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【摘要】物理概念是揭示物理现象、物理过程本质的思维形式，中学生在短时间的概念学习过程中，必须使概念认知过程与物理概念客观发展规律保持一致，传统的概念教学是侧重于结果的教学，缺少对概念认识过程的研究，使得概念教学县有“强迫”、“灌输”的缺陷，新课改要求分析认知概念的心理特点。探讨科学地进行概念教学的方法和对策。本文从如何突破物理概念学习的关键，探计了一些做法，
【关键词】物理概念 内化理解 自觉运用
物理概念是揭示物理现象、物理过程本质的思维形式，是对物理概括、抽象动态活动结果的表述。中学生在短时间的概念学习过程中，要正确有效地掌握人类漫长而艰难的思维活动的产物，必须掌握概念认知过程与物理概念的客观发展规律并让二者一致，又与学生认知的心理规律保持一致。传统的概念教学是侧重于结果的教学，缺少对概念认识过程的研究，使得概念教学具有“强迫”、“灌输”的缺陷，造成概念学习的关键环节难以驾驭，新课改要求分析认知概念的心理特点，探讨科学进行概念教学的方法和对策。
一、创设感知活动的情境
概念的建立必须以大量感性材料、经验材料的积累为前提，通过感知形成丰富、清晰的表象认识是建立概念思维过程的起点，由于感知过程简约而使感性体验不足是引起学生“强迫”、“生硬”心理感受的主要原因，因此概念教学首先应创设一个感知活动的情境。引导学生有目的、有重点地认识与某一概念相关的物理现象和物理事物。例如：利用一组“动作用”、“慢作用”的对比实验，使学生得到力在时间上累积程度不同引起物体运动状态变化效果不同的经验感受，而使冲量、动量概念的引入直接、自然。
学生在概念学习前的感知活动形成的经验表象认识是理解抽象概念的重要依据，但由于原有的感知不足或片面，往往会造成“先入为主，以偏概全”的错误引导，使学生回到感知活动的原地。弥补或修正片面的、错误的表象认识，是创设感知情境的重要任务。例如：针对学生“摩擦力方向总是与物体所受外力方向或物体运动方向相反，磨擦力总是阻碍物体运动”的错误认识，设计并演示下列一组演示实验，图1甲中，木板A不动，木块B受外力F在A上滑动；乙中，木板A不动，木块B不受力但以v0初速在A上运动；丙中，快速抽动木板A，木块B相对A向后运动：丁中，外力拉动木板A，术块B静止不动。
实验中选术块B为研究对象，在B受外力、不受力、运动或不运动等情况下，综合二力平衡、运动情况观察等判断摩擦力方向，从中进行共性抽象，同时利用微观感知是对宏观共性规律的机理性揭示，作出接触面相互阻碍情况的判断，则磨擦力产生条件及方向判别原则便成为感知、抽象的思维活动的自然产物。
二、引导表象认识的科学抽象
从概念发展自身规律来看，感知活动是将某种物理属性从其它事物中区别出来，得到的知觉和表象仅仅是初步的思维状态，必须进一步进行共性、本质属性抽象并用语言或符号表述出来，才能用来进行科学思维。
利用归纳法对一类事物共性和本质属性抽象和概括，是培养抽象思维能力和科学思维方法的重要方面，中学生由于年龄和思维发展的阶段性，决定了他们往往不能自觉地归纳和抽象而习惯于单一现象和结论间的因果思维。因此，在老师指导下对感知、表象进行理性抽象，不仅在于概念建立而且对思维能力的发展都十分必要。例如：基于功是能量转化和传递的一种方式、是被转化和传递能量量度这一功的概念，物理本质认识，设计了下面抽象过程。
1 举例
起重机起吊重物；锯子锯断木杆：枪膛里火药爆炸产生高压气体将子弹射出：启发寻找四个物理过程共性特征……
学生回答：研究对象不仅受力，还发生在力的方向上的位移。
进一步启发：力在位移上积累有什么共同效果?学生觉得归纳出的四个过程都发生能量转化。
2 对比
绳吊着物体静止在空中；人推训合而未推动；光滑水平面上匀速运动物块……
3 归纳
做功过程一定伴随能量转移或转化，做功是能量转换的一种方式。
4 引仲
利用动能定理、重力做功与重力势能关系等进一步认识功之所以被定为W=Fscosθ是为了等值量度被传递和被转化量的多少。
抽象、概括过程使知觉、表象上升到理性顺应认知规律，将会对学生以偏概全，由单一现象求因果的狭隘思维方式起到变革作用，达到培养其认知能力的目的。
三、促进概念的内化理解和自觉运用
学生运用概念的过程是课堂概念教学认知活动的延伸和补充，它包括学生由实践到认识，反复的认知和内化理解过程，以及将概念作为思维工具判断、推理、数学操作的过程，学生在应用环节的认知特点或认知缺陷主要有两方面：
1 割裂概念的表象认识和理论表述，将概念定义作为教条乱套，尤其是遇到相近相混的语言表述时，不能自觉地回到感知、表象，进行再认识再抽象的思维活动，使自我认知活动科学化。因此，在感知语言抽象时，自觉寻求表象支持，而知觉、表象的感知、推理完毕后又自觉地上升到理性。
[例一]关于物体的重心，下列说法正确的是
A 重心就是物理内最重的一点
B 任何有规则形状的物体，它的几何中心必须与重心重合
C 改变物体的形状或质量分布，可以改变重心位置
D 重心可以在物体内部，也可以在物体外部
似是而非的词语表述，只有借助感性知识才可能辨析和理解，本例中需要枚举质量均匀和不均匀分布物体、几何对称不对称物体的重心位置的感知，B、C、D的判断由于有了表象的依托才清晰，但如果思维仅停留在表象、不加以及时抽象即上升到“重心是物体各部分所受重力的合力作用点，重心位置由物体的形状和质量分布决定”，重心的概念就始终没有建立起来。
2 思维仅仅停留在表象阶段，判断和推理依赖于表象的迁移，不能自觉地运用概念思维，是中学生抽象思维水平不高在概念运用阶段的突出反映。
[例二]如图2，有一质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体和斜面之间的摩擦系数为μ，现使物体和斜面在一起在水平面上向右作匀速运动，移动距离为l，则斜面作用于物体摩擦力做功为
功是复合概念，其大小计算取决于力、位移及其夹角，学生往往被斜面上物体摩擦力的“表象激活”引导，不加思索便将f=λmgcosθ代入功的计算式计算，导致错误。要设法克服这类“情境激活”，以达到思维规范和有序的目的。如：在本例摩擦力概念操作中，用下列程序：①判断“动”、“静”。②动摩擦利用公式f=μN——用接触面法向的牛顿第二定律方程求N。③静摩擦利用接触切向的牛顿第二定律方程求fs。
四、构建概念的框架结构
概念是科学对话的“元音”，概念结构体系是学科的知识体系的基础，概念结构在认知活动中“同化”和“顺应”作用，决定了构建概念结构是概念结构的心理需求，同时由于其抽象思维水平的限制，由学生自己构建概念结构是艰难的。因此，在教师指导下对物理概念类型、关系、数学操作特点必须加以分类和联系。例如借助物理概念的不同关系构建概念体系：
1 从属关系
如：势能包含重力势能、弹性势能、分子势能、电势能……
2 层次关系
如：反映力的概念在时、空上拓展：位移(s)——速度(s/t)——加速度(Δv/Δt)。这同时也反映数学上的递进层次关系。
3 对称关系
如：力、位移、速度、加速度与力矩、角位移、角速度、角加速度，是由于物理事件的对称性导致描述它物理概念的对称。
4 数学关系
比值定义法：电阻R=u/l，电势u=ε/q，电动势ε=w／q，表示物理商间量度关系而非决定关系的共性。乘积定义法：力矩M=F1，功W=Fscosθ等反映物理量量度Ы和决定关系的共性等；过程量与状态量的数学关系，时间与时刻(Δt=t2-t1)，位移与位置(△s=s2-s1)等。
综上所述，概念的发展是从现象揭示本质、从具体进入抽象、从特殊概念上升到概念结构的思维过程，也是培养学生认知能力的重要时期。只有克服急躁、生硬的教学倾向，把握动态发展过程的关键环节、关键因素，顺应概念发展的客观规律和学生的认知规律，才能在概念知识发展的同时实现能力的发展。
【关键词】物理概念 内化理解 自觉运用
物理概念是揭示物理现象、物理过程本质的思维形式，是对物理概括、抽象动态活动结果的表述。中学生在短时间的概念学习过程中，要正确有效地掌握人类漫长而艰难的思维活动的产物，必须掌握概念认知过程与物理概念的客观发展规律并让二者一致，又与学生认知的心理规律保持一致。传统的概念教学是侧重于结果的教学，缺少对概念认识过程的研究，使得概念教学具有“强迫”、“灌输”的缺陷，造成概念学习的关键环节难以驾驭，新课改要求分析认知概念的心理特点，探讨科学进行概念教学的方法和对策。
一、创设感知活动的情境
概念的建立必须以大量感性材料、经验材料的积累为前提，通过感知形成丰富、清晰的表象认识是建立概念思维过程的起点，由于感知过程简约而使感性体验不足是引起学生“强迫”、“生硬”心理感受的主要原因，因此概念教学首先应创设一个感知活动的情境。引导学生有目的、有重点地认识与某一概念相关的物理现象和物理事物。例如：利用一组“动作用”、“慢作用”的对比实验，使学生得到力在时间上累积程度不同引起物体运动状态变化效果不同的经验感受，而使冲量、动量概念的引入直接、自然。
学生在概念学习前的感知活动形成的经验表象认识是理解抽象概念的重要依据，但由于原有的感知不足或片面，往往会造成“先入为主，以偏概全”的错误引导，使学生回到感知活动的原地。弥补或修正片面的、错误的表象认识，是创设感知情境的重要任务。例如：针对学生“摩擦力方向总是与物体所受外力方向或物体运动方向相反，磨擦力总是阻碍物体运动”的错误认识，设计并演示下列一组演示实验，图1甲中，木板A不动，木块B受外力F在A上滑动；乙中，木板A不动，木块B不受力但以v0初速在A上运动；丙中，快速抽动木板A，木块B相对A向后运动：丁中，外力拉动木板A，术块B静止不动。
实验中选术块B为研究对象，在B受外力、不受力、运动或不运动等情况下，综合二力平衡、运动情况观察等判断摩擦力方向，从中进行共性抽象，同时利用微观感知是对宏观共性规律的机理性揭示，作出接触面相互阻碍情况的判断，则磨擦力产生条件及方向判别原则便成为感知、抽象的思维活动的自然产物。
二、引导表象认识的科学抽象
从概念发展自身规律来看，感知活动是将某种物理属性从其它事物中区别出来，得到的知觉和表象仅仅是初步的思维状态，必须进一步进行共性、本质属性抽象并用语言或符号表述出来，才能用来进行科学思维。
利用归纳法对一类事物共性和本质属性抽象和概括，是培养抽象思维能力和科学思维方法的重要方面，中学生由于年龄和思维发展的阶段性，决定了他们往往不能自觉地归纳和抽象而习惯于单一现象和结论间的因果思维。因此，在老师指导下对感知、表象进行理性抽象，不仅在于概念建立而且对思维能力的发展都十分必要。例如：基于功是能量转化和传递的一种方式、是被转化和传递能量量度这一功的概念，物理本质认识，设计了下面抽象过程。
1 举例
起重机起吊重物；锯子锯断木杆：枪膛里火药爆炸产生高压气体将子弹射出：启发寻找四个物理过程共性特征……
学生回答：研究对象不仅受力，还发生在力的方向上的位移。
进一步启发：力在位移上积累有什么共同效果?学生觉得归纳出的四个过程都发生能量转化。
2 对比
绳吊着物体静止在空中；人推训合而未推动；光滑水平面上匀速运动物块……
3 归纳
做功过程一定伴随能量转移或转化，做功是能量转换的一种方式。
4 引仲
利用动能定理、重力做功与重力势能关系等进一步认识功之所以被定为W=Fscosθ是为了等值量度被传递和被转化量的多少。
抽象、概括过程使知觉、表象上升到理性顺应认知规律，将会对学生以偏概全，由单一现象求因果的狭隘思维方式起到变革作用，达到培养其认知能力的目的。
三、促进概念的内化理解和自觉运用
学生运用概念的过程是课堂概念教学认知活动的延伸和补充，它包括学生由实践到认识，反复的认知和内化理解过程，以及将概念作为思维工具判断、推理、数学操作的过程，学生在应用环节的认知特点或认知缺陷主要有两方面：
1 割裂概念的表象认识和理论表述，将概念定义作为教条乱套，尤其是遇到相近相混的语言表述时，不能自觉地回到感知、表象，进行再认识再抽象的思维活动，使自我认知活动科学化。因此，在感知语言抽象时，自觉寻求表象支持，而知觉、表象的感知、推理完毕后又自觉地上升到理性。
[例一]关于物体的重心，下列说法正确的是
A 重心就是物理内最重的一点
B 任何有规则形状的物体，它的几何中心必须与重心重合
C 改变物体的形状或质量分布，可以改变重心位置
D 重心可以在物体内部，也可以在物体外部
似是而非的词语表述，只有借助感性知识才可能辨析和理解，本例中需要枚举质量均匀和不均匀分布物体、几何对称不对称物体的重心位置的感知，B、C、D的判断由于有了表象的依托才清晰，但如果思维仅停留在表象、不加以及时抽象即上升到“重心是物体各部分所受重力的合力作用点，重心位置由物体的形状和质量分布决定”，重心的概念就始终没有建立起来。
2 思维仅仅停留在表象阶段，判断和推理依赖于表象的迁移，不能自觉地运用概念思维，是中学生抽象思维水平不高在概念运用阶段的突出反映。
[例二]如图2，有一质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体和斜面之间的摩擦系数为μ，现使物体和斜面在一起在水平面上向右作匀速运动，移动距离为l，则斜面作用于物体摩擦力做功为
功是复合概念，其大小计算取决于力、位移及其夹角，学生往往被斜面上物体摩擦力的“表象激活”引导，不加思索便将f=λmgcosθ代入功的计算式计算，导致错误。要设法克服这类“情境激活”，以达到思维规范和有序的目的。如：在本例摩擦力概念操作中，用下列程序：①判断“动”、“静”。②动摩擦利用公式f=μN——用接触面法向的牛顿第二定律方程求N。③静摩擦利用接触切向的牛顿第二定律方程求fs。
四、构建概念的框架结构
概念是科学对话的“元音”，概念结构体系是学科的知识体系的基础，概念结构在认知活动中“同化”和“顺应”作用，决定了构建概念结构是概念结构的心理需求，同时由于其抽象思维水平的限制，由学生自己构建概念结构是艰难的。因此，在教师指导下对物理概念类型、关系、数学操作特点必须加以分类和联系。例如借助物理概念的不同关系构建概念体系：
1 从属关系
如：势能包含重力势能、弹性势能、分子势能、电势能……
2 层次关系
如：反映力的概念在时、空上拓展：位移(s)——速度(s/t)——加速度(Δv/Δt)。这同时也反映数学上的递进层次关系。
3 对称关系
如：力、位移、速度、加速度与力矩、角位移、角速度、角加速度，是由于物理事件的对称性导致描述它物理概念的对称。
4 数学关系
比值定义法：电阻R=u/l，电势u=ε/q，电动势ε=w／q，表示物理商间量度关系而非决定关系的共性。乘积定义法：力矩M=F1，功W=Fscosθ等反映物理量量度Ы和决定关系的共性等；过程量与状态量的数学关系，时间与时刻(Δt=t2-t1)，位移与位置(△s=s2-s1)等。
综上所述，概念的发展是从现象揭示本质、从具体进入抽象、从特殊概念上升到概念结构的思维过程，也是培养学生认知能力的重要时期。只有克服急躁、生硬的教学倾向，把握动态发展过程的关键环节、关键因素，顺应概念发展的客观规律和学生的认知规律，才能在概念知识发展的同时实现能力的发展。