一、问题的提出

在中学物理教学中，使学生形成概念、掌握规律，并在此过程中发展学生的认知能力是教学的核心问题，其中物理概念的教学是整个物理教学的基础，又是课堂教学的重点和难点。如何突破物理概念的教学，可以说是每个物理教师备课、施教时的一个重要着力点。

物理概念是将大量的物理事实和复杂现象经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态。一方面，物理概念反映着人类对物理世界漫长而艰难的智力活动历程，是人类智慧的结晶；另一方面，它又使人们在纷繁复杂的物理世界中，把握了事物的本质特征，成为物理思维的基本单位和有力工具。借助于这种简约、概括性的思维形式，人们找到了支配复杂的物理世界的简单规律，建立了假说、模型和测量方法体系，从而筑起了规模宏大的物理学理论大厦。因而，在某种意义上说，物理学基本概念是物理学理论的根基和精髓，是物理学大厦的砖石。因此，在物理教学中，物理概念的教学是首要的任务，是进一步进行物理规律、物理理论教学的基础。如果学生没有建立起一系列清晰、准确的物理概念，不能理解特定的字词所代表的物理概念的含义，就失去了进一步学习的基础。可见，建立起科学的物理概念是物理教学成功的关键。对概念教学，教师在备课中不仅要备好概念内容本身，还要深入了解学生的心理状况、智能水平和思维特征，超前预计学生在学习过程中可能遇到的障碍和问题，预先设想有效对策，以便在教学过程的实施中能从学生的实际出发，有的放矢，切实提高概念教学的质量，本文就物理概念教学中学生思维的超前预计及其有效对策谈谈笔者的认识和做法。

二、估计学生思维障碍，疏导接通学生思路

学生通过课前预习，已对物理概念有了初步的认识，但他们的认识却不一定深刻，特别是面对一些比较抽象的概念，学生阅读课本后，常常是茫然不知其涵义。教师在备课中，要充分估计到学生的思维障碍，想方设法消除障碍，接通学生的思路。学生在物理概念学习上的思维障碍大都是由于不能抓住概念的本质，为此在课堂上应引导学生抓住概念特点，揭示规律内涵，洞察概念外延，使学生深刻理解概念的本质。例如在“机械波”的教学中，由于“波”的概念中文字表述非常简练且抽象，而包含的知识内容却非常丰富，从而导致学生往往抓不住“波”的概念实质，引起思维混乱，甚至于望“波”生畏，失去了对“波”继续学习的信心。若估计到学生这一方面的思维障碍，教学中就需要精心设计，可以在演示绳波、水波、弹簧波的基础上，组织学生讨论以下一组阶梯型的问题：（1）在研究绳波、弹簧波的现象时，研究对象如何处理？有什么特点？（2）绳波中各个质点的振动是什么性质的振动？（3）各个质点的振动有什么相同之处，又有什么不同之处？（4）如果各个质点的振动步调完全相同，则结果将如何？通过上述循序渐进式的师生讨论，可以消除学生对“波”的神秘感，从而使学生实现新旧知识间的“对接”，进一步疏通学生思路，从而达到对“波”的真正理解。

三、探测学生思维，堵漏拨正学生思路

在概念教学前，若能探寻、猜想出学生可能出现的思维走向，超前预计到学生的种种想法，特别是错误想法，设计出有针对性的教学方案，便可在课堂教学中有计划、有目的地引导学生的思维走向，堵塞学生的思维漏洞，防止学生的思维走入歧途或误区。因此在备课时，教师要想学生之所想，想学生之所惑，想学生之所错，结合概念内容及学生的认知水平，充分估计学生在认识上可能出现的漏洞及偏差，及时地在课堂教学中采取相应的策略，便可以巧堵学生思维漏洞，妙纠学生思维偏差，拨正学生思路，使学生准确地掌握概念。例如在学习滑动摩擦力的概念时，由于初中学习和日常生活中形成的所谓“经验”，学生往往有“只有运动的物体才受到滑动摩擦力、滑动摩擦力一定充当阻力”等错误的认识。这些知识经验会以表象或概念的形式保留在学生的记忆之中，形成了一个阶段性的认知结构。如果教师超前估计到这一点，在实施教学时，便可以按照循序渐进的认知规律，作出有针对性的具体安排：首先在新授课上按教材的常规要求，在一般情景的基础上着重讨论滑动摩擦力产生的条件及其大小和方向的规律；然后，再安排在以后的习题课或单元复习课上组织讨论，进一步深化理解滑动摩擦力的概念：具体的教学过程是先和学生一起复习有关滑动摩擦力的基本概念，然后再向学生提出：“静止的物体有可能会受到滑动摩擦力吗”？让学生思考片刻后，可通过实验的演示，证实静止的物体有时也会受到滑动摩擦力的作用，再让学生对照滑动摩擦力的概念，进一步理解其中“相对运动”的含义。紧接着通过动画向学生展示工厂中由传送带传送工件的情景，要求学生分析讨论工件相对于传送带的滑动方向，并由此判断工件所受的滑动摩擦力方向，这样一般学生都能正确理解“相对运动”和“滑动摩擦力必定要阻碍相对运动”的实质，从而使学生纠正或摒弃原有认知结构中“先入为主”和“想当然”的经验错觉，真正掌握滑动摩擦力的概念，同时也为他们进一步理解静摩擦力奠定了良好的基础。

四、分析学生思维活性，激发活化学生思路

将物理概念进行迁移运用是加深理解概念和巩固概念的最有效方法。在迁移运用概念时特别要讲究一个“活”字，要根据具体问题，灵活地迁移运用。因此教师在备课时，要精确分析学生的思维活性，推测学生迁移运用知识的能力，根据学生思维能力的实际情况，有层次地安排应用性练习。在处理具体问题时，重点要放在激发学生思维、活化学生思路上，切实培养提高学生的思维能力。

在应用性练习中要特别注意防止“概念的负迁移”。由于学生没有把概念的条件、使用范围、概念中的关键性字词及概念间的联系与本质区别搞清楚，以致在应用概念时常常出现错误。例如学生在学完“功”的概念以后，明确了做功的主要因素：即物体必须在力的方向上发生位移，当某力与物体运动方向始终垂直时该力不作功。经过初、高中两轮的学习，以上概念给学生留下了深刻的印象。而当他们在学习“冲量”的概念时，便会自觉地把“功”的概念移植到计算“冲量”的问题中来。例如要分别求水平面上运动的物体在某一段已知时间内重力和支持力的冲量。对此问，大部分学生的直觉就认为都是零，理由是竖直方向上的重力和支持力对水平方向上物体的运动没有贡献，这显然是“功”的概念在“作怪”。为此，在指导学生学习“冲量”的概念以后，就非常有必要设置情境组织学生从多个方面来讨论比较“功”和“冲量”这两个物理量之间的联系和差异：其一，功和冲量虽然都是过程量，但前者是力在空间上的积累作用，而后者是力在时间上的积累作用；其二，对某一恒力而言，任一运动过程内该力对物体必有冲量，这与物体运动情况无关，而此力却不一定对物体作功。是否作功，关键是要看物体在该力的方向上是否发生位移；其三，前者是标量，后者是矢量。以上的分析和归纳，由于捕捉到了学生在概念理解上的模糊点，对学生搞清概念的本质及概念之间的联系就颇为有效。同时，又在如何有效地防止物理概念的负迁移这一方面，为学生树立了良好的示范。

五、预想学生思维特需，拓宽深化学生思路

物理知识的学习有阶段性，学生在学习概念时，往往会提出一些现有知识还解决不了的问题。对一般学生，教师可指出“由于目前所学知识的局限性，现在还不能解答”，避免学生钻牛角尖。但对一些优秀学生，这样的回答往往会压抑学生思维的积极性，若根据概念内容适当对知识进行扩展和深化，向学生展示解释这些问题的思考方向，这样能充分调动这些学生思维的积极性，拓宽深化他们的思路，极有利于培养这些学生思维的创造性。例如，在讨论“有效值”的概念时，由于教材对“有效值”的引入和定义都缺乏足够的铺垫，通常的教学处理便显得苍白无力，从而给学生在理解概念时带来了不少困难。即使是一些优秀学生也会对“有效值”这一突如其来的概念感到难以接受，反映在处理相关问题时，学生往往不能准确地把握有效值与平均值间的差异，出现了诸如用平均值求焦耳热、用有效值求电量的令人难堪的情况。为此，在教学中就需要从一般性的角度出发，向学生展示由“微元法”求解某一交变电流通过电阻器在一个周期内所产生焦耳热的思路，即，再启发学生，如果我们能求出电流平方的平均值，就能简化得到。此时再由同样的思路得到某一交变电流通过电阻器的电量，然后让学生运用数学工具讨论电流平方的平均值与电流平均值的大小关系，接着再进一步比较有效值的定义式和，学生便可以了解到有效值实际上是电流平方的平均值的平方根（俗称电流的方均根值），因而就不难把握有效值与平均值间的大小关系，由此从根本上掌握“有效值”的概念。这样的讨论在数学处理上可能超过了一般学生的知识范畴，但对于一些优秀学生而言，从课后的效果来看，他们不仅接受了这些扩展知识，深化了对“有效值”概念的认识，更重要的是由于满足了这些学生的思维要求，进一步激发了他们学习物理概念的兴趣与动力，为他们今后的进一步成长奠定了坚实的思维基础。