改變物體的運動狀態(tài)”，設計實驗，驗證相互作用力大小相等.

為培養(yǎng)綜合分析能力，情境的選擇最好是結構不良問題.結構不良問題的核心要素包括：初始狀態(tài)、目標狀態(tài)及算子.初始狀態(tài)是指所需解決問題的信息;目標狀態(tài)是指問題所要得到的結論;算子是指問題解決中使用的方法和途徑.初始狀態(tài)、目標狀態(tài)及算子至少其中之一不明確，即稱為結構不良問題.

例如洗澡時，小華把浴霸的插頭插進三孔插座，當閉合浴霸的開關時，所有正在工作的用電器都突然停止工作.拔出浴霸的插頭，所有用電器依然不工作.請判斷電路的故障.解決此問題要綜合運用短路、開路、家庭電路連接、測電筆使用等基本概念;且此問題的結論、解決的方法都不確定，發(fā)散了思維，更是增加了解決的難度.學生要在實踐中摸索，在摸索中思考，在思考中尋找問題解決方案，在解決問題過程中把握問題的本質，形成綜合解決問題的關鍵能力.

4.3 改變認知方式

落實核心素養(yǎng)最重要、最關鍵的環(huán)節(jié)就是要轉變學生的認知方式.認知方式，是指學生對信息和經(jīng)驗進行組織加工時，即在感知、記憶和思維過程中采取的態(tài)度和風格.核心素養(yǎng)理念下要求學生學會遷移運用，能在新情境中解決實際問題.這就要求變接受學習為自主學習.

自主學習是一種元認知監(jiān)控學習.元認知監(jiān)控學習具有“我會學”的特征.學生知道為什么學、學什么、如何學.學習活動中，學生自主確定目標、制訂計劃、設計方案、主動探索以及自主評價等.這就要求教師課堂上要慢下來，留給學生足夠的空間與時間，讓學生充分展示、交流、思考、探究，保護和開發(fā)學生的創(chuàng)新思維，真正落實提高學生核心素養(yǎng)教育.

參考文獻：

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[2]陳坤.基于核心素養(yǎng)的初中物理概念教學策略[J].文理導航（中旬），2019（07）：32-33.

[3]孫娟.觸動思維的琴弦 發(fā)展學生的能力——以“速度”概念教學為例[J].中學物理，2019，37（04）：44-46.

[4]郭培東.基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中物理概念教學的思考[J].中學物理，2019，37（02）：2-4.

[5]任虎虎.結構不良問題解決：高中物理深度學習的有效途徑[J].物理通報，2018（12）：20-23.

（收稿日期：2020-03-13）