用“稀释还原”艺术创建概念教学的高效课堂

黄爱辉

物理概念是学习物理、理解物理公式含义、掌握法则规律等知识的基础，因此掌握好物理概念是学好物理的关键。那么，应如何进行物理概念教学呢？笔者经过长期教学实践，摸索出概念“稀释还原”艺术教学路径。

一、物理概念“稀释还原”艺术的教育内涵

以观念建构为本的物理教学理论的核心是：物理学科的基础概念、基本规律和物理学科特有的认识论、方法论、思维论是物理学科的基本观念，教学活动应以帮助学生建构这些基本观念为目标而展开。为了使学生更好地理解物理概念的内涵，教师就应将教材浓缩而成的物理概念充分地“稀释还原”，即沿着“概念——稀释——还原”的教学路径来实现概念建构的科学思维过程，其教学模式可用如图1简图表示。

二、物理概念“稀释还原”艺术符合学生的认知规律、特点

对于物理的概念教学，传统的教学强化了教学的结果，而忽视了教学的过程，不仅减弱了概念教学本身，而且阻碍了学生能力的培养，不值得提倡。实践中笔者采用“概念——稀释——还原”的教学模式，可以有效地解决这种教学困境。

1. 创设情境，直观感知——还原本质。

高中物理是以感知为基础，需要从具体到抽象的概括过程。教师应根据认识论的规律，帮助学生形成表象认识，然后在诸多表象的基础上，引导学生经过抽象、概括、分析和综合，并通过类比，建立物理概念。在引入概念前设置一些适当的物理情境，结合一些实例，这样可以为学生提供更多的感性材料，让学生能够直接感知。同时，可以让学生结合已有的生活经验，将感性知识上升至理性知识，从而为物理概念的学习打下良好的基础。

如教授粤教版高中《物理》（必修1） “静摩擦力” 概念时，教材中是短短的几句话，即：“当物体具有相对滑动趋势时，物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫静摩擦力。”看似平铺直叙、言简意赅的定义，如果只是一味地靠做题套题，在课堂上进行“短平快、粗简重”的教学，就难以把握概念实质，也就难以实现课堂教学的有效高质。而通过认真解读、领悟静摩擦力概念，稀释后就会发现静摩擦力包含四个必要条件：①表面粗糙；②相互接触；③发生形变；④有相对运动趋势。根据上述分析，设计如下概念“还原”教学程序：①找物理课本和化学课本各一本（表面粗糙）；②让两本课本的书页交叉叠放在一起（相互接触）；③放在桌子上压一压（发生形变）；④用手提起化学课本，则可以把物理课本也提起来（有相对运动趋势）。师生活动：让学生共同分析物理课本在升高的过程中，受到的静摩擦力方向。这样设计为学生提供一个可以感知的情境，让他们明白物理课本受到的静摩擦力为其提供了一个向上的动力。在探究活动中，学生增强了感性认知，通过实验探究，理解了概念。这样的概念学习，学生才不会感到空洞，也不会觉得物理概念太抽象，对概念的理解会很透彻，学生可以轻轻松松地掌握物理概念。

“稀释”再“还原”，让概念剖析更为细腻，让示例的作用更为有效，让规律的解读更为丰富，让课堂教学更有内涵和高效。

2. 分析判断，抽象加工——还原真谛。

学生在进行物理概念学习之前，对生活中较熟悉的某些物理现象有一定的感性认识，对这些物理概念的认识也就有了一定基础。因此，在进行概念引入设计时，教师应充分了解学生的学习情况，加强与生活的联系，创设学生熟悉的生活情境，从而引入物理概念，激发学生的求知欲望。

如教授粤教版高中《物理》（必修1）“加速度”概念时，加速度是一个学生看似熟悉又陌生的抽象概念，但我们不能指望直截了当地下个定义，就可以使学生对其深刻内涵理解透彻。首先应诠释加速度概念教学的难点因素：①速度的变化量；②怎样表述速度的变化快慢。要使学生掌握加速度概念，必须突破这两个教学瓶颈。笔者将加速度概念“还原”教学设计如下。

先给出表1所列数据，问学生：你是如何比较表中物体速度变化的快慢呢？接着引导学生挖掘出比较速度化快慢的多种方法，具体做法如下。

教师针对表1中的信息，提出如下问题：

（1）高级跑车和磁悬浮列车相比，哪个速度变化得较快？你是怎样比较两者速度变化的快慢的？

（2）飞机和高级跑车相比，哪个速度变化得较快？你又是怎样比较两者速度变化的快慢的？

对问题（1），学生采用经历时间相同比速度变化量的方法，不难得出：在12s内，高级跑车速度增大了84m/s，而磁悬浮列车速度只增大了48m/s，所以，高级跑车速度变化得快。

对问题（2），学生采用速度变化相同比经历时间长短的方法，不难得出：飞机和高级跑车的速度都增大了84m/s，但飞机用的时间是30s，而高级跑车只用了12s，所以，高级跑车速度变化得快。

在这个基础上，教师进一步提出问题：如果要你比较高级跑车和摩托车的速度变化的快慢情况，表中显示的它们的速度变化量不同，经历的时间也不同，你应当怎样比较两者速度变化的快慢呢？请与周围的同学讨论一下。

在教师的引导下，学生通过相互讨论，可能会得出比较方法：计算出两种交通工具单位时间内速度变化量的多少，即计算出速度变化量与时间的比值，比值较大的速度变化较快。

教师要求学生计算表1中各种交通工具单位时间内速度的变化量，即速度变化量与时间的比值，进而指出：物理学上将单位时间内速度的变化量叫做加速度，可见，加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。

在这个基础上，教师要求学生根据加速度的物理意义，写出加速度的定义式a=，并推导出加速度的单位：m/s2。

实践表明，这种经“稀释”后孕育、发展，再“还原”而成的物理概念，才会使学生感到物理有血有肉、清晰丰满，教学效果更为显著。

3. 对比观察、巩固深化——还原真情。

物理知识的建构具有个体性和情境性。学生只有在一定的情境中经历物理知识建构的过程，才可能真正理解并掌握知识。没有经历物理知识建构的过程，学生就不可能真正理解物理学的真谛，不可能真正感受到物理学的科学美，更不可能开启物理思维的大门。

如教授粤教版高中《物理》（选修3-2）“楞次定律”概念，“感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。“稀释”楞次定律所包含的物理内涵：①感应电流的方向由哪些因素决定？②遵循什么规律？③感应电流的磁场怎样阻碍引起感应电流的磁通量的变化。为此，笔者设计如下概念“还原”实验探究。

直观感知：教师演示如图2甲所示实验，请学生观察磁铁的N（S）极在向下插入或拔出线圈时，电流表的指针是否发生偏转？（通过观察发现电流表指针发生偏转了）教师提出问题：电流表指针为什么会发生偏转？（学生讨论得出是因为有了感应电流）教师再提出问题：感应电流的方向与哪些因素有关呢？学生展开讨论并得出探究的思路：感应电流的方向可能与原磁场的方向有关？可能与磁通量变化的增、减有关？或可能与线圈匝数有关？等等。

领悟体会：学生分组探究完成乙、丙、丁实验步骤，并观察各次电流表指针偏转情况，将观察到的现象记录在书上。通过探究进行有明确目标指向、以任务驱动为目的的感知，使教材中的知识结构与学生头脑中的认知结构逐渐建立联系，逐步积累电磁感应现象的“增反减同”“来拒去留”等感性经验。

促进迁移：教师引导学生总结并用课件模拟以上实验过程，“慢”镜头回放观察到的感应电流、感应电流的磁场、引起感应电流磁场变化情况的动态过程，让学生反复感知电磁感应的各种变化状态，直观感受整体与局部、一般与特殊的关系，使学生对此过程有一个更为直观、具体的视觉认识。

认知内化：学生讨论并总结得出以上各次实验探究感应电流的磁场方向与引起感应电流磁场方向及磁通量变化的规律，总结得出楞次定律的规律和结论。在直观、丰富的情境下，感知问题的基本特征和形式，由“感知—体会—迁移—内化”的逐步深化探究，实现电磁感应概念的“有感至知”的认知迁移。

概念认知正是通过问题的“稀释”而变得生动，教学正是因为知识过程的探究“还原”而显得精彩。

总之，由于新的物理概念的建立往往是智力上的巨大飞跃，是从现实到本质的巨大跨越，故需要各种思维形式的参与，需要利用各种思维方法，根据问题的要求以及当时的知识背景，充分发挥想象力，达到对客观事物的物理共同属性和本质特征的认识。高中物理教师要不断与时俱进，开拓创新，而概念的“稀释还原”艺术是笔者寻找出的一条适合学生学习的新方式。

责任编辑 罗 峰