论物理课堂导入的设计

郑渊方

摘要：本文分别从物理概念和规律的特点和学生学习物理的认知特征两个方面分析了物理课堂导入的类型及分类标准，同时提出了物理课堂导入设计的两个原则。

关键词：课堂导入；物理；课堂导入类型；认知特征

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)1(S)-0016-3

1 关于物理课堂导入类型的研究

导入是教师在教学活动开始时，引导学生进入学习的行为方式。导入的有效性是课堂教学有效性的良好开端。有效的导入不仅能引起注意、激发学习兴趣和学习动机，而且能够提高学生学习的效率，达到良好的学习效果。但目前教师对导入的研究多数着眼于激发兴趣方面的作用，表现为重视导入，提出各种各样的导入类型，而对用什么类型的导入更符合学生的学习心理，更有利于学生的有效学习的研究却较少。很多研究都罗列出了一系列导入的类型，概括起来有：①复习导入；②经验导入；③利用直观演示导入；④用实验演示的方式导入；⑤生产实践和生活实际问题导入；⑥物理学史或故事导入；⑦运用逻辑推理的方法导入；⑧游戏导入等。导入的类型虽然丰富多彩，但对于课堂上该应用哪些类型导入，大家的认识还是比较模糊的，或只能凭经验选择。

事实上，导入的设计是整体教学设计的一个重要组成部分。进行教学设计之前一般要分析知识的逻辑性和学生学习的认知特点。导入的分类及如何有效导入也应该充分考虑这两个方面。

2 物理课堂导入的有效设计

导入设计的重要根据就是物理概念、规律的特点和学生学习物理的心理特征。

2.1 物理概念和规律的特点及导入的设计

从物理概念和规律本身的特点来讲，中学物理概念类型大概有本质特征概括的概念、比例概念和理想化模型三类，物理规律有归纳型和推导型两种。概念和规律的特征不同，导入的设计也应该不同。

由本质特征概括而形成的概念和一些归纳型的规律，如机械运动、熵、重力等概念的导入可以通过适当的方式呈现自然界、现实生活、生产中的典型事例，比较这些典型事例的共同特征而导入。牛顿第二定律、机械能守恒、欧姆定律等可以通过提出类似于“如果提供各种不同的实验条件，各种物理量之间将有什么样的关系？”的问题，而引导学生进入实验情境，在获得形成规律的感性材料的基础上分析、总结出规律。

很多比例概念也是属性概念，初中教学中常常通过比较不同的物质或事物所具有的属性以及该属性在现实生活、生产中的应用而导入。如密度概念通常采用如何判断几种不同物质而导入，速度概念也是从如何判断几种运动快慢不同的物体而导入。在高中阶段学习比例概念时，就可以通过复习这种方法导入。如加速度概念教学中，教师设置情境引导学生复习速度和密度等用比值定义的物理量，然后自然引出用比值定义的新物理量——加速度，这是分析两个概念的建立方法（比值定义的方法）而导入的。

中学物理涉及到很多理想化模型，往往是学习的难点。一般要通过联系自然现象、生活实际，从解决问题的方法导入如质点往往是学习高中物理遇到的第一个理想化模型。教学中经常发现这部分内容已经学过了，但到底什么情况下物体可以视为质点学生仍然很难判断。因此，教师应通过创设一些更真实的问题情境，鼓励学生根据自己的理解，寻找解决问题的各种方法。这样，通过对解决问题过程的讨论让学生明白应根据研究问题的实际情况，具体问题具体分析。

2.2 学生学习物理的认知特征及导入的设计

如果按照学生学习物理概念、规律的认知特征来对物理概念分类，物理概念和规律大致可分为两类：一类是学生在进入课堂学习时头脑中存在与科学概念不一致的前概念或在学习过程中容易产生错误的概念，如力、功、浮力、牛顿第一定律、自由落体运动、温度和热量、电流、平面镜成像、溶解与熔化等，这类概念是大量的（前概念举例如表1）；一类是学生进入课堂之前还从未遇到的概念或一些抽象概念，如电阻、电压、熵、电场（虽然这些概念抽象程度不同）。

进入课堂之前教师应对前概念知识的导入进行设计，一般应注重设置能充分暴露学生错误概念的情境，通过实际的情境引出问题。如牛顿第一定律教学中，分别呈现生活中力和运动的关系的两种情况（一种是物体在一个外力的作用下运动，停止用力，运动也停止；另一种是物体在一个外力的作用下运动，停止用力，运动仍然维持一段时间）的现实情境，引出研究的问题：力与运动到底有什么关系？如果在学习过程中容易形成错误概念或片面理解，则需要教师针对学生可能产生的概念（如表1所示对质点的理解）设计恰当的全面反映概念或规律的情景，使学生形成正确的概念。

学生在学习之前还没有相关概念的知识，可以通过类比、比喻、演示、实例等让学生形成科学概念。如电场可以类比重力场，而熵概念则可以通过提供大量的自然界现象让学生分析、概括、推理得到科学概念。

3 物理课堂导入的类型

通过以上对课堂导入的设计的分析，按照学生学习物理概念、规律的认知特征，可以总结出主要有以下四种导入类型。

3.1 设置形成认知冲突的问题情境

学生在学习科学概念之前，由于生活经验的影响，对很多科学概念都存在不正确的理解，在科学概念的学习过程中也会由于理解的偏差产生错误的概念。根据学生学习的这一认知心理特征，如果是学生具有物理前概念的物理概念和规律教学，可以采用设置形成认知冲突的问题情境而导入的方式。如在牛顿第三定律的教学中，可以展示以下几种情境：（1）拔河比赛中双方从僵持状态到绳子被拉向一方；（2）马拉满载的货车从不动到一起往前运动；（3）以卵击石，鸡蛋破碎而石头不破。提出问题：作用力与反作用力之间的关系如何？

这种导入要求所设置的问题情境针对性强，能通过学生的表达充分暴露其前概念的错误，也就是在学习科学概念之前，让学生清楚自己原来是怎么想的。

设置形成认知冲突的问题情境，通常有采用现实情境、演示实验、图片分析、小测验等形式，从而创设引起认知冲突的物理学习环境。

3.2 提供感性认识的现实情境

学生在学习抽象的概念和规律之前获得充足的感性经验有助于概念的形成。按照学习的这种特征，大多由本质特征概括而形成的概念和一些归纳型的规律可以采用提供感性认识的现实情境而导入的方式，如机械运动、熵、重力等概念的导入可以通过适当的方式呈现自然界、生活、生产中的典型事例，可以比较典型事例的共同特征而导入；多普勒效应的课堂导入可用火车进站时的鸣笛声、汽车远离时的鸣喇叭声让学生感受静止的观察者听到的声音的变化。

这类导入的形式主要应用现实生活、生产中典型事例和演示实验等形式，比较典型事例的共同特征而导入。有时为了给学生提供感性认识，也可以通过简单教具或用实验导入。

3.3 设置使学生感兴趣的情境

如果对学习的内容感兴趣，那么学生就更愿意学。这是学习的一般心理特征，同样适用于物理教学。不论是哪一种概念、规律，都可以采用设置使学生感兴趣的情境而导入的方式，但首先应考虑上面两种导入方式。通过对教学效果的影响决定导入的方式，如静电屏蔽课上，教师用感应起电机给一个空心球壳带电，让两名同学“玩”抢电荷的小游戏，一位同学从球外表面抢，另一位同学从球内表面抢，看谁能抢到电荷。这个课题用小游戏导入，首先可以激发学生学习动机，但如果是自由落体运动的教学，就必须先考虑学生的前概念。导入设计可以是先视频播放墨西哥悬崖高空跳水比赛的情境（运动员在空中短暂的时间内，应做完预先自选的全部比赛动作），然后提出问题：体重较大的运动员，会影响停留在空中的时间吗？影响物体下落时间的因素有哪些？这样的设计不仅可以引起学生兴趣，同时对学生形成正确的概念是很有帮助的。而很多教师都通过用直尺测反应时的活动导入，这种导入也可以激起学生的学习兴趣，但在学生形成科学概念及应用科学概念解决问题方面效果明显不如考虑学生前概念的导入设计。

3.4 分析新旧知识之间的内在联系

温故而知新，是符合学习的心理特征的一般教学方式。有经验的教师往往很注重新旧知识之间的内在联系，如知识内容之间的内在联系、新旧知识建立方法的一致性、知识对学生情感、态度和价值观培养方面的相互联系等。如果所掌握的概念和规律与已有经验一致，常常可以采用这种复习旧知识、分析新旧知识之间一定的内在联系而导入。

例如，在实验的基础上进行科学的推理和想象是牛顿第一定律教学的一个难点，教师可以利用学生探究声音的传播的过程来类比牛顿第一定律中的科学推理和想象的过程。这样，学生就很容易理解，这是分析规律得出的方法而导入的。再如加速度概念教学中，教师设置情境引导学生复习速度和密度等用比值定义的物理量，然后自然引出用比值定义的新物理量——加速度，这是分析两个概念的建立方法（比值定义的方法）而导入的。

复习旧知识、分析新旧知识之间一定的内在联系而导入的方式要求教师要有意识地分析知识之间的内在联系，教师可以通过直接提问的形式让学生复习已学知识，然后引出新知识，这是最简单的复习导入方式。

以上的分类标准是，第一种类型主要反映了科学概念学习特有的认知特征，第二种类型反映了抽象概念学习共同存在的认知特征，第三种和第四种类型反映了任何知识学习共同的认知特征。这四种类型的导入不仅针对新课的导入，也可以用于教学环节的衔接过渡，如导入引力常量的测定、学习了“力的合成”概念后过渡到“力的平行四边形法则”等。

4 物理课堂导入设计的原则

从导入的作用看，物理课堂导入设计的最重要的原则应该是引起注意，激发动机和兴趣，这是显而易见的。另外，中学物理教学的一般原则同样适合导入教学。下面针对导入设计中的问题指出导入设计时应特别注意遵循的两个原则。

4.1 实用且适合的原则

实用是指导入有助于学生对即将学习的知识的理解和应用，切忌华而不实，甚至对学生理解起到干扰作用。适合就是要因地制宜，因时而依。适合城市学生的情境不一定适合农村学生，反过来也一样；适合这类学校学生的问题事件不一定在其它学校取得同样的效果；时代在发展，以前的情境可能不适合现在。实用和适合是联系在一起的，不实用的导入往往也是不适合的。

4.2 蓄意而自然的原则

这里的“蓄意”是指教师在设计导入时一定要想着将要达到和实现的目标，为了达到目标而将知识的特点和学生的特征结合，而不能没有目标地进行导入设计和教学。“自然”就是让学生在心理上容易接受教师的导入和教学的内容。“蓄意”和自然也是紧密相关的，经过教师“蓄意”的教学设计应该让学生自然、轻松地学习，给学生以身心的享受。

(栏目编辑赵保钢)