“平抛运动”教学中概念的表象建构分析

　　中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）16-195-01

　　笔者近年来在平抛运动的教学中，高度重视表象的构建，力图在学生的思维当中有一个清晰的表象，从而为复杂物理问题的清晰简单化提供支撑。而由此联想到其他基本物理概念的教学，笔者也发现表象构建其实十分重要，譬如加速度，实际上十分抽象，学生对加速度的理解常常就是基于定义而不是实例；又譬如圆周运动，看起来其描述的是运动的轨迹，其实其中夹杂着向心力、向心加速度等概念，真正理解亦非易事，都需要在新课教学中加强表象构建。

　　一、对学生“平抛运动的理解”情况分析

　　平抛运动是高中物理必修二第五章“曲线运动”中的重要内容，对于这一概念，我们希望学生能够达到这样的理解要求：一是知道平抛运动属于抛体运动中的一种特殊情况；二是知道平抛运动特殊在哪里，即知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；三是知道两个方向的运动规律描述。

　　其中第二点理解要求显然是重点。问题在于，对于这样的理解常常有两种教学方式：一种是理论角度的推理与重复，即从运动条件分析推理，如理想情况下水平方向不受力，因此做匀速直线运动，竖直方向只受重力作用，所以做匀加速直线运动；另一种是实践角度的呈现与模拟，教师可以通过提供频闪照片或者高速摄影的视频，或者通过动画模拟等，让学生生成一种直观的认识。有经验的教师知道，对于第一种方式，需要学生有较强的抽象思维能力，而事实上相当一部分学生都无法理解运动是可以分解的，在这种情况下，将抛体运动硬生生地分解为互相垂直的两个方向的运动，学生的理解是有困难的。而第二种方式中实际运动的呈现，对于一般高中学校来说，条件上是有困难的，至于动画展示，高中学生都知道要做成什么样的效果都可以，因此可信度不高，只能作为学生理解的佐证。

　　二、基于表象构建的平抛运动教学思考

　　从以上分析可以看出，要想让绝大部分学生在新课学习阶段就建立有效的平抛运动概念，实际上是有困难的，只不过日常教学中这种困难常常被重复的习题训练所掩盖，有时并不为人所注意而已。

　　如果从表象构建的角度来看平抛运动的教学设计，笔者以为首先应当搞清楚经过概念教学之后，要在学生的大脑中留下什么样的表象。这是一个正本清源的问题，以笔者的观点，回答这一问题并不复杂，就是水平和竖直两个方向的运动。那么接下来需要关注的是，学生的思维当中有没有这样的两个表象。根据笔者的调查发现：学生对匀速运动是有着充分的表象的，而对于自由落体运动，学生的表象更多的是竖直方向的匀加速直线运动，至于加速度g的大小意味着什么样的运动，学生往往是陌生的，不少学生甚至无法估计一个粉笔头从1米高处自由落下需要多长时间。因此，要构建好平抛运动的概念，首先要加强自由落体运动表象的构建。

　　在此基础上，教学可以遵循实际演示、理论猜想以及表象构建三个步骤。

　　在实际演示阶段，教师要向学生精准地演示平抛运动，可以借助演示仪，也可以用手平抛出一个粉笔头，从表象生成的角度来看，这一过程要多重复，因为这个过程经历的时间极短，能够进入学生感知通道的内容实际上很少。但由于生活经验的作用，学生往往又可以借助生活中形成的表象来完善此时的认知。

　　理论猜想即为上面提到的理论推理，从力与运动的关系角度引导学生认识平抛运动是可以看作由水平和竖直两个方向的运动合成的。需要再次强调的是，这样的教学应当视作过程而不是结果，不能以理论推导的结果当成平抛运动概念教学的收尾。因为此时相当一部分学生的抽象思维水平无法为他们建立有效的平抛运动的表象。

　　表象构建是本教学的核心。基于以上的实际演示与理论猜想，教师引导学生在自己的大脑中构建平抛运动的“画面”，这个画面就是表象存在的形式――物理图景。这个画面可以是分步进行的：一个物体离手平抛出去，先想象其在水平方向做匀速直线运动（这时不关注竖直方向的运动）；然后再想象竖直方向做自由落体运动（这时不关注水平方向的运动）；最后将上述的想象结果进行合成，于是在学生的思维中生成水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动的情景。

　　显然，从表象构建的角度来看，这是一个想象表象，但这是有直接感知的表象作为支撑的，因此在多次构建过程中，这个物理图景就会更加清晰，从而可以成为学生以后遇到平抛运动概念时的第一反应。

　　三、教学反思

　　多年的教学经验让笔者意识到，即使像平抛运动这样看起来简单的运动，在近一半的学生思维当中都没有清晰的表象，尽管他们在解答简单的习题时没有困难，但那都是重复训练的结果。而在遇到新的问题需要清晰的平抛运动表象作为支撑的时候，就容易出现捉襟见肘的情形。

　　概念是物理教学的基础，是对丰富的物理现象或知识进行抽象之后形成。高中物理难学的原因很多，一个重要原因就是学生在遇到某个概念时难以有效回忆出与概念相关的物理现象与知识，也就是说学生的概念建立不应只是记住概念的名称，还应当有基本的支撑。

　　概念是思维的产物，也是思维的依据。在概念产生的过程中，表象起着很大的作用，尤其是对某些基本概念，由于它们需要基本的形象支撑，因而表象的构建就显得尤为重要。

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