基于“最近发展区”的物理概念教学设计策略
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物理概念是客观事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象，是观察、实验和思维结合的产物，具有高度的抽象性和概括性，反映了人们认识事物的思考过程，体现了人类认知世界的思想方式和方法。改进物理概念课堂教学，是有效利用教学时间培育学生科学素养以及学科素养的重要方式。基于最近发展区，按照一定的策略进行教学设计，会起到事半功倍的教学效果。
一、生活策略
学习是学习者因实践经验引起的行为、能力和心理倾向的比较持久的变化。物理概念的学习，需要学生对具体问题进行由表象到内涵的思维加工过程。“最近发展区”是学习者学习新知识的基础，学生的生活经验是最近发展区的重要组成部分。
应用生活策略进行教学设计，能促进学生物理概念的学习。例如：在介绍质点问题时，如果直接介绍理想化模型，就会导致学生理解困难。如果以生活中的实例作为思维起点，引导学生用一张纸表示一个人，这样多数学生会画出一个人像；而后表示十个人，学生会画出十个小人像；变换思路，表示一万个人，学生就会疑惑如何去做，这样也就为我们提出质点概念提供了有效的最近发展区。教师先引导学生只关注数量，得到用点表示人的办法。再引导学生思考，考虑问题时忽略了大小形状。然后介绍，“物理学中，在某些情况下，我们忽略物体的大小和形状，突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点，成为质点。”通过这样的具体思维过程实现教学设计的生活性，促进学生最近发展区的生成，促进学生的概念学习。
二、实验策略
一些物理现象在生活中无法具体观察，造成物理学习的困难，例如场的概念，多数学生只是通过科普节目、道听途说建立了一个低层次的概念，可是电势、电势能这样的概念，在日常生活中很难接触到，学生不具备思维支架帮助其学习；向心力的概念同样如此，在生活中是无法做到定量体现的。这样的概念教学，就需要教师在实验的条件下创设物理情境，制造最近发展区促进学生
形成。
在进行实验时，分组实验优先，演示实验次之，对于无法进行实验的再选择多媒体模拟实验。真实的实验更有利于学生形成最近发展区，促进学生对概念的学习。在进行向心力的教学时，利用向心力演示仪，让学生对指向圆心的向心力有一个直观感受，再利用细线小球体会向心力的作用，更有利于学生的学习。利用实验开发学生研究圆周运动的最近发展区，将实验具体的设计进入教学环节，能够取得较好的效果。
三、目标分层策略
概念的学习是逐步深入的过程，一些物理概念需要有一定的思想基础，一定的推理能力，才能够深入理解。在人教版必修二曲线运动一章中，向心加速度的介绍就是一个难点，需要分析加速度的产生的原因、大小、方向，理解极限的思想，学生学习难度较大。突破这样的难点，需要在教学中对知识进行必要的目标分层，关注物理课本编排的全局，有效建立思维支架，开发最近发展区，促进学生的概念学习。
从具体的概念推导看，这里的难点集中在极限思想的应用、矢量运算的推导、极限思想推导后方向的分析；从必修Ⅰ来看，这样的思想方法在介绍瞬时速度就开始存在，矢量运算又在力的合成分解中有重要的应用。可以在瞬时速度、加速度的概念学习时加强极限思想的介绍；在力的矢量运算时就要加强，矢量平移以及三角形法则的应用。有了这样的知识准备，向心加速度的教学就会变得轻松，让物理概念建立在学生的最近发展区中。在教学设计时，从教材的整体把握教育教学的进度难度，对类似概念做出难度突破的分层，分步骤解决难点，帮助学生理解掌握概念。
四、联系相关学科策略
所有的学科都存在着联系，人类所积累的知识本身也是密不可分的整体。物理学知识、概念是知识整体的一部分，很多物理概念与相关学科存在着巨大的联系，同样很多物理学家同时也是数学家，数学的进步推动着物理研究的进步，物理研究的进步也推动着数学研究的深入。牛顿在推导万有引力公式时，倚重自己超凡的数学天赋。学习物理知识也要建立联系相关学科的意识，教师要有意识地引导学生联系其他学科知识，利用相关学科建立最近发展区，促进学生概念学习的好策略。比如，位移的变化量、速度的变化量、动能的变化量、势能的变化量等都是一些变量的问题，和数学上对于量的研究时增加了多少，减少了多少存在着密切的聯系。增加、减少几乎是学生学习数学时最早建立的概念之一，日常生活中人们对于幼儿常说长了几岁、多了多少，这些都是学生的最近发展区，应用增减的概念学习变化量可以起到好的作用，然后讲述“末量减初量”的实际意义和物理意义。
速度、加速度的概念，又和数学上某一曲线或者直线的斜率一一对应，和曲线的单调性判断中切线斜率的正负、导数正负相关。这样在设计速度和加速度的课程时，引入一次函数中的斜率推导，在推导的过程中与物理量一一对应，可以较好地利用学生的已有知识建立最近发展区，帮助学生理解物理概念。
参考文献：
阎金铎，郭玉英.中学物理教学概念[M].北京高等教育出版社，2009.
注：本文系基于“最近发展区”的物理概念教学设计研究基金项目，编号：GS[2017]GHB0546。
编辑 李烨艳
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