邢紅軍1瞄勾，胡揚洋1陳清梅2
（1，首都師范大學(xué)物理系弥激，北京 100048;2丰榴，北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)部，北京 100102)
密度作為初中物理引入最早秆撮、抽象程度較高的概念四濒，一直以來都是傳統(tǒng)教學(xué)的重點和難點，因此职辨，如何以更寬廣的視野透視密度教學(xué)的內(nèi)涵盗蟆，并彰顯其物理本質(zhì)與教學(xué)邏輯，就成為物理高端備課研究的重要內(nèi)容舒裤。
一喳资、現(xiàn)行教材的邏輯偏誤
現(xiàn)行人教版教材（2012版）密度一節(jié)安排在質(zhì)量概念之后，教材首先通過舉例提出假設(shè)：“同種物質(zhì)的質(zhì)量與它的體積成正比嗎腾供？”旋即安排了實驗：“探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”仆邓，以鋁塊為例鲜滩，取大小不同的鋁塊分別測量質(zhì)量和體積，將數(shù)據(jù)填表并繪制圖線（如表1和圖1所示）节值，由此徙硅，引導(dǎo)學(xué)生得出鋁塊質(zhì)量與體積成正比的結(jié)論，并推廣至其他物體搞疗，在此基礎(chǔ)上嗓蘑，教材提出：“同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是一定的，物質(zhì)不同匿乃，其比值一般也不同桩皿，這反映了不同物質(zhì)的不同性質(zhì)〈闭ǎ”就此得出密度概念：“某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫作這種物質(zhì)的密度( density)”泄隔，并進(jìn)一步給出了密度的公式，教材編寫所傳達(dá)出的信息就是宛徊，密度概念得出的原因就是質(zhì)量與體積的“比值一定”佛嬉。
教材的這種處理方式主要存在三個問題，第一岩调，教材編寫的邏輯謬誤在于巷燥，完全回避了比值定義法而試圖得出密度概念；第二号枕，它忽視了密度教學(xué)中的一個關(guān)鍵問題——為什么要用質(zhì)量與體積相比來定義密度缰揪，只回答是什么（比值是常量），而不回答為什么（為什么要比）葱淳，這反映了教材對密度概念引入的理解缺陷與生硬處理钝腺；第三，通過描點赞厕、畫圖艳狐，用圖線的斜率得出密度概念并不必要，已經(jīng)偏離了密度概念得出的邏輯路線皿桑。
我們認(rèn)為毫目，密度概念教學(xué)困難的原因在于，教材對物理概念教學(xué)基本邏輯的忽視诲侮，突出表現(xiàn)為密度教學(xué)中比值定義法未被顯化镀虐，這不僅造成了概念引入的邏輯顛倒，而且使得教材沒能處理好“變”與“不變”的關(guān)系沟绪，即沒能回答各個物理量為什么變刮便？為什么不變？使得學(xué)生無法理解三個物理量之間的關(guān)系绽慈，這將導(dǎo)致學(xué)生只會背密度公式恨旱，但對密度概念并沒有深刻理解的教學(xué)結(jié)果辈毯。
事實上，現(xiàn)行所有的初中物理教材對密度概念教學(xué)的深刻內(nèi)涵以及面臨的特殊困難都缺乏清醒的認(rèn)識搜贤，就密度概念教學(xué)而言谆沃，由于它是將學(xué)生引入經(jīng)典物理體系的一個“關(guān)鍵概念”和“節(jié)點概念”，并且還要面對學(xué)生頭腦中存在的大量關(guān)于密度的日常觀念或直覺意識入客。所以管毙，一旦不能恰當(dāng)?shù)靥幚硗茸担秃苋菀讓?dǎo)致邏輯失序桌硫，并使學(xué)生的大量前概念裹挾、夾雜進(jìn)來啃炸，由此就為后續(xù)的物理學(xué)習(xí)埋下隱患铆隘，遑論給學(xué)生打好堅實基礎(chǔ)南用，分化和學(xué)習(xí)困難現(xiàn)象就在所難免膀钠。
二、彰顯教學(xué)邏輯的高端備課
現(xiàn)行教材之所以未能合乎邏輯地得出密度概念裹虫，歸根結(jié)底還是因為沒能解決為什么要用兩個量相比來定義密度這一核心問題肿嘲，因此，由“比值一定”導(dǎo)出密度概念筑公，就必然導(dǎo)致邏輯上倒果為因的錯誤雳窟，由此引發(fā)的教學(xué)偏向也就可想而知，對此匣屡，我們認(rèn)為封救，只有依據(jù)比值定義法的內(nèi)涵，才能展現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)過程并有力地表達(dá)密度教學(xué)的邏輯捣作，以下是我們設(shè)計的“密度”概念高端備課的四個教學(xué)環(huán)節(jié)誉结。
1，有心栽花花不成：直接比較兩個不同物體的質(zhì)量
事實上券躁，權(quán)衡惩坑、掂量不同的物體是人們對經(jīng)典物理世界最樸素、最本原的感知也拜，因此以舒，在明確質(zhì)量這一描述物體量化屬性的物理量之后，如何比較不同物體的質(zhì)量就是一個需要解決的問題了搪泳，而密度概念的教學(xué)就應(yīng)立足于“比較”物體“誰輕”稀轨、“誰重”這種本原的、樸素的動機岸军，所以我們提出奋刽，教材應(yīng)該將長期以來用作引入密度的“鑒別物質(zhì)”思路轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺?quán)衡輕重”的思路瓦侮，這既與源于學(xué)生日常經(jīng)驗的認(rèn)知傾向相一致，又符合比值定義法的核心思想與本質(zhì)內(nèi)涵佣谐，所以肚吏，密度概念引入的后續(xù)操作都應(yīng)在這一思想引領(lǐng)下展開，據(jù)此狭魂，可以引導(dǎo)學(xué)生提出：通過直接比較兩個不同物體的質(zhì)量來判斷物體的“輕”“重”罚攀，從而得出密度的表達(dá)式，根據(jù)作文起雌澄、承斋泄、轉(zhuǎn)镐牺、合的章法炫掐，這一教學(xué)環(huán)節(jié)由直接比較物體輕重發(fā)端，謂之“起”睬涧。
選擇一小塊鐵（質(zhì)量m1=39.5×l0-3kg募胃，體積vi=5.0×10-6m3）與一大塊石頭（質(zhì)量m2=357.5 x10-3kg，體積v2=130.0×l0-3m3）進(jìn)行比較（如圖2所示）畦浓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)痹束，直接比較無法得出符合學(xué)生日常經(jīng)驗的結(jié)論，因為石頭比鐵更重讶请！針對這一困惑和認(rèn)知沖突祷嘶，教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析原因：導(dǎo)致直接比較出現(xiàn)錯誤的原因是沒有選取相同的標(biāo)準(zhǔn)，于是秽梅，解決問題的方法就是在比較時選取相同的標(biāo)準(zhǔn)抹蚀。
2，栽花不成選標(biāo)準(zhǔn)：選取相同的標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)比較不同物體的質(zhì)量
3企垦，無心插柳柳成蔭：詮釋比值的物理意義
在本環(huán)節(jié)环壤，我們選擇多組不同的鐵塊與石塊進(jìn)行測量、比較钞诡，用來解答上述兩個問題郑现，并通過量化分析研究比值的內(nèi)涵與變化趨勢，測量與計算結(jié)果如表2所示荧降。
研究多組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)接箫，比值同物體的質(zhì)量和體積均無關(guān)系，至此朵诫，研究思路發(fā)生了重大變化辛友，因為我們原本是要比較質(zhì)量大小，結(jié)果卻出現(xiàn)了一個與質(zhì)量無關(guān)的常量，如果說废累，第二環(huán)節(jié)是“有心栽花花不成”邓梅，那么第三環(huán)節(jié)就可謂“無心插柳柳成蔭”，這一步的教學(xué)經(jīng)歷了研究結(jié)論從“有心栽花”到“無心插柳”的微妙變化邑滨，謂之“轉(zhuǎn)”日缨。
至此，比值“m/v”更深層次的物理意義才被順利得出掖看，即比值是物質(zhì)的疏密程度匣距，它把物體量的差異進(jìn)一步抽象到了致密度(density)這一更深、更抽象的層次上哎壳，它反映了物質(zhì)本身的一種屬性毅待，我們將其稱為物質(zhì)的“密度”，在這一環(huán)節(jié)結(jié)束之后才給出“密度”的稱謂耳峦，充分體現(xiàn)了高端備課的精妙邏輯要求恩静。
4焕毫，世事洞明皆學(xué)問：聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗理解比值定義法
比值定義法不是一整套機械的操作蹲坷，而是有核心思想的驅(qū)動與思維方法的調(diào)控工禾，具體而言渗钉，比值法不是抽象的铣焊，而是有深刻的物理內(nèi)涵拂檩，所以迈着，第四個教學(xué)環(huán)節(jié)就要聯(lián)系學(xué)生樸素的生活經(jīng)驗彼念，增加對比值定義法的體認(rèn)狞尔，使學(xué)生對科學(xué)方法的認(rèn)識更加豐滿斯议。
實際上撒轮，比值定義法有著廣泛的日常經(jīng)驗基礎(chǔ)乞旦，認(rèn)為其抽象是因為不理解這一方法的本質(zhì)內(nèi)涵，即只知道比题山，而不知道為什么要比兰粉，而“比較要選取相同的標(biāo)準(zhǔn)”，這種思想與學(xué)生已有的經(jīng)驗是高度一致的顶瞳，進(jìn)一步教師可以舉出這樣的例子：小明的爸爸下班玖姑，走到小區(qū)門口，買了4斤2兩橘子慨菱，花了16.38元焰络，小明的媽媽也下班，走到小區(qū)門口買了5.7斤橘子符喝，花了21.09元闪彼，問小明的爸爸和媽媽誰買的橘子更便宜？在這里协饲，學(xué)生很容易理解畏腕，比較選取相同的標(biāo)準(zhǔn)就是一斤橘子的價錢课蔬，奧蘇貝爾認(rèn)為，有意義學(xué)習(xí)就是符號代表的新知識與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立了非任意的和實質(zhì)性的聯(lián)系郊尝，顯然二跋，這種舉例與奧蘇貝爾的理論具有一致性。
除的概念非常抽象流昏，而這一環(huán)節(jié)的教學(xué)意義在于它很好地表達(dá)了密度概念是用學(xué)生已經(jīng)擁有的“比較要選取相同標(biāo)準(zhǔn)”的思想來解決這一問題的扎即，從而使學(xué)生產(chǎn)生成功的體驗，因此况凉，該教學(xué)環(huán)節(jié)就絕非畫蛇添足谚鄙，而是錦上添花，這一教學(xué)環(huán)節(jié)我們謂之“合”刁绒。
三闷营、對教學(xué)的啟示
物理高端備課不僅要明確“做什么”、“如何做”知市，還要基于深度的理論思考傻盟，在教學(xué)中論證“為什么要這樣做”，物理教育家喬際平曾指出：物理教學(xué)法只回答了教學(xué)過程中“是什么”的問題嫂丙，而沒有從根本上清楚明確地回答物理教學(xué)中的“為什么”的問題娘赴，而物理教學(xué)論則要對物理教學(xué)過程中的各種問題作出“為什么”的回答，從這個意義上講跟啤，密度概念教學(xué)的高端備課事實上是從物理教學(xué)論的視角詮釋了密度概念引入的教學(xué)邏輯诽表，正是基于這種視角，我們展開了密度概念教學(xué)的四個邏輯步驟（如表3所示）隅肥。
縱覽密度概念的起竿奏、承、轉(zhuǎn)腥放、合四個教學(xué)邏輯環(huán)節(jié)泛啸，我們得到了三點啟示。
1捉片，深入理解物理教學(xué)的邏輯
物理教學(xué)對邏輯性有著特殊的要求平痰，課程的模塊、探究的步驟都無法代替對物理教學(xué)邏輯的認(rèn)識伍纫，這種教學(xué)邏輯要求教師不僅要講出“是什么”宗雇，還要講出“為什么”，即每—個教學(xué)環(huán)節(jié)和行為都應(yīng)有整體考量下的充分依據(jù)莹规，這樣才能使教學(xué)環(huán)環(huán)相扣赔蒲、逐步深入，本節(jié)中，只有厘清比值定義與密度之間的邏輯關(guān)系舞虱，才能使教學(xué)有序深入欢际、漸入佳境，否則學(xué)生只能掌握密度的表面特征矾兜，而不能明晰其來龍去脈损趋，從而造成學(xué)生在現(xiàn)象上打轉(zhuǎn)而不能深入到本質(zhì)。
2椅寺，充分顯化物理教學(xué)中的科學(xué)方法
科學(xué)方法顯化教育的意義不僅在于科學(xué)方法的應(yīng)用價值浑槽，還因為科學(xué)方法獨特的動因、內(nèi)涵與邏輯返帕，這些都顯示了科學(xué)方法獨立于知識的表達(dá)體系桐玻，也顯示了科學(xué)方法作為表達(dá)并落實教學(xué)邏輯的主線與關(guān)鍵，在密度概念教學(xué)中荆萤，學(xué)生大多都有關(guān)于密度的前概念镊靴，但是經(jīng)由科學(xué)方法得出的定量概念還未建立，正是在充分洞察并顯化比值定義法內(nèi)涵與操作的基礎(chǔ)上链韭，物理高端備課才使整個密度教學(xué)環(huán)節(jié)清晰偏竟、豁然開朗，學(xué)生的思維發(fā)展才找到了有力的梧油、系統(tǒng)化的邏輯通道苫耸，
3，洞察并聯(lián)系學(xué)生的樸素認(rèn)識
密度教學(xué)由于面對初學(xué)物理的學(xué)生儡陨，所以特別需要關(guān)注學(xué)生的前概念和樸素認(rèn)識，因此量淌，初中物理教學(xué)就需要對學(xué)生給予一種特殊的關(guān)照骗村，這種特殊的關(guān)照是指，通過體察入微的教學(xué)設(shè)計呀枢，從而在教學(xué)過程中使學(xué)生確證自己在教學(xué)中的主體地位胚股，而教學(xué)“權(quán)衡輕重”“無心插柳”等環(huán)節(jié)都在潛移默化中彰顯了這一考量，并在第四環(huán)節(jié)聯(lián)系“買橘子”的日常經(jīng)驗中給予解釋裙秋，第四環(huán)節(jié)看似冗余琅拌，實則體現(xiàn)了關(guān)注學(xué)生的教學(xué)理念，其核心內(nèi)涵在于要讓學(xué)生感受到密度概念是與自己的經(jīng)驗相一致摘刑，并且比值定義法的邏輯也是基于自己的知識和自己的努力思考而“想通”的进宝，由此學(xué)生的主體地位得以確立，并最終使整個高端備課的教學(xué)達(dá)到水到渠成之境界枷恕。
讀了這篇文章感覺比較適合常規(guī)教學(xué)党晋，從原始物理的角度來認(rèn)識物理概念適應(yīng)人的認(rèn)知規(guī)律。
