变式在物理概念教学中的应用

黄晓丽

摘 要：应用变式教学法，需要教师变换分析问题的角度、层次和情形，在教学过程中建立全面知识体系从而帮助学生更深刻地理解物理概念。

关键词：变式教学法；物理概念；实践应用

物理学知识是普遍联系的，力学知识与物体运动相关，运动与可能发生在电场当中，或磁场当中，运动可能是电子的运动也可能是天体的运动，由于物体的形态、质量等不同，它所受到力的作用也不同等等。物理变式教学法的基本思想就是运用不同的知识和方法，对有关物理概念、定理、公式及习题、实验进行不同角度、不同层次和不同情形的变化，有意识地促进学生对物理学相关知识进行积极地思考，加深对知识的理解与掌握，进而培养他们的探索精神和创造意识。

一、物理概念的特点

高中物理概念具有一般科学概念的共性，它源于对客观物理现象的观察，但却又高于客观实践，如浮力的概念，是我们通过观察浸在水中的物体会比在空气中时变轻，所以我们说它受到浮力，但它浮力的大小、方向等却不是单纯地靠观察得到；物理概念与具体的客体和过程有密切的联系，但又超脱了具体的事物和过程，如力、能和场的概念；绝大多数物理概念不仅有质的规定性，而且具有量的可测性，如力、密度、质量、电阻等；很多的物理概念还是不断变化和发展的，在初中时物体质量的概念是“质量是物体惯性大小的量度，也就是惯性质量”，高中时物理质量的概念是“质量是物体产生引力和受引力场作用能力大小的量度，也就是引力质量”，到了大学物理质量的定义是“质量是作为物理所蕴藏能量的量度，也就是能量质量”。所以，需要教师在讲解物理概念时不能单纯地记文字描述，还应通过变式教学法帮助学生从深层次理解物理概念。

二、在物理概念形成的三阶段引入变式教学法

形成正确的物理概念是学习物理概念的根本目的。在形成物理概念的过程中，对于那些比较简单的概念，学生通过对物理实验现象的观察就能建立正确的概念；如果是发展中的物理概念，那么学生在形成新概念的过程中，容易与学生的旧知识产生抵触，这时，就需要用到变式教学法，帮助学生了解概念的本质，在认知观念上实现突破，一般概念教学过程可以分为“引入”“形成”“巩固深化”三个阶段，在这三个阶段分别引进变式教学可以更好地促进学生的学习。

（一）物理概念引入阶段的变式教学。引入阶段是使学生明确学习的目的，激发学生的学习兴趣，为建立物理概念做好心理准备，一般可以采取如下方法引入物理概念：从生活现象中引入，从实验现象引入，在复习旧知识的基础上引入。这些都是通过唤醒学生的感性认识或与旧知识建立联系，另外，通过相似概念的引入是为了使学生明白与旧知识的区别防止形成模糊或错误的概念。

从生活现象中引入，比如，在讲授弹力的概念时，教师可以通过引入生活情境，给出弹力的出现的场合和一般现象，拉着橡皮筋两头的小朋友相向而行，人坐在沙发上压出一个坑，弹簧秤吊起一个篮苹果被拉长……通过分析，我们发现这些表面上差异很大的力都与变形有关，所以挖掘出它们的共同本质。从实验现象引入，比如，在讲浮力的概念时，教师将一盘水、一个气球放在教室中，让学生通过实验理解浮力的大小与物体排开水的体积有关这个概念，让学生将气球压入水中，因为气球本身的重量可以忽略不计，学生对气球的压力就约等于气球所受的浮力，气球没入水中的体积越大，学生对气球的压力越大。在复习旧知识的基础上引入，如在学习电势能与电势的概念时，可以先引导学生回忆重力做功与路径无关，重力势能等知识，通过类比，建立新的概念。

（二）物理概念形成阶段的变式教学。物理概念的形成过程中，理解物理概念的内涵与外延比物理概念本身更重要。为了让学生对概念含义和实质的认识更清楚，可以在概念引入后还应继续引导学生去分析概念的矛盾。

例如，在讲解热量这个概念时，教师要引导学生将热量与温度、内能相区别，可以提出以下是非题让学生辨析：“热的物体比冷的物体热量多”，“热平衡时，高温物体降低的温度等于低温物体升高的温度”，“相同温度的水，质量越大，热量越多”。

运用变式教授学生物理概念的形成，还需要教师通过变式帮助学生从反面去消除一些容易发现的模糊认识，严格区分那些易混的概念。例如讲摩擦力后，可以适当设计一些问题：滑動摩擦力总是阻碍物体的运动吗？走路时，脚与地面之间的摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力？摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？

（三）概念巩固深化阶段的变式教学。物理一门系统系很强的学科，物理知识是由概念和原理组成的体系，每个概念都是包含在一定的体系当中的，但又与其他概念有着广范的联系，如果能知道所学概念在整个体系中的地位和作用，就能更加深刻理理解、牢固地记忆、灵活地运用物理概念。当概念形成之后，要重视学生对所学概念的理解和系统化，找出它的各方面联系，形成一个概念体系。

例如，在学习了电势能之后，教师可以编拟一组呈阶梯状的变式题目，由浅入深地实现教学目标：“正电荷放在正电荷电场中的电势能一定大于负电电荷放在该电场中的电势能吗？”“电场中电势能大的电荷一定放在电势高的地方吗？”“电场中电势能大的电荷，带电量一定多吗？”。

物理概念的变式教学法是一个以学生为中心的教学过程，帮助学生通过与已有的生活经验或旧知识建立联系，帮助学生理解概念的内涵，通过与相似相关概念的对比和联系，拓宽学生的知识体系，促进他们理解概念的外延，通过变式训练，促进学生认知结构的内化。

参考文献：

[1]刁春美.变式在高中物理教学中的应用研究[D].山东师范大学，2006.

[2]郑妙群.高中物理课堂中变式教学的实践研究[J].中学生数理化（学习研究），2018，Z1：83-84.