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从解构到建构：基于理解的物理概念教学

摘要：概念是物理教学的基础，它与许多相关知识、方法、技能、观念等联系在一起，进而组成学科大概念。从整体上理解概念，要先对概念进行解构，再在理解学生的基础上，按照知识发生发展的规律以及学生的认知规律进行概念建构。具体教学中，教师可依据时间表、线路图、概念核心对相关概念进行解构，然后依据学生学习概念的物理现实和思维断档处寻求学习支持条件，最后通过问题情境、抽象概念、数学表达、实验探究四步引导学生建构概念，帮助学生在概念学习中提升物理学科核心素养，落实立德树人根本任务。

关键词：概念理解；概念解构；概念建构；物理教学

理解物理概念是立教之本，讲不清基本概念，其他任何研究都无从进行。但当下，由于教师对物理概念理解不到位、对物理规律理解不深刻，导致教学活动不得要领、教学效率低下的情况仍普遍存在。为达成有效甚至高效教学，教师不仅需要理解物理概念，还需要理解教学规律和学生认知，从而科学、合理地对物理概念进行解构与建构。

一、从解构到建构的概念教学框架

物理概念不是孤立存在的，而是与许多相关知识、方法、技能、观念等联系在一起，进而组成学科大概念。因此，从整体上理解概念，需要对概念进行解构，即对与之相应的学科大概念进行梳理，对知识本质进行提炼，聚焦核心素养，找出概念的核心所在。物理教学中，对概念的解构是为了建构概念，而建构概念离不开学生的参与，因此，教师需要理解学生，并通过分析学生学习概念的物理现实和思维断档处，寻求学习支持条件。只有理解了概念、理解了学生，教师才能按照知识发生发展的规律以及学生的认知规律引导学生进行概念建构。笔者经过长期实践，提炼出从解构到建构的概念教学框架，具体如图1所示。

对图1需要作三点说明：（1）解构是从物理学科的视角理解概念，通过解析大概念的学习时间表、知识发生发展的线路图，寻找概念的核心所在，从而明晰概念“是什么”；（2）学习支持条件是从学生的视角理解概念，通过对学生学习概念的物理现实和思维断档处进行分析，从而明确概念“如何学”，并为建构提供支持；（3）建构是从教学的视角理解概念，将概念解构后，结合学习支持条件，按照“问题情境—抽象概念—数学表达—实验探究”路径组织教学，从而确定“怎么教”。

二、从解构到建构的概念教学实践

速度是描述物体运动的重要物理量，是运动学中的核心内容，在“如何准确描述物体运动”中有着奠基作用。速度是其他物理量的基础，如动量、能量、加速度等都与物体的速度有关。学习速度，学生能加深对“物理量的变化”的认识［1］。下面，笔者以“速度”概念为例，具体阐述如何对物理概念进行解构与建构。

（一）“速度”概念的解构路径

从物理学科的视角出发，教师可解析构成“速度”概念学习的时间表，以及知识发生发展的线路图，寻找“速度”概念的核心所在，引导学生达成对“速度”概念本质的理解。

物理概念的学习只能是以时间先后顺序展开，概念学习的时间顺序构成了概念学习的时间表。时间表既能揭示概念发生发展的逻辑顺序，也能揭示学生学习概念的认知顺序。人教版普通高中教科书《物理》（以下简称“人教版《物理》”）必修第一、二册“速度”学习时间表如表1所示。

从表1可以看出：速度是运动学的基础，与许多物理量有关；“速度”概念的学习是一个比较长的过程，其教学安排不能一步到位。

线路图能揭示知识之间的联系。要把握知识发生发展的脉搏，就需要理清知识发生发展的线路图。例如，在描述物体运动时，我们需要明确以下几点：（1）研究对象是什么（质点）；（2）用什么工具来研究（参考系）；（3）如何描述运动的快慢（速度），而为了进一步精确描述物体运动的快慢，需要引入平均速度和瞬时速度的概念；（4）如何描述速度变化快慢（加速度），以及有哪些物理模型和数学描述的方法。这一逻辑线索构成了“速度”概念发生发展的线路图，具体如图2所示。

从图2可以看出，“速度”概念处于核心地位，可以毫不夸张地说，理解了速度，就理解了机械运动。

3.概念核心

概念核心反映了概念的本质属性。“速度”概念的核心是描述物理量的变化，是用位移与时间的比值来刻画运动的快慢。

为了描述物体运动的快慢，物理学用位移与发生这段位移所用时间的比（即速度）来表示。为了进一步精确描述物体运动的快慢，又引入平均速度和瞬时速度概念。平均速度表示某段时间内，物体平均运动的快慢程度；瞬时速度表示在非常非常小的时间跨度内的平均速度，即物体在运动时间趋于0时的平均速度。

速度是矢量，既有大小，又有方向。速度的大小叫作速率，用[ΔxΔt]表示，速度的方向与位移的方向一致。建立速度—时间图像以及位移—时间图像后，我们就可以用数学工具精确描述速度了。

（二）“速度”概念的学习支持条件

教师的教是为了学生的学，这表明从概念解构到概念建构，教师还需要分析学习支持条件。如何分析概念的学习支持