论文部分内容阅读
物质密度是初中物理重要的概念之一，也是初中物理典型的概念课.许多老师喜爱用这节内容来展示优质概念课教学，由于选择不同的教学设计思路，导致教学效果也存在著差异.主要表现在学生对物理概念认识的深刻性，以及学生的科学素养培养和思维能力的提升等方面.为什么不同的教学设计思路会产生不同的教学效果？概念课的教学思路又是怎样的？下面通过“密度”概念课不同教学思路的比较，谈谈本人对概念课教学的认识.
1 “物质密度”概念教学思路及比较
1.1 “物质密度”三种教学思路
下面从三个不同版本物理教材，看“物质密度”三种不同教学思路：
思路一 鉴别物质法（沪科版教材八年级）
教师通过图示或展示一些貌似相像、实质不同的物体，激发学生产生“怎样识别物质”的兴趣和欲望，在引导学生寻找识别物质的途径和方法的过程中，让学生逐步想到不同物体在体积相同时，其质量是不同的，进而进入“猜想与假设”之中.接着采取实验探究的方法，引导学生尝试科学探究（实验探究）的几个主要环节，让学生归纳物质的一个特性——密度，从而知道密度概念的由来，认识密度科学表述方法、公式，以及组合单位的意义等.
思路二 发现法（人教版教材九年级）
首先，让学生对相同体积与形状的木块、铝块、塑料等不同物质和一些形状相同，但体积不同的木块、铝块、塑料等物体进行分类.然后，再让学生用天平称量上述所有物体的质量，在此基础上，引导分析、比较，能发现什么现象.进而认识到体积大小一样，但种类不同的物质的质量是不同的；同类物质的体积越大，其质量越大.表明物质在这方面性质上有差异，让学生对这个差异提出大胆的猜想与假设.接着，让全班的同学选取不同样品种类物质，进行物质质量与体积关系的研究（可定性也可定量研究，定性研究要求物体的体积是等比例大小的）.学生测量后，组织学生交流：从测量数据分析，会得到同种物质的体积增加，其质量也增加；体积减小，质量也会减小的结论，并且是成正比例变化.最终，得出物质的质量与其体积之比值是一个不变的量，是反映这种物质的一种本质特性.从而引出“密度”的概念，此时，学生对“密度”概念的生成也水到渠成.然后，教师再说明“密度”是鉴别物质的又一有力的武器.
思路三 讨论法（苏科版教材八下）
首先，创设讨论问题：你能区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块吗？正常情况下，区分铁块与塑料块的方法是比较多的，但这是一个限制条件的问题，在这种情况下如何区分铁块与塑料块，仍然还有多种方法，如用磁铁吸引法等等.有的学生会依据生活经验，提出“可以比较质量的大小，质量大的一定是铁块”，但会又有同学提出质疑：“难到一大块塑料一定比一小块铁的质量小吗？”通过讨论交流形成“物体的质量与体积之间的什么关系”的命题.然后，在教师的引导下，设计实验探究物体的质量与体积之间的关系，进而发现规律，引出密度的概念……
1.2 三种教学思路比较
1.2.1 三种教学思路的理论支撑
三种教学思路都是以建构主义学习理论为依托，以问题或任务为核心，以实验探究为主要手段和途径，创设一个能够供学生有效自主探究、合作交流的学习环境.主要有以下共同特征：（1）突出学生在学习活动中的主体价值.认为学生不是被动、消极的客体，而是具有充分主动性和能动性的“自主人”，学生的需要、动机、目的、意识、认知结构、能力、价值观等是学习的前提条件和决定因素.（2）强调理解在意义学习中的重要地位.以思维为核心的理解性学习，可以使学生准确地把握事物的体质、规律和相互关系，对知识既能准确理解，又能用得迅速而合理.（3）关注学生在学习活动中的准备状态.学生学习效果不仅取决于外界的刺激，也不仅依赖于自己的主观努力，还与学生已有的知识水平、生活经验、认知结构等密切关联.
方法论与策略论是从哲学层面指导课堂教学的重要理论.方法论可以使教师的教学具有效益性.三种教学思路在“密度”概念的建立上都采用了实验探究的方法，但在“密度”概念引入的方法上还略有不同.
“思路一”采用以任务为核心的有意义学习——即“如何鉴别物质”，其目的通过“如何鉴别物质”的活动任务，引出物质的质量与体积有关的问题，进而便于下一步探究.显然，这种方法是建立在学生已具“物质的质量与体积的关系”能够鉴别物质认识基础之上，而事实学生不具有这方面的知识（如果有也就不需要教了）.实际教学实践也是如些，每当老师设法从“任务”引入到“问题产生”的过程中，总感到很“困难”，或“不顺”.
“思路二”是通过有针对性的探索活动，构建合理的“情境”、“协作”、“对话”和“意义建构”学习环境，让学生在特定的学习环境中探索、分析、归纳、发现事物的现象特征，并提出问题与假设，设计问题解决方案，最后生成概念.这个过程符合概念的形成基本途径与方法，思维过程自然流畅.
“思路三”的目的是通过限定条件问题讨论来发现问题，仍然有“思路一”的影子，总是感到有点“不顺”.概念建立过程的逻辑关系应是：先有事物本质现象，后有反映事物本质的概念，再应用概念解决现实世界中的问题.如果让学生先试图用“概念”，解决问题，然后再建立“概念”，显然不符合概念建立的逻辑关系.这样也不利学生学习理解概念，有部分学生就认为“密度”概念的建立只是为了鉴别物质，而忽视了“密度”是反映物质本质特性的物理量.
1.2.2 三种教学思路的学生认知基础要求
符合教学内容、学生认知基础与学习习惯、和教师教学特点的教学是最有效的教学，让学生自己努力去探索、发现，提出问题和解决问题的设想是最高效的学习.本文所述“密度”三种教学思路中“思路二”显然能够创设有效学习情境，符合学生的认知基础与学习习惯，对学生的分析、归纳，抽象思维的培养起到很好的促进作用.“思路一”和“思路三”对学生的认知基础和思维能力提出来了较高要求，尤其对思维的连续性与跳跃性提出更高要求：从鉴别物质的一般性方法，忽然想到用体积与质量的关系来区分不同物质，这种思维跳跃是有难度的. 1.2.3 三种教学思路的教师教学智慧要求
课堂教学的科学设计是教学有效生成的基础，教师的教学智慧是促進课堂教学有效生成的关键.让课堂教学的“程序”按预设进行，这只是一种理想状态.课堂上经常会出现教师预设之外的情况，尤其当学生的思维或思路与教师的不同时，教师往往是“急”在心里，不知所措.这时，就需要教师的教学智慧，用教学智慧引导学生“异常”思维，回到正确的轨道上，促进教学生成，甚至还会起到特殊的意想不到的效果.但这种情况，一是对教师的综合素质要求极高，二是通常可遇不可求.本文中“思路一”和“思路三”的设计，显然增加了学生产生奇想的机会，比较难以引导到本教学的“正题”上.所以，正如很多老师会感到课堂教学在掌控上有“困难”，也就不奇怪了.
2 物理概念教学
物理概念是人类在探索物理世界的过程中，在大量观察、实验的基础上，运用逻辑思维的方法，把物理现象、物理过程的本质属性加以抽象、概括形成的.中学物理学到的物理概念是科学家早已创建的，要使之成为学生头脑中的物理概念，也得经历一个从感性到理性、从具体到抽象、从知识到应用的过程，中间通过分析、综合、抽象、概括等思维过程才能实现.所以，要让学生能学好并掌握物理概念的内涵和外延，提升学生综合思维能力，提高学生科学素养，必须依据物理概念形成特征实施教学.
2.1 展示感性资源，营造思维情境
概念是从具体事例、实验事实中抽象出来的，为了使学生顺利地形成物理概念，必须使他们具备足够丰富的感性资源.形成物理概念的感性资源，可以来源学生熟悉的自然现象或生活中形成的观念；也可以来自物理小实验观察或测量；或者一些典型的视频资料等.这些感性资源能为学生形成物理概念奠定可靠的物质基础.
为形成物理概念而选择的事例或实验事实，必须具有典型性，而且能够进行比较和分析.如“思路二”中对不同物块的观察与测量分析研究，发现同一种物质的质量与其体积之比是一个常数，不同物质这个比值不同，从而有必要定义一个物理量来描述这一特征.通过这一过程使学生了解为什么要引入新概念，使学生在认知结构中找一个适当的“生长点”， 明确概念在认知结构中的地位，以便建立新概念.同时，又将新知识与认知结构联系起来，激活思维，激发求知欲，为建立概念的复杂活动做好心理准备.
2.2 进行科学抽象，凸显本质特征
物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物，在概念教学中，若只向学生提供形成概念的感性资源，而不让学生参与思维加工活动，尽管教师对物理概念作文字或数学表达上的精致讲解，但对学生来说，表面联系与内在联系、感性认识与理性认识、以及生活经验与科学概念仍处于分离状态.因此要使学生形成正确的概念，就必须在他们获得足够的感性材料的基础上，教师引导学生科学探究，收集数据进行分析、比较、综合、判断和推理等思维活动，对感性材料进行思维加工，从中抽象出一类事物所共有的本质属性，抛弃那些表面的、次要的、非本质的东西，进而形成相应的物理概念.同时，还感悟物理学研究方法和过程，发展了学生的逻辑思维能力.
2.3 给出确切定义，弄清概念内涵
对于感性资源经过科学抽象所得到的结论，必须用简洁、准确的语言或数学工具给出确切的定义，表达出事物的本质特征，揭示出概念的物理意义.对概念的定义过程是以对所研究的物理现象和物理过程的共性进行抽象，取其更本质的内涵的过程，这是对物理世界认识的进一步提升.另外，对于用比值法定义一个物理概念，还要让学生认识到为什么要这样定义.如为什么用“m/V”来定义密度，而不用“V/m”定义密度.
2.4 深化概念理解，明确概念外延
当学生初步形成概念后，必须及时给他们提供运用概念的机会，让他们将抽象的概念“返回”到具体的物理现实中去，使他们在运用概念联系实际或解决具体问题的过程中，巩固、深化和活化概念，看到自己在学习中的收获，会更激起进一步学习的兴趣和主动性.如：让学生用“密度”来鉴别物质；计算一些不易测量的物体体积或质量等.同时，要注意明确物理概念的外延，教给学生正确运用概念去分析、处理和解决物理问题的思路和方法，逐步提高他们分析和解决物理问题的实际能力.所以，运用是学生把知识转化为能力的关键.
不过，人对任何事物的认识包括物理概念在内，都有一个过程，都是有阶段性的，是一种螺旋式上升的过程.因此物理概念教学也要注意它的阶段性，应做到既使每个阶段具有十分明确的适度的要求，又使各阶段相互联系，逐步加深扩展，切不能使之僵化.
总之，在概念教学中，教师要重过程，轻结果，把学习知识与培养能力有机的结合起来.这样才能使概念教学的有效性大大提高，才能从源头上解决概念教学的高效性问题.
1 “物质密度”概念教学思路及比较
1.1 “物质密度”三种教学思路
下面从三个不同版本物理教材，看“物质密度”三种不同教学思路：
思路一 鉴别物质法（沪科版教材八年级）
教师通过图示或展示一些貌似相像、实质不同的物体，激发学生产生“怎样识别物质”的兴趣和欲望，在引导学生寻找识别物质的途径和方法的过程中，让学生逐步想到不同物体在体积相同时，其质量是不同的，进而进入“猜想与假设”之中.接着采取实验探究的方法，引导学生尝试科学探究（实验探究）的几个主要环节，让学生归纳物质的一个特性——密度，从而知道密度概念的由来，认识密度科学表述方法、公式，以及组合单位的意义等.
思路二 发现法（人教版教材九年级）
首先，让学生对相同体积与形状的木块、铝块、塑料等不同物质和一些形状相同，但体积不同的木块、铝块、塑料等物体进行分类.然后，再让学生用天平称量上述所有物体的质量，在此基础上，引导分析、比较，能发现什么现象.进而认识到体积大小一样，但种类不同的物质的质量是不同的；同类物质的体积越大，其质量越大.表明物质在这方面性质上有差异，让学生对这个差异提出大胆的猜想与假设.接着，让全班的同学选取不同样品种类物质，进行物质质量与体积关系的研究（可定性也可定量研究，定性研究要求物体的体积是等比例大小的）.学生测量后，组织学生交流：从测量数据分析，会得到同种物质的体积增加，其质量也增加；体积减小，质量也会减小的结论，并且是成正比例变化.最终，得出物质的质量与其体积之比值是一个不变的量，是反映这种物质的一种本质特性.从而引出“密度”的概念，此时，学生对“密度”概念的生成也水到渠成.然后，教师再说明“密度”是鉴别物质的又一有力的武器.
思路三 讨论法（苏科版教材八下）
首先，创设讨论问题：你能区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块吗？正常情况下，区分铁块与塑料块的方法是比较多的，但这是一个限制条件的问题，在这种情况下如何区分铁块与塑料块，仍然还有多种方法，如用磁铁吸引法等等.有的学生会依据生活经验，提出“可以比较质量的大小，质量大的一定是铁块”，但会又有同学提出质疑：“难到一大块塑料一定比一小块铁的质量小吗？”通过讨论交流形成“物体的质量与体积之间的什么关系”的命题.然后，在教师的引导下，设计实验探究物体的质量与体积之间的关系，进而发现规律，引出密度的概念……
1.2 三种教学思路比较
1.2.1 三种教学思路的理论支撑
三种教学思路都是以建构主义学习理论为依托，以问题或任务为核心，以实验探究为主要手段和途径，创设一个能够供学生有效自主探究、合作交流的学习环境.主要有以下共同特征：（1）突出学生在学习活动中的主体价值.认为学生不是被动、消极的客体，而是具有充分主动性和能动性的“自主人”，学生的需要、动机、目的、意识、认知结构、能力、价值观等是学习的前提条件和决定因素.（2）强调理解在意义学习中的重要地位.以思维为核心的理解性学习，可以使学生准确地把握事物的体质、规律和相互关系，对知识既能准确理解，又能用得迅速而合理.（3）关注学生在学习活动中的准备状态.学生学习效果不仅取决于外界的刺激，也不仅依赖于自己的主观努力，还与学生已有的知识水平、生活经验、认知结构等密切关联.
方法论与策略论是从哲学层面指导课堂教学的重要理论.方法论可以使教师的教学具有效益性.三种教学思路在“密度”概念的建立上都采用了实验探究的方法，但在“密度”概念引入的方法上还略有不同.
“思路一”采用以任务为核心的有意义学习——即“如何鉴别物质”，其目的通过“如何鉴别物质”的活动任务，引出物质的质量与体积有关的问题，进而便于下一步探究.显然，这种方法是建立在学生已具“物质的质量与体积的关系”能够鉴别物质认识基础之上，而事实学生不具有这方面的知识（如果有也就不需要教了）.实际教学实践也是如些，每当老师设法从“任务”引入到“问题产生”的过程中，总感到很“困难”，或“不顺”.
“思路二”是通过有针对性的探索活动，构建合理的“情境”、“协作”、“对话”和“意义建构”学习环境，让学生在特定的学习环境中探索、分析、归纳、发现事物的现象特征，并提出问题与假设，设计问题解决方案，最后生成概念.这个过程符合概念的形成基本途径与方法，思维过程自然流畅.
“思路三”的目的是通过限定条件问题讨论来发现问题，仍然有“思路一”的影子，总是感到有点“不顺”.概念建立过程的逻辑关系应是：先有事物本质现象，后有反映事物本质的概念，再应用概念解决现实世界中的问题.如果让学生先试图用“概念”，解决问题，然后再建立“概念”，显然不符合概念建立的逻辑关系.这样也不利学生学习理解概念，有部分学生就认为“密度”概念的建立只是为了鉴别物质，而忽视了“密度”是反映物质本质特性的物理量.
1.2.2 三种教学思路的学生认知基础要求
符合教学内容、学生认知基础与学习习惯、和教师教学特点的教学是最有效的教学，让学生自己努力去探索、发现，提出问题和解决问题的设想是最高效的学习.本文所述“密度”三种教学思路中“思路二”显然能够创设有效学习情境，符合学生的认知基础与学习习惯，对学生的分析、归纳，抽象思维的培养起到很好的促进作用.“思路一”和“思路三”对学生的认知基础和思维能力提出来了较高要求，尤其对思维的连续性与跳跃性提出更高要求：从鉴别物质的一般性方法，忽然想到用体积与质量的关系来区分不同物质，这种思维跳跃是有难度的. 1.2.3 三种教学思路的教师教学智慧要求
课堂教学的科学设计是教学有效生成的基础，教师的教学智慧是促進课堂教学有效生成的关键.让课堂教学的“程序”按预设进行，这只是一种理想状态.课堂上经常会出现教师预设之外的情况，尤其当学生的思维或思路与教师的不同时，教师往往是“急”在心里，不知所措.这时，就需要教师的教学智慧，用教学智慧引导学生“异常”思维，回到正确的轨道上，促进教学生成，甚至还会起到特殊的意想不到的效果.但这种情况，一是对教师的综合素质要求极高，二是通常可遇不可求.本文中“思路一”和“思路三”的设计，显然增加了学生产生奇想的机会，比较难以引导到本教学的“正题”上.所以，正如很多老师会感到课堂教学在掌控上有“困难”，也就不奇怪了.
2 物理概念教学
物理概念是人类在探索物理世界的过程中，在大量观察、实验的基础上，运用逻辑思维的方法，把物理现象、物理过程的本质属性加以抽象、概括形成的.中学物理学到的物理概念是科学家早已创建的，要使之成为学生头脑中的物理概念，也得经历一个从感性到理性、从具体到抽象、从知识到应用的过程，中间通过分析、综合、抽象、概括等思维过程才能实现.所以，要让学生能学好并掌握物理概念的内涵和外延，提升学生综合思维能力，提高学生科学素养，必须依据物理概念形成特征实施教学.
2.1 展示感性资源，营造思维情境
概念是从具体事例、实验事实中抽象出来的，为了使学生顺利地形成物理概念，必须使他们具备足够丰富的感性资源.形成物理概念的感性资源，可以来源学生熟悉的自然现象或生活中形成的观念；也可以来自物理小实验观察或测量；或者一些典型的视频资料等.这些感性资源能为学生形成物理概念奠定可靠的物质基础.
为形成物理概念而选择的事例或实验事实，必须具有典型性，而且能够进行比较和分析.如“思路二”中对不同物块的观察与测量分析研究，发现同一种物质的质量与其体积之比是一个常数，不同物质这个比值不同，从而有必要定义一个物理量来描述这一特征.通过这一过程使学生了解为什么要引入新概念，使学生在认知结构中找一个适当的“生长点”， 明确概念在认知结构中的地位，以便建立新概念.同时，又将新知识与认知结构联系起来，激活思维，激发求知欲，为建立概念的复杂活动做好心理准备.
2.2 进行科学抽象，凸显本质特征
物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物，在概念教学中，若只向学生提供形成概念的感性资源，而不让学生参与思维加工活动，尽管教师对物理概念作文字或数学表达上的精致讲解，但对学生来说，表面联系与内在联系、感性认识与理性认识、以及生活经验与科学概念仍处于分离状态.因此要使学生形成正确的概念，就必须在他们获得足够的感性材料的基础上，教师引导学生科学探究，收集数据进行分析、比较、综合、判断和推理等思维活动，对感性材料进行思维加工，从中抽象出一类事物所共有的本质属性，抛弃那些表面的、次要的、非本质的东西，进而形成相应的物理概念.同时，还感悟物理学研究方法和过程，发展了学生的逻辑思维能力.
2.3 给出确切定义，弄清概念内涵
对于感性资源经过科学抽象所得到的结论，必须用简洁、准确的语言或数学工具给出确切的定义，表达出事物的本质特征，揭示出概念的物理意义.对概念的定义过程是以对所研究的物理现象和物理过程的共性进行抽象，取其更本质的内涵的过程，这是对物理世界认识的进一步提升.另外，对于用比值法定义一个物理概念，还要让学生认识到为什么要这样定义.如为什么用“m/V”来定义密度，而不用“V/m”定义密度.
2.4 深化概念理解，明确概念外延
当学生初步形成概念后，必须及时给他们提供运用概念的机会，让他们将抽象的概念“返回”到具体的物理现实中去，使他们在运用概念联系实际或解决具体问题的过程中，巩固、深化和活化概念，看到自己在学习中的收获，会更激起进一步学习的兴趣和主动性.如：让学生用“密度”来鉴别物质；计算一些不易测量的物体体积或质量等.同时，要注意明确物理概念的外延，教给学生正确运用概念去分析、处理和解决物理问题的思路和方法，逐步提高他们分析和解决物理问题的实际能力.所以，运用是学生把知识转化为能力的关键.
不过，人对任何事物的认识包括物理概念在内，都有一个过程，都是有阶段性的，是一种螺旋式上升的过程.因此物理概念教学也要注意它的阶段性，应做到既使每个阶段具有十分明确的适度的要求，又使各阶段相互联系，逐步加深扩展，切不能使之僵化.
总之，在概念教学中，教师要重过程，轻结果，把学习知识与培养能力有机的结合起来.这样才能使概念教学的有效性大大提高，才能从源头上解决概念教学的高效性问题.