(二)概念的形成

(1)揭露本质特征实现观念上的突破

在该环节的教学中,主要有以下两种情况:

一种是学生已有感性知识或通过实验提供了足够鲜明生动的感性材料。在这种情况下建立概念一般不会有太大阻力,通过分析、比较、抽象、概括等思维步骤可以摒弃非本质的东西,抽出本质特征或属性,从而实现认识上的飞跃。

另一种情况是,学生存在与新概念相抵触的前概念。在这种情况下, 直接讲授新概念往往不能凑效。因为学生对其前概念深信不疑,并已习惯于用原有的概念去理解事物,建构意义。当他从前概念出发来听老师的讲授时,往往只接纳了那些与其原知识结构相容的内容,而与其原知识结构相矛盾的内容,要么未引起注意,要么无法理解,即使勉强记住了一些结论,也无法融会贯通而只能将新记住的结论与原来的概念分别搁置,遇到实际问题时,仍按原来的概念进行思维。

实现观念的转变,关键是设法给学生一个巨大的“震颤”,以动摇其顽固信念的基础。综观物理学发展的历史,历次重大变革到来之前, 都要经历一系列“危机”与“灾难”,在一些无法回避的矛盾冲击下, 人们才不得不走出他们建造的象牙之塔,以批判的态度重新审定他们曾深信完美无缺的塔的根基。只有在这时,才有可能发现问题,从而导致观念的革命性转变。但无论如何,要使学生放弃他曾坚信不移的观念, 接受一种全新的观念,都将是一个极其艰难的过程,有时甚至出现反复。

为此,我们建议运用下述三个步骤,来实现观念的彻底转化。

第一步:诱导学生暴露其原有概念,包括结论、例证、推论等。并在适当的时候提出矛盾,给予其原有错误理论沉重一击。使学生暴露观点的方法很多,例如,可以通过师生谈话法;预测——实验——解释法; 也可通过设计好的诊断性题目,事先了解学生的前概念。要运用延迟评价的原则,即待所有学生的观点都充分暴露后,再提出矛盾,以免问题暴露不完全,解决不彻底。第二步:组织讨论,乃至争论,揭露前概念的不合理性,从而使学生自愿放弃旧的观念。这种变化决非轻而易举, 只有在主体意识到以下几种情况时,才能放弃原概念。

①遇到新问题,原概念无法解释或解决。

②过去认为很重要的知识,现在看来在解释某些现象时,已不是必要的了。或者说,原来的概念并非是某些现象的最终解释,可能还有更根本的概念来取代它。

③发现原来的概念在某些方面违背了常理或已被公认的原理。

④从原概念推出的结论是荒谬的,无法接受。

第三步:引导学生接受(或尝试建立)新的概念。新概念必须具备以下优越性,学生才能接受。

①能解释旧概念无法解释的现象而不带来新的矛盾。

②新概念比旧概念更根本,包含更多本质内容。

③新概念及其推论是合理的,可以接受的。

④新概念与认知结构中其它知识没有冲突。(2)明确概念的定义

揭露出事物的本质属性,概念的定义也就是水到渠成的事了。可启发学生将已抽取出的本质特征加以连结,用恰当、简洁的文字表达出来。

在给物理量下定义时,除了文字表述之外,还需给出定义式,并明确式中符号所代表的含义及各物理量的单位。

(3)讨论概念的物理意义

得出了概念的定义,并不是认识概念的结束。还要从定义出发,讨论概念的内涵与外延、概念的物理含义以及用途等,从不同角度丰富对概念的认识。

例如,得出电阻定义 R=U/I 之后,要对其物理含义进行讨论,使学生明确以下几点:

①物理意义:R=U/I 是电阻的定义式。它表明,对特定的导体,加在其两端的电压越大,产生的电流强度越大,但 U/I 是一常量,这一常量由组成导体的材料及导体的尺寸决定(决定式 R=ρl/S),与加在导体两端的电压无关,即 R∝U 是错误的。

②作用:R 用来描述导体对电流的阻碍作用,任何导体都具有这种性质。

③R=U/I 提供了一种测量导体电阻的方法(伏安法);同时,以上三个量知道了两个可求其三。

这一环节实际上是对前面概念学习过程的一个小结,其心理学含义是通过这一过程强化概念图式。只有建立起完整准确的概念图式,才能准确地掌握概念,也才能正确地运用概念。