探讨之二：教师的概念理解的深刻性与学生概念获得的关系

　　以惯性教学为例.

　　惯性：物体具有保持静止或匀速直线运动的性质.是物体的固有属性，由物体的质量决定.如何把这样一个概念讲清楚？在没有很清晰的思路前，我采取过直接讲解，后来理念改变后采取播放视频：在运动的车上把球竖直抛出，球依然落回手中，让学生体会“保持”的含义.但一旦提问：“当同一辆汽车快速运行和慢速运行时，惯性大小如何？当大卡车和小汽车都静止时，二者惯性大小如何？”大多数同学在第一问回归到速度大的惯性大，第二问质量大的惯性大，就说明速度对惯性的概念的影响是该概念学习和讲解的难点.

　　在该问题思索期间，有两个方面影响到我对概念理解的深刻性.

　　一是我回归到惯性概念出现的场景中：十七世纪初，关于力和运动关系，亚里士多德所提出的经验性结论‘力是维持物体运动状态的原因’占据统治地位，大家的研究思路在力与速度的直接关系，规律繁杂不成系统，于是大家觉得基

　　础是否有误.后来伽利略的理想斜面实验想要表达的观点是‘不受外力，物体也能运动，物体的运动并不需要力来维持’.把大家的思路转移到力与运动状态改变的关系上，并且定义了速度、加速度的概念，研究顺利的进行，最终导致了牛顿站在前人肩膀上总结出来的三定律.学史记载牛顿在总结第一定律时，寻求‘不受外力，物体保持静止或匀速直线运动状态’的原因时给出了惯性的概念，它的实质是一切物体都具有惯性，物体的运动并不需要力来维持.他说：“惯性是物体的固有属性，属性就是专属于物体，只由物体来决定，不需要再去验证，你们时刻都能感受到”.也就是说概念的来源与速度本就无关联.

　　二是笔者有机会同时听了五位来自不同地方的高水平教师讲《牛顿第一定律》，其中对惯性的讲解多以设计精巧的实验表明物体这种性质的存在.而王运淼老师设计的吹球实验，表明质量大的，运动状态不易改变.这一点启发了我.惯性如果不从‘保持’的角度去理解，那可以从抵抗运动状态改变的角度来理解.学生头脑中惯性前概念即速度大，停下来的时间就长，所以惯性大，用速度变化所用时间度量惯性的大小.那这种理解的问题在哪呢？那就是在反映物体抵抗运动状态改变的能力时，首先要在外界条件对等的条件之下比较，比如同样的受力，同样的速度变化下去考察所用时间，而结果恰与质量成正比，即还是由质量来度量惯性大小.

　　所以，在学完牛顿第二定律后，再返回惯性概念进行理解，学生对此概念的理解也深刻多了.总说牛顿第一定律是不可或缺的，不是牛顿第二定律的特殊情况，那么原因教师是否很清晰，惯性概念的理解和讲解就是很好的反映，这点上，只有教师清晰了，学生才能清晰.

　　探讨之三：教师概念讲解的直观性与学生概念获得的关系

　　以电动势概念教学为例.

　　非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势.第一步从微观角度定义电动势，反映了概念的本质.但对于学生理解电动势概念来说这一角度太抽象，如图1、图2；第二步如果以化学电池为例，过渡到图3，学生的思维难点便有了较好的突破.从化学反应得失电子角度、从化学能转化为电能的角度学生易于接受，如下：

　　电子从B失去通过外电路流到A端.

　　ADCB间为内电路，因为化学反应进行的原因，形成了持续的电流.

　　ADCB间化学能转化为电能，带负电荷SO2-4的离子从A-D-C-B运动，带正电荷H+的离子从B-C-D-A运动.电流方向为正电荷运动方向.

　　因为化学反应的原因，极棒和探针间如BC、AD间的电势提升，不难理解，CD间电势的降落学生会产生很大的疑问，课堂上当我讲到这时，有半数以上的同学在回答是提升.实质上CD间是电荷的定向移动，并没有化学反应的参与，电荷移动过程中与粒子发生碰撞，消耗了电能，相当于内阻的耗能.

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