在初中物理概念教学中创设情境的思考

林雪荣 李品仪

【摘要】本文论述在初中物理概念教学中创设情境的策略，结合教学案例，从概念的引入、概念的形成、概念的应用以及概念与实际的联系等四个方面入手，分析存在的问题并提出相应措施，以优化初中物理概念教学，培养学生学科思维，发展学生学科核心素养。

【关键词】物理概念教学 创设情境 教学案例

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2021）13-0106-03

物理教学内容包括物理现象、事实、概念、规律和理论。如果物理概念是“点”，那么物理规律就是“线”，物理知识板块就是“面”，初中物理知识方法的综合形成“体”。无点不成线，无线不成面，无面不成体，牢固掌握概念是物理学习的基础。物理概念是客观事物关于物理的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是对客观事物和物理过程的抽象和概括化的思维形式。建构物理概念是非常复杂的认识与思维过程，物理概念教学不仅受教师对课程理念理解的影响，还受学生认知活动变化规律的影响。因此，教师选择合适的教学方法来组织课程内容，能使物理概念建构过程成为培养学生科学思维的重要过程和载体。初中物理概念教学流程简化如图1所示。

然而在教学实践中，重概念现象重现、轻概念建构过程，重知识教学、轻思维培养的现象普遍存在。缺少科学思维参与的概念建构就如同空中楼阁。因此，教师在物理概念教学中，需要运用丰富素材创设活动情境，引导学生通过观察和实验获得必要的体验，把原有概念与新知識联系在一起，归纳出新概念。而活动式情境教学具有直观、形象的特点和优势，教师精心创设的活动情境为学生设置认知梯度，让学生眼看、耳听、手摸、脑动，参与体验，以帮助学生更透彻地理解概念。

一、概念引入阶段，创设情境凸显“共同属性”和“本质特征”

建构主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境，即社会文化背景下，借助他人，包括教师和学习伙伴的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式获得的。建构既是对新知识意义的建构，又是对原有经验的改造和重组。

在物理概念的引入阶段，学生以“注意”和“感知”活动为主。此阶段的教学应注重趣味性和实践性，宜采用趣味物理现象、物理故事、实验等方式来创设情境引入概念，赋予抽象的物理概念鲜活的具体形象，从而更容易引起学生注意，激起学生的兴趣，更快、更好地激发学生思考。

在物理概念引入中，教师所创设的活动情境应能够突出概念的共同属性和本质特征，这一点是教师在教学实践中容易忽略的。下面是两位教师在引导学生建立压强概念时创设的情境。

案例1 学生闭上眼睛，在手掌上放质量相同的砝码，其中一个砝码垫在一托盘里，感受两只手掌有什么不同感觉。

案例2 教师播放视频：在沙滩上并排散步的男女青年留下一串脚印。男青年高大魁梧穿平底鞋，脚印很浅，女青年比男青年矮体重轻，穿高跟鞋，脚印较深。如图2所示。

两个案例取材于生活，力求让学生感受看不见、摸不着的压强，提升学生的感性认识，同时体现“物理来源于生活”的理念，能有效地吸引学生的注意，刺激学生的探索欲望。

材料的形变程度反映了压强的作用效果，压强越大则材料形变程度就越大，当压强增大到一定程度后，材料就会遭到破坏。因此，在建立固体压强概念过程中，应该让学生观察或感受物块在压力作用下的形变大小，或者压力所造成的物体被破坏的程度。案例2极好地凸显了压强的本质特征，而案例1中，学生的感官不够明显，无法准确领悟压强的本质特征。

二、概念形成阶段，创设实验情境感知概念

以实验为基础是物理学科最大的特点，很多的物理概念是在实验的基础上加以分析推理而得。基于此，在概念形成阶段，教师应该创设实验教学情境，将物理概念教学的难点融于实验情境中，除了让学生在自己动手操作的过程中有深刻的体验和丰富的感性认识，还需要引导学生运用分析、抽象、概括、推理等思维方法进行细致而有逻辑的思维加工，发现事物变化的原因、规律，或事物之间的联系;通过概括找到事物的共同属性，通过抽象抓住事物本质特征，把物理概念还原到生活中去。这一阶段是培养学生科学思维的大好时机，而教学实践中，教师常常忽略引导学生对感知的现象进行思维加工，或者思维的加工很粗糙，跳跃性很强，在创设情境后就直接抛出定义。例如以下压强概念教学片段。

环节一：学生动手实验，感受压强的大小，并记录实验现象如下：

1.受力面积相同时，压力越大，作用效果越明显。

2.在压力相同时，受力面积越小，作用效果越明显。

环节二：教师在学生总结出上述现象后，直接告知学生用“压强”表示压力的作用效果;紧接着提出问题：现实生活中有时候压力和受力面积都不相同，如何表示压强的大小呢？学生沉默许久后，有一学生回答：计算单位面积受到的压力。教师便顺水推舟给出教材上呈现的压强的定义。

这一定义过程，基本没有引导学生进行思维加工。

那么，教师应如何引导学生对这个定义进行细致而有逻辑的思维加工呢？

人教版物理教材中给出的压强的定义是：单位面积上所受到的压力。笔者认为，教师可以这样设计问题引导学生进行思维加工。

教师根据学生总结的实验现象提出问题：“在受力面积相同时可通过比较压力大小来比较压强，在压力相同时可以比较受力面积的大小来比较压强。那么在压力和受力面积都不同时，如何比较压强的大小呢？我们可以想办法转换成相同的受力面积进行比较。转换成多大的受力面积最方便呢？”学生很容易想到用单位面积最方便。接着，教师给出受力面积和压力均不相同的两组数据，让学生根据刚才的思路比较两个压强的大小。

以上对压强的定义过程，包含细致而有逻辑的思维加工过程：首先是把不同的压力和不同的受力面积转换成相同的受力面积进行比较。其次，多大的受力面积最方便比较呢？单位面积最方便。因此，只要求出单位面积上的压力大小就可比较压强的大小。最后对受力面积和压力不同的两组数据进行演算。这个过程让学生自己经历压强的定义过程。

粤教版、沪科版物理教材中压强的定义是：物体表面受到的压力与受力面积的比。教师可这样设计问题引导学生进行思维加工。

教师提问：“以上实验现象说明，压强大小肯定跟受力面积和压力大小有关系，到底有什么关系呢？我们已经学过了速度、密度，同学们能不能类比这些定义，思考压强的定义呢？”

上述定义压强的过程，把压强物理现象与学生之前学过的速度、密度等内容联系起来，学生通过类比得出结论，也是一个思维加工的过程。

又比如以下升华概念教学片段。

师：物体是否能从固态直接变成气态呢？

生：能。

师：口说无凭，实验为证。接下来，我们通过做实验进行探究。

师：今天老师提供给大家的材料是碘。

（教师运用课件展示碘的性质：紫黑色晶体，吸热可以熔化，熔点是113.7℃）

师：碘装在玻璃管里，请大家利用桌上的器材（碘升华管、一杯热水、一杯冷水），看能否使碘直接从固态变成气态。

（学生分组进行实验，教师巡堂指导）

师：有哪些小组成功地让碘从固态直接变成了气态呢？

（学生纷纷举手，教师请其中一小组代表汇报）

生：我们小组是把碘升华管放到热水当中，看到碘慢慢从固体变成紫红色的气体。我们再把碘升华管放到冷水当中，发现它慢慢恢复了原状。

（其他学生纷纷表示赞同）

师：看来其他小组也是相同的结论。从刚才的实验我们可以发现，碘真的可以直接从固体变成气体，还可以从气体直接变回固体。这就是本节课要学习的内容。（教师板书升华的定义）

在上述教学片段中，整个思维加工过程只是进行了观察，忽视了引导学生对思维进行理论加工。学生只是按照课本的结论进行讲述，教师听到学生的答案就认为他们都已经理解升华的定义了。而事实上可能还有不少学生有这样的疑惑：“在碘升华的过程中，为什么是直接从固态变成气态了呢？也许还是从固态变成液态后再变成气态，只是变成液态的过程非常短暂，我们没有观察到而已。”如果教师忽略学生的疑惑，就会失去培养学生思维的绝佳机会。

笔者认为，上述案例可这样引导学生从理论层面进行思维加工，培养学生逻辑思维与推理思维。

师（引起学生的思考）：同学们，我们刚才观察到碘从固体直接变成了气体，有没有可能碘是从固体变成液体后才变成气体的呢？

师（继续启发学生）：刚才老师介绍了碘的熔点是113.7℃，咱们把碘放到热水中，碘能熔化吗？

生（恍然大悟）：不能熔化。因为热水最高温度也只能到100℃，碘是无法达到熔点而变成液态的，所以我们看到的确实是碘从固态直接变成了气态。

在物理概念建构过程中﹐创设实验情境有助于丰富学生的体验，培养学生的科学思维，实验结束后，教师既要避免直接将结论灌输给学生，又要避免学生直接参考书本或依赖优等生得出结论。教师应该注重引导学生从理论层面进行思维加工，培养学生的证据推理意识，唤醒学生的思维创造，正确建构物理概念，发展科学思维能力。

三、概念巩固阶段，创设生活情境开展练习

概念学习的目的之一是能够正确应用。物理习题大多涉及物理概念，学生若能在习题中正确应用物理概念解决物理问题，或者能利用物理概念来解释生产、生活中的有关现象，物理概念才不会是枯燥乏味的书本知识，才会变得充满活力和生命力，才可以说学生已经把物理概念内化了。

在学生建立概念后，教师应紧扣概念的内涵和外延创设生活化情境引导学生进行练习，并且练习应该有递进性，不能急于提升和拓展。例如，在學生建构了压强概念后，教师设计下列基于生活情境的练习题。

一张报纸平放在桌面上对桌面的压强为0.5Pa。若是将报纸对折，则对折后的报纸对桌面的压强是   Pa。将报纸撕去一半，剩下的部分对桌面的压强为   Pa。

此题非常简单，概念非常清楚，计算要求低。平铺对折，受力面积改变，压力不变，只有一个变量;撕去一半，受力面积和压力同时改变，有两个变量。这种生活化的、递进的练习题，有助于逐步深化学生思维。

随后，教师可以继续追问，培养学生逆向思维：体重相同、所穿鞋子相同的甲乙两名同学站在水平地面上，要想使甲同学对地面的压强迅速减少一半，该采取什么措施？为什么？要想使甲同学对地面的压强迅速增大1倍，该采取什么措施？为什么？此生活化习题是上一题的逆向问题，需要学生在理解压强概念内涵的基础上，用外在的语言描述出来，可以有效地培养学生的迁移能力、论证能力和逆向思维。

又如基于生活情境的功率概念练习题教学。当学生建构了功率概念后，教师设计了这样的学生分组练习——探究“1瓦有多大”，为每组学生提供50克的砝码2个、米尺1把。

师（设问1）：2个50克砝码多重？竖直举起2个50克的砝码需要多大的力？

生：2个50克砝码重100克;竖直举起2个50克的砝码需要1牛的力。

师（设问2）：把2个50克的砝码竖直举高1米做功是多少焦耳？

生：1焦耳。

师（设问3）：用多长时间将2个50克的砝码竖直举高1米的功率是1瓦？

生：1秒。

师：下面请同学们利用桌上的器材体验1瓦有多大。

此练习题的设计优点如下：第一，取材简单。该题是在学生建立功率概念之后进行的初步训练，涉及重要且基础的问题，砝码是学生学习过程中常见的器材，取材非常简便。第二，概念明确清晰。学生对力、距离、时间等量进行详细的分析，也对功率概念进行了具体的阐释，学生参与感强。学生通过亲自操作，体验到1瓦的大小，增强了学生的实践意识。确定力学中的1瓦的大小后，教师可以结合灯泡上的“25W”标志，让学生意识到25瓦是25个小组团队同时进行这一体验活动的总功率，既丰富了学生的认知，深化了功率概念的学习，又发展了学生节能减排的意识。

四、概念联系实际阶段，创设实践活动情境促进迁移

知识镶嵌在情境中，当学生初步建立物理概念后，教师还应该创设凸显概念本质特征的实践活动情境，给学生搭建在实践中运用物理概念的舞台，让学生在生活实践中运用概念解决实际问题，从而更进一步认识概念的价值，也让学生深刻体会到所学的物理概念并不是枯燥的物理符号，而是可以解决问题的鲜活力量，从而达到广泛迁移和灵活应用物理概念的目的，使学生思维得到发散。

例如学生构建压强概念后，教师创设实践活动情境——增大和减小压强的办法。教师运用课件展示图钉、缝衣服用的顶针、大头针以及线切蛋糕图片：“在生活中，我们有时候需要增大压强，有时候需要减小压强，坚韧的刀能切割食物，柔软的线也能切割物体，是怎么做到的呢？请同学们利用老师提供的器材体验一下。”教师展示的各种现象是压强概念本质特征的直观反映，是增大和减小压强知识点在生活中直接且单纯的应用，这些案例通俗易懂且是学生喜闻乐见的，既能很好地巩固学生刚学习的压强概念，又能通过实际应用增强学生的实践意识。

惯性现象在生活中司空见惯，在学生学完惯性内容后，教师设计了如下有趣的生活情境。

首先回答问题：乘坐公交车时，如果司机急刹车或急转弯，你有何感受？为什么？如何预防受伤？接着开展体验性活动：模拟坐公交车的情形，一人当司机站着最前面，其余5人作为乘客随着司机的口令，如启动、刹车、左转弯、右转彎等，做出相应的肢体动作。

在上述体验性活动中，倘若有“乘客”做出的动作与其他“乘客”的动作不同，其他学生会捧腹大笑，同时也会进行思考——到底是哪里做错了。教师构建生活场景来呈现物理知识，并让学生将公交车上的惯性现象展现得形象生动，让学生将所学知识与生活情境相融合，建立起实际问题与书本知识的纽带，让学生真正把物理原理运用于生活当中，更好地掌握与灵活运用物理概念，提高思维能力。思维由理性到感性的转变，是学生自我认识的又一次提升。

物理概念的建构和思维的发展，是一个持续的进程，每堂物理概念课都起着举足轻重的作用。在情境教学与活动教学的理论指导下，对概念教学进行总体设计布局，关注促进科学思维发展，将情境创设、实验、实践性活动等多种方式相结合，运用学生喜闻乐见的方式进行引导、交流和分享，必将有效促进学生对概念的构建以及学科思维的发展。

【参考文献】

[1]冯敬文.不可轻视的“点”——浅谈物理概念教学的重要性和应对措施[J].教育教学研究，2019（2）.

[2]阎金铎，查有梁.物理教学论[M].南宁：广西教育出版社，1996.

[3]王蕊涛.小学信息技术课堂教学的几点做法[J].山西电教，2009（2）.

注：本文系广西教育科学“十三五”规划2019年度A类课题“科技活动室支持下的物理活动教学研究”（课题编号：2019A068）的研究成果。

【作者简介】林雪荣（1974— ），女，广西桂林人，大学本科学历，高级教师，特级教师，研究方向为中学物理教学研究;李品仪（1969— ），女，广西灵川人，大学本科学历，正高级教师，研究方向为中学地理教学、情境教学设计、中学德育。

（责编 秦越霞）