以“加速度”为例谈高中物理概念高效教学的策略

王进

物理概念是物理知识的重要组成，它既是探索物理规律的基础，也是连接整个物理认知网络的结点，因此概念教学在高中物理教学中的重要性不言而喻.那么，实际教学中，如何有效地引导学生实现物理概念的构建呢？笔者以“加速度”这一概念的教学为例，来探讨一下教师要从哪些方面着手，做好相关工作.

1 物理概念高效教学的基本特征

基于信息加工的观点，笔者认为高中物理概念高效教学应该具有以下几个方面的基本特征：

1.1 学习程序“顺”

学习有序性是保证概念学习连续性和有效性的前提，其外在体现表现为根据物理概念的具体内容，引导学生选择科学有效的学习方法沿着认知发展的规律有序地学习，认知水平曲折上行.

1.2 学习策略“佳”

有序的学习步骤让学好概念成为了可能，而要在“好”的基础上求“快”，那么就离不开适合个体的学习策略.由于个体差异性的存在，因此学习策略不可能趋于统一，最“佳”的学习策略应当是最适合个体发展的策略.

1.3 学习质量“高”

高质量是高效率学习的关键指标，只有质量达到要求，学习才能算是有效的，短时间内高质量的学习成果越多，效率才会越高，推动认知“又好又快”可持续性发展.

1.4 学习体验“愉”

“学而时习之不亦乐乎”，学习是快乐的事情，愉快是学生学习过程中的心理体验，是“减负”的本质所在，学生在学习过程中一旦充分体验到了愉快感、满足感和成就感，那么就会最大程度的激发学习内因，形成长时间对学习的兴趣，有了内因的驱动，兴趣的维系，物理概念学习效率和记忆的持久度自然得到提升.

2 “加速度”概念教学案例分析

2.1 依托课标，钻研教材

课程标准是高中物理教学的第一准绳，所有的教学活动必须依照它的要求来进行，物理概念的教学当然也不例外；而教材是学生进行物理学习的主要工具，因此教师在进行教学设计之前，必须深入研究教材.具体来讲，教师要基于课程标准和教材，研究相关概念出现的目的，回答以下几个问题：①这个概念为什么会被提出来？②怎样科学地表达这一概念？③这个概念在物理知识体系中的地位和作用？回答这些问题，需要厘清以下几点：概念建立的依据、作用、方法以及概念的内涵、外延和应用.

例如，在《加速度》一节讲授之前，教师就需要结合课程标准的研读和教材的钻研，从概念建立的科学性和目的性等角度出发，具体考虑这样的问题：

问题1 加速度这一概念的建立有何价值？（其实这个问题答案在对应章节的标题就已经可以看出，它的提出是为了描述物体速度变化的快慢）；

问题2 哪些实验或者生活现象可以成为加速度概念建立的背景？（对比汽车和火车由静止加速到100 km/h的提速快慢可成为加速度概念建立的情境）；

问题3 思考加速度在整个物理学体系中地位？（加速度是动力学体系中联系受力和运动的桥梁，只有了解了加速度，才能切实解决动力学问题）.

2.2 创设情境，引入概念

概念教学的第一步就是概念的引入.所有的物理概念都是基于真实的物理事实构建起来的，教师在进行概念引入的时候要从学生的生活经验出发，结合物理概念本身的特点，列举具体的实例或演示恰当的实验，为学生的概念构建酝酿认知情境.在学生通过有关实例或实验，获取大量直观的感性认知之后，教师应引导他们进行分析，结合现象的本质，启发学生将其感性认知逐步上升至理性的高度，达成概念的引入.

例如，“加速度”这一概念的引入，我们一方面可以从具体的生活场景入手，通过视频播放等手段让学生认识到对速度变化快慢进行物理表征的重要性，这些视频资料可以包括：赛车提速、火车刹车、物体的自由落体等等；另外一方面，也要演示一些具体的实验，比如，小车在被不同拉力拖动下发生加速，通过打点计时器打出的纸带来记录小车的运动，继而让学生通过纸带分析物理速度变化的特点，进而透过表象，了解躲在其背后的实质——加速度的存在.如此，则通过生活经验和演示实验二者的结合，就成功引导学生认识到加速度的概念.

2.3 揭示本质，把握内涵

认识到某个物理量的存在，并不意味着学生对其已经理解或掌握，只有发掘其本质，才能顺利地实现学生对概念的自我同化和顺应.我们的教学实践也一再表明，学生要彻底掌握概念就必须进行深层的理解和分析.教师在引导学生做好这一点时，就必须完成下面两个方面的工作：第一，教师务必要引导学生对已经获取的感性认知进行科学化分析和处理，积极运用对比、综合、类比、归纳、概括、推理等科学方法，发现现象的共性，以实现概念的形成；第二，教师务必要引导学生反复阅读教材有关概念定义的描述以及定义式的书写，联系有关物理实例进一步认知概念的内涵，并将概念和相似概念进行对比和区分，认清概念的外延，帮助学生完善物理认知体系的构建.

例如，“加速度”这一概念的形成，教师就要依托具体的物理事实，让学生对比汽车和火车实现相同的速度变化量所需时间的长短，进而发现单位时间内速度的改变量的差别，以此进行加速度的定义：物体速度的变化量与发生这段变化的时间的比值；其定义式为：a=[SX（]Δv[]Δt[SX）]，其单位为：米每二次方秒（即m/s2）.以上三项内容是对加速度最为基本的认识，教师引导学生认清这三点后，就要开始引导学生对概念的本质进行挖掘，使学生进一步理解.初学者会经常将相似的概念搅和在一起：加速度、速度以及速度的变化量，他们经常错误的认为：速度越大，则加速度必然大；速度为零，加速度必然为零；速度变化量大，则加速度一定大等等.这些错误都暴露了学生在概念上的混淆，也是概念理解时必然会经历的过程.教师要因势利导，引导学生对比有关概念，进而强化对加速度的理解.首先，和学生强调加速度的物理意义：加速度描述的是物体速度变化的快慢，和速度、速度变化量是不同的物理概念；其次，结合具体事例，让学生认清加速度的本质以及和相关物理量的差别，比如，正以400 m/s匀速飞行的飞机，其加速度等于零，处于自由落体运动初阶段的物体，其速度从无到有逐渐增加的过程，必然存在速度很小的阶段，但是其加速度却一直等于9.8 m/s2，以此两例辨析加速度与速度的差别；某物体的速度变化量为100 m/s，为此花费的时间是100 s；另一物体速度变化量为10 m/s，只花费时间2 s，请学生比较谁的加速度更大，以此区分加速度与速度变化量之间的差别.

2.4 结合实际，灵活运用

教师在引导学生建立概念和理解概念时，要充分结合具体的物理情境；在认识和理解达到一定程度后，教师更要让学生将概念与实际相结合，运用概念来解决实际问题.这也正与新课改中“由生活走向物理，再从物理回归生活”的相关理念相吻合，更何况只是通过枯燥的习题训练让学生熟悉概念的有关内涵，会束缚学生的思维，不利于学生的成长，而让学生将概念运用于生活化的物理问题处理，则既能强化学生对物理概念的理解，还能发展其发散性思维，提升其学有所用的自豪感，更能激起他们物理学习的热情.

例如，加速度有关概念的认知和理解之后，学生在完成相关习题的训练之余，教师可以引导学生运用加速度的概念对生活中的某些物理现象进行分析.比如，列举这样一个实际化的问题：交通安全专家指出，机动车的加速度超过某特定值时，会给相关人员带来生命危险，这个加速度即为死亡加速度，一般说来其大小为500 g （g为自由落体加速度），现在有两辆汽车以36 km/h的速度相向运动而发生碰撞，碰撞的时间为2×10-3 s，请问车上乘客是否会有生命危险？这样的问题非常贴近当前交通事故频发的社会大背景，让学生通过问题处理来理解概念的同时，也是对学生的一次安全教育.

物理概念的生成和演化是一步步实验和分析的基础上形成的，因此学生对概念的构建和认知也应该是一个发展的过程.教师在实际教学中，要切合学生认知特点，依托课标，积极引领学生在真实的物理情境中进行概念的学习，为其物理认知体系的完善打下基础.