理性思维视域下初中物理概念教学
——以“升华和凝华”教学为例

■江苏省海安市海陵中学 张 震

一、借助生活经验，引出物理概念，唤醒学生理性思维

教学中教师要利用学生熟悉的生活现象、并将情境与问题有机结合起来，为理性思维创造一个生长机遇，让学生的好奇心被调动起来，产生求知愤懑感，激活学生理性思维。如“升华和凝华”一课，在引入教学内容之前，笔者先借助多媒体展示日常生活中的一些现象。现象一：冬天，挂在室外潮湿的衣服中的水结成了冰，可是，冰冻的衣服干了。现象二：寒冷的冬天，早晨站在窗前，看到屋外的物体上经常会挂着一层霜。现象三：家庭衣柜中，人们会放一些樟脑球，随着时间的推移，樟脑球逐渐变小，到最后不见了。在学生观看这些现象，生发出惊讶之态时，因势提出问题：为什么冰冻的衣服也会干？室外物体上的霜是哪里来的？衣柜中的樟脑球去了哪里？在此基础上，让学生结合自己所学的知识，调动生活经验，提出自己的猜想。然后教师利用投影仪揭示答案：冰升华为水蒸气；水蒸气直接凝华成小冰粒（霜）；樟脑球升华变为蒸气。在揭示答案时，教师有意识突出“升华”和“凝华”两个关键词，将学生的注意力和思维集中到需要建构的物理概念。教师将问题和情境的有机相生，又引导学生将思维焦点从现象转向本质，引导学生进行猜测，从而在揭开答案的过程中自然地引出物理概念，做足物理概念建构的准备。

二、实验还原事实，生成物理概念，引发深度理性思考

物理概念提出后，学生对物理概念的理解还停留在语言文字符号层面。因此要使学生的对物理概念有进一步的认知，就需要教师引导学生还原事实，让学生从物理现象的“旁观者”进入物理现象。教学中，教师要基于所要建构的物理概念，精心设计物理实验，既要保证物理实验与概念的高度匹配度，又要关注物理实验的显性效果，从而引领学生调动理性思维，进行分析推理，自主生成物理概念。

“升华和凝华”一课，在引出新概念后，进入新知探究环节，笔者设计了一个典型而常见的实验。实验之前，先引导学生观察试管中的物质，并提出问题：这是什么物质？现在是怎样的状态？学生很快说出是固态，但对“碘”的认知不了解，笔者通过资料链接的方式，向学生展示了一段关于“碘”的资料。然后，告诉学生实验的目的和实验内容：给烧杯中注入一些热水，然后给试管加热，观察试管中物质的状态变化；再将试管从热水中拿出来，观察现象是怎样的。实验操作时，教师要改变演示的做法，让学生自主进行实验，教师进行实验指导和观察，在最后，引导学生结合导入环节学习，让学生说说实验中涉及的物理概念。学生很快说出“升华”和“凝华”现象。物理实验为学生创造了一个还原事实的机会，学生由于亲自参与实验操作的过程，并获得了直观的体验，学生对“升华”和“凝华”的认知热情就更加高涨。

三、建立物理模型，理解物理概念，促进理性思维生长

模型的选择需要对接物理概念教学的实际，兼顾物理教学的现实环境，引导学生在建模过程中调动理性思维，在思维活动中理解物理概念。“升华”和“凝华”的概念建构，是笔者利用模拟仿真技术建构过程模型和状态模型建构的。笔者先利用3D技术，将“碘”加热后，从固态变化为气态的过程模拟出来，让学生直观感受到从固态到气态的发展过程；再将加热后的试管从热水中抽出来，借助3D技术模拟紫色气体消失的过程。学生借助模型形成的理想化效果，对“升华”和“凝华”概念的理解就从浅层向深层推进。

四、有机关联生活，深化物理概念，引领理性思维深入

初步接触物理的初中学生，需要对物理概念进行反复地了解，需要从浅层逐步地走向深入。学生物理概念形成后，教师可以将物理概念再放置生活大场景下，引导学生借助相关生活现象、场景等，对形成的物理概念进行“反刍式”消化，在二次乃至多次消化过程中调动并发展理性思维，让物理概念理解更加透彻。“升华”和“凝华”在模拟演示的基础上，教师再引导学生将视线投向生活，列举生活中还有哪些“升华”和“凝华”现象，并对这些现象进行深入的思考：除了物质形态的变化之外，伴随着“升华”和“凝华”，还有没有其他现象的发生？此时，教师再借助“碘”的实验视频，引导学生探究分析升华和凝华过程中还伴随的现象。很快，学生得出新的发现：升华需要吸热，凝华需要放热。这个环节基于学生的思维，学生从生活大场景中梳理了种种现象，使其认识到升华和凝华伴随着吸热和放热的现象，学生对“升华”和“凝华”的认识，从显性的状态变化逐步深入学习吸放热，因此学生对物理概念的理解就更加全面，也为物理概念的运用奠定基础。而且学生的思维也经历了从现象到本质，从感性到理性深入过程。

五、归向实践运用，活用物理概念，促发理性思维创造

物理学科的目的在于探索物质运动的客观规律，从而在掌握客观规律的基础上，引导人们运用物理规律指导生活实践。物理概念教学的价值取向也是如此，物理教师要基于理性思维视域，将物理概念教学指向实践运用，引领学生在生活实践的基础上，活用物理概念，让物理概念促进学生理性思维发展，进而转变为学生的物理素养。当前“升华”和“凝华”物理概念建构还停留在两种现象的判断层次。理性视域下，笔者改变传统建构做法，在实践运用环节，布置学生进行如下实践活动：用自己的语言给“升华”和“凝华”下一个定义，并根据你对“升华”和“凝华”概念的认识，结合生活实践，运用“升华”“凝华”知识设计一个应用方案，并运用所学的知识阐述方案的可行性。实践运用让学生物理概念与理性思维有机结合起来，在设计方案的实践活动中，学生对物理概念的理解更加灵活，学生理性思维也借助实践活动得到较好的发展。

总之，物理概念唯有借助理性思维，物理概念教学才能走向深入，才能使物理概念从符号走向有意义的自主建构，促进学生建构与理解科学概念，构建与拓展其整体的知识网络。