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摘 要：本文列举了高中学生在物理概念学习过程中原态的思维过程，从分析和综合、抽象和概括、比较和归类、系统化和具体化等方面进行剖析，寻找产生错误的心理学原因，探索教学过程中的改进措施。
关键词：物理概念；分析和综合；抽象和概括；比较和归类；系统化和具体化
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）13-081-2
目前学生学习物理概念的思维过程有不少误区，笔者在教高一课本中一个物理概念时要求学生认真阅读理解课本中定义的黑体字时，没想到学生竟然同声读起书来，这说明学生仍习惯于机械性地识记和背诵物理概念。物理教师在教物理概念时要按照其本身具有的心理学特点，了解其原有概念，关注思维的过程，才能有针对性地教好物理概念。按照思维过程的具体表现形式，笔者结合具体实例分以下几个方面叙述：
一、分析和综合
复杂物理概念的教学需要教师将其分解成几个较简单的部分，引导学生思考每部分的特点和本质属性，按照其内在的有机联系再进行复合，得出概念整体的本质特征。学生的思维过程往往不能具体分析整个概念各个组成部分的情况，仍然机械套用原来的公式；或不能将动态的过程分解成几个静态的变化过程，准确把握物理现象和概念的本质。
例1 如图所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度大小分别为a1、a2、a3，则下列说法正确的是（ ）
A.v2>v3>v1 B.v1 C.a1>a2>a3 D.a1 学生在思考该问题时用万有引力提供向心力得出公式：v=GMr，认为v1>v2>v3。出现错误的原因是重力概念的思维过程出了问题，山丘e所受的万有引力的一个分力提供随地球自转的向心力，另一个分力才是重力，所以其万有引力不等于向心力，上述推导式对山丘不适用。教师的教学过程如果不能引导学生在思维过程中进行这个分析步骤，学生始终无法正确理解考虑地球自转时的重力概念，从而顺利求解本题。
二、抽象和概括
学生在学习物理概念的思维过程中需要从同类物理现象中抽出共同的本质性的东西，同时舍弃非本质性的特征，掌握其本质属性。概括过程是将抽象过程中得出的物理现象的众多本质特征推广到同类事物，得出对事物本质属性的一般性的理解。
在物理概念教学过程中物理教师要列举足量的相关事例，通过变式训练引导学生透过物理现象思考背后共同性的特征，并罗列成一个完整的序列。在变式训练过程中要保持本质性的特征恒在并鲜明，非本质性的特征多次呈现，在多次辨别过程中准确把握概念的内涵和外延。学生在思维过程中如果将本质特征和非本质特征混淆，则容易犯概念内涵和外延扩大或缩小的错误。
例2 我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星，在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T。若以R表示月球的半径，则（ ）
A.卫星运行时的向心加速度为4π2RT2
B.卫星运行时的线速度为2π（R h）T
C.物体在月球表面自由下落的加速度为4π2RT2
D.月球的第一宇宙速度为2πR（R h）2TR
学生在求解A、B两选项时仍是思维定势，用万有引力提供向心力推出公式，结果根本解不出答案。究其原因是学生对线速度和向心加速度的本征概述遗忘或理解不深。在讲述线速度的概念时教师要引导学生抽象出其本质即为瞬时速度，可假设将匀速圆周运动的轨道剪断并拉直，则为匀速直线运动，得出其速等于弧长除以时间；向心加速度是由于速度方向发生变化引起速度也有一段增量，同样产生加速度。在平常概念的学习过程中学生如能概括出两个物理量的本质内容，沿用到本题的具体情境中，则这两个选项可直接按定义式求解。
三、比较和归类
概念学习的思维过程需要对物理现象进行比较，从中找出这类现象和其他现象的不同之处以及这类现象的共同之处，发现其本质特征，舍弃非本质特征，从而准确把握物理概念的内在含义和适用的范围。正确理解了物理概念的含义之后，物理教师还要将学生的思维过程引向概念的类属化过程，要将所学概念归属到某一类。在教育心理学中这属于上位学习，需要学生头脑中具备相应的上位概念，根据物理概念本质上的相似性将其纳入到相关类属中去。这样，不仅原有上位概念的内涵得到了充实，也加深了对相关概念的辨别和理解。
例3 质量为m的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为R，求：（1）要使小球能达到圆形轨道的最高点，h至少应为多大？（2）当h=4R时，小球运动到圆环的最高点速度是多大？此时圆环对小球的压力为多少？
本题在解答第一问时学生须掌握临界状态的概念，小球刚好到圆环最高点时的速度究竟是否为零？教师在教学过程中要引导学生通过受力分析，与“绳”模型进行比较，发现一般情况下小球也受向下的弹力和重力，与“绳”模型本质相同，用“绳”模型的临界状态求解即可。教师在本题讲解的基础上还要通过变式训练，如小球在圆形管道内壁运动时与“杆”模型本质相同，再找出其它不同情形，将两种模型进行归类处理，学生就容易理解圆周运动中临界状态的概念了。
四、具体化和系统化
通过思维所获得的事物之间的内在有机的联系及事物的本质特征还要回到具体事物中，用来解决实际问题，此即思维过程的具体化。学生在理解了物理概念之后，还不能认为已经完全掌握，也需要经过一个思维过程具体化的过程，即通过相关具体问题的解决，进行识别和应用。学生在这种和具体事物和问题的结合过程中，由于对概念的条件或本质认识不清，常常张冠李戴，生搬硬套。
例4 如图所示，竖直光滑四分之三圆轨道BCD固定在水平面AB上，轨道圆心为O，半径R=1m，
轨道最低点与水平面相切于B点，C为轨道最高点，D点与圆心O等高。一质量m=1kg的小物块，从水平面上以速度v0=8m/s竖直向上抛出，物块从D点进入圆轨道，最终停在A点，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，取g=10m/s2。求：
（1）物块运动到D点时的速度；（可以保留根式）
（2）物块运动到C点时，对轨道的压力大小；
（3）物块从B点运动到A点所用的时间及A、B间的距离。
学生在求解第2问时把第一问中D点的速度代入计算了，这说明学生的思维过程把从D点到C点的运动看成匀速圆周运动了。本题的具体情境中，物体在竖直轨道内侧运动重力做功，动能发生了变化，学生未能将匀速圆周运动的概念和本题的具体特点结合起来，仍然套用原有概念解题。
思维过程的系统化还要求学生在概念学习过程的末尾，将一个一个分散的概念按照知识间的有机联系进行整合，连结成知识体系和网络。按照布鲁诺的观点，教学要教给学生良好的认知结构。这样，一方面学生对概念本质的理解进一步加深，同时良好的结构网络更便于在具体问题中检索出所需的概念，找到解题的突破口，发现解题思路。
关键词：物理概念；分析和综合；抽象和概括；比较和归类；系统化和具体化
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）13-081-2
目前学生学习物理概念的思维过程有不少误区，笔者在教高一课本中一个物理概念时要求学生认真阅读理解课本中定义的黑体字时，没想到学生竟然同声读起书来，这说明学生仍习惯于机械性地识记和背诵物理概念。物理教师在教物理概念时要按照其本身具有的心理学特点，了解其原有概念，关注思维的过程，才能有针对性地教好物理概念。按照思维过程的具体表现形式，笔者结合具体实例分以下几个方面叙述：
一、分析和综合
复杂物理概念的教学需要教师将其分解成几个较简单的部分，引导学生思考每部分的特点和本质属性，按照其内在的有机联系再进行复合，得出概念整体的本质特征。学生的思维过程往往不能具体分析整个概念各个组成部分的情况，仍然机械套用原来的公式；或不能将动态的过程分解成几个静态的变化过程，准确把握物理现象和概念的本质。
例1 如图所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度大小分别为a1、a2、a3，则下列说法正确的是（ ）
A.v2>v3>v1 B.v1
二、抽象和概括
学生在学习物理概念的思维过程中需要从同类物理现象中抽出共同的本质性的东西，同时舍弃非本质性的特征，掌握其本质属性。概括过程是将抽象过程中得出的物理现象的众多本质特征推广到同类事物，得出对事物本质属性的一般性的理解。
在物理概念教学过程中物理教师要列举足量的相关事例，通过变式训练引导学生透过物理现象思考背后共同性的特征，并罗列成一个完整的序列。在变式训练过程中要保持本质性的特征恒在并鲜明，非本质性的特征多次呈现，在多次辨别过程中准确把握概念的内涵和外延。学生在思维过程中如果将本质特征和非本质特征混淆，则容易犯概念内涵和外延扩大或缩小的错误。
例2 我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星，在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T。若以R表示月球的半径，则（ ）
A.卫星运行时的向心加速度为4π2RT2
B.卫星运行时的线速度为2π（R h）T
C.物体在月球表面自由下落的加速度为4π2RT2
D.月球的第一宇宙速度为2πR（R h）2TR
学生在求解A、B两选项时仍是思维定势，用万有引力提供向心力推出公式，结果根本解不出答案。究其原因是学生对线速度和向心加速度的本征概述遗忘或理解不深。在讲述线速度的概念时教师要引导学生抽象出其本质即为瞬时速度，可假设将匀速圆周运动的轨道剪断并拉直，则为匀速直线运动，得出其速等于弧长除以时间；向心加速度是由于速度方向发生变化引起速度也有一段增量，同样产生加速度。在平常概念的学习过程中学生如能概括出两个物理量的本质内容，沿用到本题的具体情境中，则这两个选项可直接按定义式求解。
三、比较和归类
概念学习的思维过程需要对物理现象进行比较，从中找出这类现象和其他现象的不同之处以及这类现象的共同之处，发现其本质特征，舍弃非本质特征，从而准确把握物理概念的内在含义和适用的范围。正确理解了物理概念的含义之后，物理教师还要将学生的思维过程引向概念的类属化过程，要将所学概念归属到某一类。在教育心理学中这属于上位学习，需要学生头脑中具备相应的上位概念，根据物理概念本质上的相似性将其纳入到相关类属中去。这样，不仅原有上位概念的内涵得到了充实，也加深了对相关概念的辨别和理解。
例3 质量为m的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为R，求：（1）要使小球能达到圆形轨道的最高点，h至少应为多大？（2）当h=4R时，小球运动到圆环的最高点速度是多大？此时圆环对小球的压力为多少？
本题在解答第一问时学生须掌握临界状态的概念，小球刚好到圆环最高点时的速度究竟是否为零？教师在教学过程中要引导学生通过受力分析，与“绳”模型进行比较，发现一般情况下小球也受向下的弹力和重力，与“绳”模型本质相同，用“绳”模型的临界状态求解即可。教师在本题讲解的基础上还要通过变式训练，如小球在圆形管道内壁运动时与“杆”模型本质相同，再找出其它不同情形，将两种模型进行归类处理，学生就容易理解圆周运动中临界状态的概念了。
四、具体化和系统化
通过思维所获得的事物之间的内在有机的联系及事物的本质特征还要回到具体事物中，用来解决实际问题，此即思维过程的具体化。学生在理解了物理概念之后，还不能认为已经完全掌握，也需要经过一个思维过程具体化的过程，即通过相关具体问题的解决，进行识别和应用。学生在这种和具体事物和问题的结合过程中，由于对概念的条件或本质认识不清，常常张冠李戴，生搬硬套。
例4 如图所示，竖直光滑四分之三圆轨道BCD固定在水平面AB上，轨道圆心为O，半径R=1m，
轨道最低点与水平面相切于B点，C为轨道最高点，D点与圆心O等高。一质量m=1kg的小物块，从水平面上以速度v0=8m/s竖直向上抛出，物块从D点进入圆轨道，最终停在A点，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，取g=10m/s2。求：
（1）物块运动到D点时的速度；（可以保留根式）
（2）物块运动到C点时，对轨道的压力大小；
（3）物块从B点运动到A点所用的时间及A、B间的距离。
学生在求解第2问时把第一问中D点的速度代入计算了，这说明学生的思维过程把从D点到C点的运动看成匀速圆周运动了。本题的具体情境中，物体在竖直轨道内侧运动重力做功，动能发生了变化，学生未能将匀速圆周运动的概念和本题的具体特点结合起来，仍然套用原有概念解题。
思维过程的系统化还要求学生在概念学习过程的末尾，将一个一个分散的概念按照知识间的有机联系进行整合，连结成知识体系和网络。按照布鲁诺的观点，教学要教给学生良好的认知结构。这样，一方面学生对概念本质的理解进一步加深，同时良好的结构网络更便于在具体问题中检索出所需的概念，找到解题的突破口，发现解题思路。