高中物理教学论文 从“生活概念”到“科学概念”的高中物理创新教学初探

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从“生活概念”到“科学概念”的高中物理创新教学初探

关键词：生活概念 科学概念 物理创新教学

皮亚杰的以建构学说为核心的发生认识论的主要特征在于，它不是把认识的结果作为自己的研究对象，而是把认识发生、发展的过程作为自己研究的对象；它不是把人类的认识史作为自己的研究，而是把个体认识的发生视作为自己的研究对象。正如英海尔德指出的：“皮亚杰的认识论不是静止的，而是在结构过程不断发展中获得的。” 根据上海市二期课改的教育精神，中学物理学习的根本目的，在于帮助学生通过物理学科内容的学习，是在学习以经典物理为主的内容的基础上，理解人类构建物理学科的一般的思想过程和研究方法。能够通过该学科的学习，培植起自己对自然科学的一般看法。这种教育改革的发展前景，是把人的可持续发展作为教育的归宿，是一种体现人本化教育思想的改革。 根据本人对当前高中物理实践和研究的了解发现，我们在以创造能力为目标的教育改革中，大多数教师是以课堂教学方式的改进为突破口，试图通过采用新的教学方式来摸索培养具有创造性的学生的教学模式，这种模式难以从根本上改变当前教育存在的现实问题。 根据事物方式与事物存在之间的关系，对于具有创新意义的物理教学来说，我们首先应关注的是物理学科知识内容体系产生的基本条件，在追踪物理学科知识体系产生的线索中，我们可以把人类感知物理世界、认识物理世界、形成物理看法的过程，放到中学物理教学当中，用以培养具有一定的科学思想方法为目标。在学生学习物理的实际过程中，在大量物理教学经验的总结归纳中，形成一个对具有创造性高中物理课堂教学的方法。为此，在对本人数年来探索的高中物理教学经验中，形成了一些对于高中物理教学改革的看法。而这些看法中的主要观点，是运用了经验主义（也是建构主义产生的前提）对教学改革所获得的启发，作为经验主义和科学研究的结合，本人认为：具有培养创新意义的物理教学，所重视的应是：从生活概念到科学概念的转化。教师在教学中帮助学生学习的主要东西，就是帮助学生学会独立地利用自己已有的生活经验，运用自己掌握的科学研究的一般方法，在不断获得新的知识的过程中完成自己的学业。

所谓“生活概念”，指的是学生在其生活成长过程中积累的，与一般性生活相联系的，具有生活化意义的，世俗的对生活、自然事实存在的看法；所谓“科学概念”指的是人类经过科学界承认的研究方法（包括了思想方法和研究方法），建立起来的，对各种事物存在规律所做出解释而形成的概念。从学生学习的任务指向来看，学生在校学习科学知识的过程，就是通过把由“生活概念”（也称“前科学概念”）向“科学概念”的转变过程中，获得认识能力提高的有意义过程。

在对中学物理知识概念的分解中发现，一个完整的物理概念，可以划分为三个主要方面：（1）具有物理模型意义的图像概念；（2）具有分析归纳和综合特征的语言表述概念；（3）主要体现数学思想方法意义的符号概念。以上三个概念的主体部分，构成了当前经典物理中每一个的完整性。所以，在高中物理教学中培养学生创造能力，是以物理概念中上述三个方面为基础的。

一、 利用学习者的生活概念是开展创新教育的前提 从发生认识论的观点来看，如果没有学习者的经验基础，没有了学生对周围世界的感知条件，没有了我们对周围自然世界图像的感知印象，我们几乎不能在一个课堂上对所要学习的物理概念展开基础性对话。为此，本人在培养具有创新能力的高中物理教学中，首先是把如何利用学生的“生活概念”作为引出问题，开展具有研讨性质学习的前提。

例如：我们在晴朗的夜晚，可以看到天际远处的星体。运用一般的生活经验来说，总认为我们看到的星体就在我们所看的直线的地方。可是，在经过人们对光的传播的科学研究以后发现，光在各种不同媒质中传播的时候，其传播的路径要发生偏折。从遥远星体上发出的光线，




在经过各种媒介（物质和密度不同的媒介）的传播路线中，它的传播路径已经发生了改变。如果我们用科学的观点来看，我们可以发现，真正的事实，与原本的生活经验有着非常明显的差别，解释的结果可以是完全不同的。

再如：在讲《向心力》一节内容时，我首先引导学生去思考，在游乐场里经常遇到的“过山车”活动。过山车在经过某一个圆环的最高点的时候，坐在车里的人的身子是向下的，为什么此时人没有从该圆环的高处掉下来？对于具有生活经验的人来说，他们回答的结论往往是因为“过山车”具有一定的速度，是因为速度而使得车与人没有从高处掉下来。但问题就在于，此时车的运动“速度”为什么会使得人不从高处掉下来？ 为了解决该问题，师生共同开始了关于圆周运动当中物体运动速度与物体维持圆周运动条件的研究学习。接下来的活动中，教师给每位学生发放了一根小细绳，让他们自己把可以作为“运动物体”的学习物品系住，自己感觉物体运动速度与维持运动条件感性认识。在感性认识的基础上，学生一般都能从经验上感觉到物体运动速度与维持运动的条件问题。但是如何把过去物体作直线运动研究的方法运用到对这一问题的讨论当中，这个时候就需要教师帮助学生做研究方法的迁移工作了。我在讲台上设置了一个实验装置；即一个小球、斜槽轨道（具有圆环形状）。在提供了这一试验器具以后，我让有兴趣自己体验研究过程的学生，前来尝试试验过程。试验过程中，学生一般自己会尝试从圆环起始端的不同高处释放小球。经学生亲手尝试以后，我提出这样几个问题：1）为什么小球在轨道起始点一定高度释放时，小球经过圆弧轨道最高点不掉下来？ 2）如果把小球静止放在最高点释放会出现什么结果？3）如果我们想象把这一装置放大，你想象自己坐在轨道上的一辆小车上敢模仿这个小球的运动吗？一个实验、一串问题立即将学生带入思考、讨论和遐想的氛围中。在此基础上，我又不失时机地进行点拨，总结出本节课科学概念的主题——向心力，利用他们的生活概念，通过一系列的实验判断，从生活概念实现了向科学概念的过渡。并且，我在本节课行将结束之际，鼓励学生去思考：游乐场的过山车是否存在安全隐患？你能设计一个既安全又更显“惊险”的新型“过山车”吗？要求学生回去就此问题设计方案后交上来，下节课进行现场论证。在这堂课中，经历了由生活概念为基础，运用已有的学科学习方法，对事实原型的分析，上升为科学概念的一个典型过程。

二、以“平衡”为出发点的环境教学创设

在皮亚杰的建构主义为出发点的发生认识论当中，“平衡”所指的功能是为了使学习者主体能够在提供的，能够实现“顺应”并进行“同化”的过程中，达到自主化的一个环节。在具体教学过程中，本人把“平衡”作为运用“生活概念”向“科学概念”过渡的一个教学目标。 例如：我将今年我国自行研制的“神州5号”号载人宇宙飞船发射成功这一学生关注的热点渗入到《天体运动》部分的高三复习课中。学生在课堂上向我提出了一系列关于“神州5号”飞船的相关问题。如：为什么杨利伟在飞船中采用平躺的姿势？飞船的火箭发射为什么是竖直发射而不是其他方向？“神州5号”宇宙飞船最终在离地面大约340千米的高空飞行了14圈，它是直接被送到这个高度吗？飞船是如何实现“变轨”的？等等。我为此在网上查阅了大量资料，结合课堂教学内容不失时机地根据学生的生活经验去引发讨论，引导他们运用科学解释的方法和手段进行释疑。在一个个生活概念和科学概念的转化当中，学生把自己“生活概念”中的疑点，拿到科学思想方法面前，在排除生活概念的不合理中，顺应科学思想方法对“生活概念”的责难，实现了科学概念形成的同化过程。以丰富他们科学认识事物的思想和意识。

三、用“开放型”习题的训练作好学生创新思维的铺垫

开放性试题不但在科学解释事物上具有很强的思想与方法的训练作用，而且还可以帮助学生区别“生活概念”与“科学概念”的命题之间的差别。所以，在高中物理教学中，本人经常




使用这一命题方法，把大量“前科学概念”的问题引入到练习内容中，以帮助学生巩固自己习得的转化（从“生活概念”向“科学概念”转化）的本领。

1、 设计一些给出部分已知条件,问能根据这些条件可以求出哪些量。

一辆由犯罪者开着的汽车甲，沿着某平直公路以速度v0做匀速直线运动。当它路过某处的同时，该处负责盯梢跟踪的警方的汽车乙开始做初速度为零的匀加速直线运动去追赶甲车，根据上述已知条件：——— （ ） （A）可求出乙车追上甲车时乙车的速度；

（B）可求出乙车追上甲车时乙车所走过的路程； （C）可求出乙车从开始启动到追上甲车所用的时间； （D）不能求出上述三者中的任何一个。

2. 设计一些给出部分已知条件问能根据这些条件设计出哪些实验。即所谓开放类实验题，这类题答案并不唯一，鼓励学生开动大脑，多多益善。

如给出电压表、电流表、电阻箱、几个阻值已知的定值电阻及电源、电键和导线等，要求学生自己去设计几种测量的实验方法。

3.将一些习题重新编排,只给出题目的一部分,让同学根据一定的要求自编习题等。 如有两个在真空中点电荷相距一定的距离，要求学生将以下的内容设计出来，自编一道习题，然后大家比一比，看谁设计的题目既包含了我们所学的较重要的知识点，又富有生活气息的新意等。

在开放性试题的形成中，本人还尝试让学生把自己遇到的生活现象拿到课堂当中来，让大家根据自己提供的生活现象，形成相应的开放性练习试题。这种做法往往很受同学们的欢迎，在此基础上，同学们的学习兴趣非常高，思维非常活跃，形成了大量富有趣味性的开放性试题。

四、 用学生成功的创新去增强创新成功的信心

获取成功，无疑会增强进取的信念。创新教育当然也不例外。因而，在我实施创新教育的过程中，总是在努力创设时空，让学生去体验成功的欢悦。在课堂上，我特别注重学生在回答问题时闪现的创新的火花，不失时机地加以肯定、助其燎原；我积极鼓励同学学会敢于向我多说几个“不”，要敢于向权威挑战，不要“人云亦云”。

在这方面有一件事例让我感触颇深。一天，班级有个学生拿了一张报纸给我，指着一篇文章让我看，原来，我国浙江温州大批量出口的打火机在美国市场遭抵制，原由是缺少保险装置。他说要探究设计这种保险装置的方案。我立即给予大力肯定，并让他把此作为研究课题，我参加他的课题组研究。在我的鼓励和支持下，这位同学在课外查阅了大量资料，做了许多实验并形成结题报告和成果方案在学生中交流。虽然他的成果没能形成发明专利，但他的创新精神影响了周围一大批同学。 经常性地运用生活事实，运用学生们经常遇到的困惑拿到课堂上来，使得学生们对自己周围的各种自然现象不再熟视无睹，使得他们的认识过程在不断地，积极使用地过程中得到完善，学生们掌握的高中物理知识，不再是一系列“符号概念”的堆砌，他们对“科学概念”的认识也在其中得到升华。

有用的教学理论，可以赋予我们以新的教学态度、教学方法与力量，但是再好的理论，也要在鲜活的学习活动中获得生命力。好的理论要在教师自己的实践中，把自己所教的学科知识产生的背景下，把知识产生和人的思想进步赋予新的实践创造，我们才有可能从自己任教的学科教学中，实现为教育改革起推进作用。

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