戴金平

（上海市閔行區(qū)教育學(xué)院，上海 200241）

物理概念反映物理現(xiàn)象和過程的本質(zhì)屬性，是物理事實的抽象與概括，是物理學(xué)的基礎(chǔ).物理概念的形成過程一定伴隨著科學(xué)思想與方法，是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)重要過程.物理概念是學(xué)生形成物理觀念的重要基礎(chǔ).趙凱華教授強調(diào)：物理教學(xué)最重要的任務(wù)是讓學(xué)生真正樹立起正確的物理概念，特別是對初學(xué)物理的人.

在一次區(qū)級評選中，10位青年教師選手在S校集中上8年級物理“慣性”，S校是我區(qū)一所教學(xué)質(zhì)量良好的公辦學(xué)校，上課班級覆蓋了S校8年級所有學(xué)生.一周后針對慣性的概念在S校8年級學(xué)生進行了學(xué)生全樣本調(diào)查，此時學(xué)生已經(jīng)學(xué)完了牛頓第一定律，第3章“運動和力”.這次評選活動使筆者有機會再對物理概念的教學(xué)進行較為全面的分析與比較，［1］引發(fā)了筆者對物理概念教學(xué)進一步的思考.

1 教學(xué)與學(xué)生的經(jīng)驗脫節(jié)，簡單的實驗“不簡單”

自然界中一切物體都具有慣性，而人們常常感受不到慣性的存在，將由于慣性帶來的影響歸于外因，如汽車剎車、絆到石頭、被敲打等因素，正如“不識廬山真面目，只緣深在此山中”.在生活中由于慣性的“突發(fā)”現(xiàn)象，人們通常難以仔細觀察，而實驗可以突出主要因素，排除一些次要因素，凸顯其本質(zhì)屬性.因此，組織學(xué)生在課堂上進行實驗就非常重要，也非常必要.在上海教育出版社8年級（第一學(xué)期）物理學(xué)習活動卡（試用本）中有一個經(jīng)典的學(xué)生活動，如圖1所示.

圖1

在這10節(jié)參賽課中，有的課是小組先做實驗，然后小組反饋，教師進行點評；有的課是教師先演示，學(xué)生再進行活動，抽答反饋.教師們普遍認為此學(xué)生活動操作簡單、現(xiàn)象明顯，課堂上推進較快，看起來都比較順利.但學(xué)生真地清楚實驗現(xiàn)象了嗎？明白其中的道理嗎？下面是對此進行的調(diào)查反饋題.

題1.如圖2所示，小木塊放在小車上，隨小車向右運動.當運動的小車突然停止運動時，請描述小木塊將會發(fā)生什么現(xiàn)象，并解釋其原因.

圖2

該題的學(xué)生答案及分類見表1.

表1

調(diào)查前教師們預(yù)測大多數(shù)學(xué)生解答此題不會有困難，因為學(xué)生在課堂上都做過這個實驗，且調(diào)查時慣性和牛頓第一定律的新課均已結(jié)束.調(diào)查結(jié)果顯示有30.5%的學(xué)生對本實驗現(xiàn)象有錯誤印象，有61.8%的學(xué)生未能理解此實驗.這個出乎意料的調(diào)查結(jié)果，帶給我們什么啟示？

“一般說來，教學(xué)方法上的基本錯誤在于假定學(xué)生的經(jīng)驗是可以想當然的.我們主張必須有一個實際的經(jīng)驗情境作為思維的開始階段.”［2］因為教師普遍認為此實驗比較簡單，在實驗準備與指導(dǎo)中不夠到位.多數(shù)學(xué)生在做實驗時并不明白其操作要領(lǐng)，學(xué)生在實驗桌上拉小車，由于實驗桌面有的地方有凹凸，給此實驗帶來了更多不定因素.其中“另類”的實驗現(xiàn)象有：① 拉小車時啟動比較快，小車剛運動時小木塊就往后掉落了；② 拉小車向前運動時，由于桌面不平，小車某個車輪與桌面的凸起發(fā)生碰撞，小車突然抖動或轉(zhuǎn)動，小木塊從旁邊掉落了；③ 用細線拉小車向前運動時，細線與車身不平行，導(dǎo)致小車拐彎，小木塊從旁邊掉落了.……

因為教師都覺得此實驗比較簡單，課堂上預(yù)留的時間比較短，實驗后的反饋教師會挑選一些“符合需要”的小組進行反饋，教師進行點評，以為通過點評有些學(xué)生存在的問題可得到解決.實事上，那些出現(xiàn)“另類”實驗現(xiàn)象的學(xué)生并不知道他們的問題所在，學(xué)生的問題并沒有解決且延續(xù)下去，給學(xué)生造成了新的認知障礙.因此，“簡單的”實驗在準備時也要站在學(xué)生立場思考在實驗中可能遭遇的困境.如：每組配一平整的長木板等，檢查每一組的實驗器材，將影響實驗效果的客觀因素降低至最低.課堂上要關(guān)注學(xué)生遇到的問題，課堂上要給學(xué)生充分的時間與空間，讓學(xué)生表達自己的困惑，幫助學(xué)生解決問題.

學(xué)生的經(jīng)驗是教育教學(xué)的基礎(chǔ)，基于教師臆斷的學(xué)生經(jīng)驗，會造成教與學(xué)的斷層.課堂中表面上的順利，其實遮蔽了學(xué)生該有的認知體悟，降低了教學(xué)效果，增加了學(xué)生的學(xué)習負擔.

2 教學(xué)過程學(xué)生缺少辨析，概念的內(nèi)涵難理解

上海教育出版社的8年級（第1學(xué)期）物理課本對慣性的闡述是：大量事例說明，一切物體不論它是靜止的還是運動的，都具有一種維持它原先運動狀態(tài)（靜止也是一種運動狀態(tài)）的性質(zhì)，物理學(xué)中把這種性質(zhì)叫做慣性，在拉丁語中它的意思是惰性.也就是說，一切物體都具有一種不愿改變它們原先運動狀態(tài)的惰性.慣性是物體本身固有的一種屬性.

教材對慣性的闡述清晰明了，課堂上每位教師都從不同角度強調(diào)了慣性是物體的屬性，任何物體在任何時候都具有慣性.學(xué)生對慣性概念的理解情況如何？為此設(shè)計如下兩道調(diào)查題.

題2.有人說“物體的慣性是一種力”，這種說法是否正確，請簡要說明理由.

題2的學(xué)生答案及分類見表2.

表2

題3.有人說“物體的慣性有時有，有時沒有.”這種說法是否正確，請簡要說明理由.

題3的學(xué)生答案及分類見表3.

表3

上面調(diào)查說明有18.7%的學(xué)生將慣性與力相混淆，有29.7%的學(xué)生還不能明確分辨“物體的慣性是一種力”說法錯在哪；有32.5%的學(xué)生不能正確理解物體時刻都具有慣性，有些學(xué)生將“運動狀態(tài)”與“運動”相混淆；從題2的調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，57.7%的學(xué)生從定義中去說明慣性與力的區(qū)別，從其他角度去辨析慣性與力的概念的學(xué)生非常少.

課堂上，每位教師始終強調(diào)慣性是物體保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì).請學(xué)生用慣性解釋相關(guān)現(xiàn)象時，時有學(xué)生將慣性描述成“慣性力”，教師會及時糾正或提醒是“慣性”，不是“力”.調(diào)查結(jié)果顯示，慣性是物體較為抽象的本質(zhì)屬性，學(xué)生要理解它并不是一件容易的事.學(xué)生缺乏理解時，教師的強調(diào)或糾正并不能有效消除學(xué)生原有的錯誤認識.

3 科學(xué)思維的過程被虛化，學(xué)生的思維欠發(fā)展

物理概念的形成是在多種客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本質(zhì)特征的過程，物理概念的學(xué)習過程是促進學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展最好時機之一.“慣性”的教學(xué)是由個別事例開始，從固體逐漸擴大至液體、氣體，直至推至一切物體具有慣性，主要應(yīng)用歸納推理法.隨后用慣性去分析或解決實際問題，可加深對慣性的內(nèi)涵與外延的理解.用物理概念去解決新的問題，通常是從一般到特殊，主要應(yīng)用演繹推理法.

題4主要是調(diào)查學(xué)生如何應(yīng)用慣性的概念去分析具體的事例.

題4.人有慣性么？請簡要說明你的理由.

該題的學(xué)生答案及分類見表4.

表4

學(xué)完慣性后，我們希望學(xué)生能認識“一切物體都具有慣性”，會應(yīng)用演繹推理法分析具體物體的慣性現(xiàn)象，但實際上并不如意.從調(diào)查中可知，學(xué)生都知道人有慣性，但能居高臨下去認識人有慣性的學(xué)生還只占19.1%；54.5%的學(xué)生還停留在個別事例上，有24%學(xué)生對“人有慣性”還說不出所以然.

學(xué)生的思維欠發(fā)展與教學(xué)過程學(xué)生缺少思維過程有關(guān).在10節(jié)參賽課中有2節(jié)課，教師僅舉出一個事例就得出慣性的概念，其他8節(jié)課是教師舉出幾個實例后由教師概括出慣性的概念（或讓學(xué)生讀課本上的定義），學(xué)生普遍缺少概括事物的共同屬性、抽象事物的本質(zhì)特征的過程.在應(yīng)用概念或規(guī)律去解決問題時，教師缺乏演繹推理的示范與指導(dǎo).課后筆者詢問上課教師：為什么不讓學(xué)生去概括慣性的概念？教師們回答非常一致：擔心時間不夠，任務(wù)完不成.這種現(xiàn)象不僅體現(xiàn)在大賽課上，平時的課堂更是如此.物理概念的形成過程與用物理概念去分析解決問題的過程均是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的極好時機，但被教師忽視了.說明教師心目中非?？粗刂R的傳授，但對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)重視不夠.

4 思考與建議

物理概念是構(gòu)筑物理大廈的基石，學(xué)生對物理概念理解的水平，直接影響物理學(xué)科的學(xué)習質(zhì)量.整體來看，概念教學(xué)依然是初中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)之一，與當前提倡發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)的要求還有相當?shù)木嚯x.筆者根據(jù)上述課例分析和平時大量的聽課反饋，認為存在以下主要原因并提出改進建議.

（1）學(xué)情判別主觀臆斷，教學(xué)評價主體錯位.

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢.無論是平時的隨堂課還是各類參賽課，課前必須完成教學(xué)設(shè)計.需要分析課標、教材和學(xué)情，確定教學(xué)目標，選擇教學(xué)方式，設(shè)計教學(xué)過程和課后作業(yè).筆者在各類聽課中發(fā)現(xiàn)，不管學(xué)生出現(xiàn)的情況是否在預(yù)料之內(nèi)，絕大多數(shù)教師仍以原來所設(shè)計的進程進行推進，不在學(xué)生困惑（或障礙）之處多做停留.

近幾年筆者聽課后會將全體學(xué)生的學(xué)習卡（或練習卷）收集察看，一些貌似順利而效果不錯的課，常發(fā)現(xiàn)如題1中學(xué)生答案分類5的一些簡單而又普遍錯誤，上課教師自己也感到吃驚.這些錯誤會給后續(xù)學(xué)習帶來很大障礙，降低了教與學(xué)的成效，增加教與學(xué)的成本.為什么會經(jīng)常出現(xiàn)此類低效益、高成本的教學(xué)行為？主要是上課和聽課教師對課的評價常以課堂教學(xué)設(shè)計為參照，觀察課堂上教師講解是否清晰科學(xué)準確，課堂氣氛是否活躍，教學(xué)過程是否順暢，教學(xué)任務(wù)是否順利完成等來進行評價.上課和聽課教師對課的評價主要依靠主觀印象，忽視觀察全體學(xué)生的真實表現(xiàn).因此，上課教師和聽課教師并不知道學(xué)生有多少種錯誤及其錯誤的人數(shù)，學(xué)生不清楚自己是否錯了，或者學(xué)生知道錯了但不知道錯因在哪.教師盲目、學(xué)生茫然，從而造成教學(xué)效率低下，無謂增加教與學(xué)的成本.

筆者建議在教學(xué)設(shè)計中要加強評價這一要素，對課堂教學(xué)的主要活動要有相應(yīng)的評價方式和評價指標.各類評比中，尤其是重大評比要突顯對全體學(xué)生的學(xué)習評價，引導(dǎo)上課和聽課教師關(guān)注全體學(xué)生，把優(yōu)質(zhì)課優(yōu)在學(xué)生身上.當前教師評價意識和評價素養(yǎng)較為缺乏，在各級各類教師培訓(xùn)中應(yīng)加大關(guān)于評價的培訓(xùn)，提高教師的評價意識和評價能力.

（2）對學(xué)生的科學(xué)思維能力培養(yǎng)重視不夠，學(xué)生缺少辨析的時空.

物理概念教學(xué)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，讓學(xué)生親歷物理概念建立和發(fā)展過程，促使學(xué)生在深入理解物理概念的同時，逐漸習得伴隨物理概念建立過程的科學(xué)方法.“太多一知半解的知識是悲哀的，理論和實踐不應(yīng)該混為一談，兒童在證明和利用某個知識的時候，應(yīng)該毫不懷疑地知道什么時候是在證明，什么時候是在利用”.［3］從題4的調(diào)查來看，約80%的學(xué)生還不知道慣性的概念“什么時候是在證明，什么時候是在利用”.從當前教學(xué)現(xiàn)狀來看，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力無論是教師的顯性行為還是隱性的思考都較為薄弱.物理擔負著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的使命，教師應(yīng)充分重視學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)，并努力將其落到實處.

學(xué)生的頭腦不是白紙一張，能夠以中立的方式接受任何教育；恰恰相反，學(xué)生是帶著先前獲得的觀念進入科學(xué)課堂學(xué)習的.這些觀念以各種方式影響他們從新的經(jīng)驗中獲取信息.這些觀念包括對事件的觀察方式、對觀察結(jié)果的解釋方式以及從課本和實驗中獲取新信息的學(xué)習策略.［4］物理概念是客觀物理事件的本質(zhì)屬性在人們頭腦中的主觀反映，是一種思維形式.同樣的事實，不同的學(xué)生在頭腦中的反映是不同的.當學(xué)生形成了錯誤認識時，“教師講述的那些知識挑戰(zhàn)不了這些觀點.討論和反思與學(xué)生觀點對立的觀察結(jié)果才是最需要的.如果兒童沒有機會去思考如何理解一個與自己的觀點有明顯沖突的觀察結(jié)果，他們只會把沖突作為一個異?，F(xiàn)象而置之不理.對觀察結(jié)果的討論需要在一個接受、追問和質(zhì)疑各種觀點的環(huán)境下進行”.［4］10節(jié)參賽課中學(xué)生普遍缺乏討論、質(zhì)疑的時空，一些學(xué)生的錯誤認識（如題2和題3）沒有得到及時糾正；在平時的課堂中，學(xué)生討論、辨析的時空也同樣缺乏.建議在教學(xué)設(shè)計中加強學(xué)生討論的設(shè)計，課堂上給學(xué)生更多的時空，引導(dǎo)學(xué)生進行辨析，促進學(xué)生對概念內(nèi)涵的理解，同時提高思維能力.