教材在不同階段對“速度”概念的闡述分析

李璐瑤 石紅

【摘要】“速度”的概念在小學(xué)、初中、高中乃至大學(xué)都有涉及，而每個階段的概念都有一定的區(qū)別與聯(lián)系。文章通過對比“速度”這一概念在不同階段的教材的闡述分析，總結(jié)出教材安排的意圖和不足之處，并提出可行性的教學(xué)建議，為“速度”這一概念的教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】速度；概念；教材

一、引言

物理概念是物理學(xué)的基石，很多物理概念從小學(xué)到大學(xué)都在學(xué)習(xí)，比如“速度”這一概念?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》在各個階段對概念的要求不同，教材在每個階段對速度的闡述也不同，但是這些概念間又有密切的聯(lián)系，理清“速度”這一概念在不同階段的區(qū)別與聯(lián)系對這一概念的教學(xué)具有重要意義。

二、不同階段的教材對“速度”的闡述

以下關(guān)于“速度”概念的來源，小學(xué)階段選自北師大版四年級數(shù)學(xué)上冊，初中、高中階段來自使用教材量最多的人教版物理教材，大學(xué)階段來自由人民教育出版社出版，漆安慎編寫的《力學(xué)》第三版教材。

三、“速度”在不同階段的內(nèi)容安排分析

（一）各階段內(nèi)容安排基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，整體以螺旋式遞增

維果斯基將兒童現(xiàn)有發(fā)展水平，以及通過指導(dǎo)兒童能達(dá)到的解決問題的水平間的差異稱作“最近發(fā)展區(qū)”。教學(xué)的作用一方面決定著兒童發(fā)展的內(nèi)容、水平和速度，另一方面創(chuàng)造著最近發(fā)展區(qū)[1]。

結(jié)合表1、表3及學(xué)生發(fā)展的特點(diǎn)來看來看，小學(xué)階段結(jié)合學(xué)生各方面能力的發(fā)展特點(diǎn)，只要求學(xué)生掌握速度的公式及其運(yùn)用；初中階段對速度概念的闡述包括文字和公式描述，且增加了速度的單位，這也是基于初中生已經(jīng)習(xí)慣了以字母替代文字的表達(dá)方式，并且明白了單位的存在意義；高中階段速度的描述是建立在學(xué)生掌握了位移的概念的基礎(chǔ)上，依然有文字和符號兩種描述方式，且結(jié)合學(xué)生邏輯思維能力和抽象思維能力的發(fā)展情況，增加了平均速度與瞬時(shí)速度的概念；大學(xué)對“速度”概念的闡述是基于學(xué)生掌握了極限概念與數(shù)學(xué)微積分，又結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，直接給出平均速度與瞬時(shí)速度的概念。

整體來看，教材對速度概念的安排從深度和廣度上都在不斷增加，但是每個階段都基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，且內(nèi)容量安排情況按螺旋式上升。

（二）各階段教材對“速度”的安排循序漸進(jìn)，概念從特殊到一般

從內(nèi)容編排來看，小學(xué)階段只呈現(xiàn)速度的公式及運(yùn)算，到初中描述速度的定義、表達(dá)式及其單位，再到高中基于涉及速度標(biāo)矢量問題和平均速度與瞬時(shí)速度的區(qū)分，最后到大學(xué)運(yùn)用極限、變化率、導(dǎo)數(shù)等概念對平均速度和瞬時(shí)速度進(jìn)行描述。

從坐標(biāo)的維度來看，初中概念只限于一維坐標(biāo)，只研究物體做勻變速直線運(yùn)動的情況；到高中涉及二維目標(biāo)，除了研究直線運(yùn)動，還有曲線運(yùn)動；到大學(xué)階段，教材中是在三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上對速度概念進(jìn)行描述。

基于以上分析我們不難看出，各個階段對“速度”這一知識點(diǎn)的內(nèi)容安排循序漸進(jìn)，從易到難，概念建立從特殊到一般，符合學(xué)生思維發(fā)展特點(diǎn)。

（三）“速度”概念的建立方式單一，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)

從表3來看，四個階段的教材中“速度”概念的建立方式如出一轍，過于單一，尤其是初中與高中教材中的概念建立方式非常相似。對于正處于青春叛逆期的高中生而言，他們的自我意識不夠全面，并且叛逆性強(qiáng)，好奇心及學(xué)習(xí)興趣對他們的影響非常大，若速度概念建立方式與初中太過相似，會使得他們誤以為該知識點(diǎn)已經(jīng)掌握，進(jìn)而影響他們的學(xué)習(xí)動機(jī)，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)效果[2]。

（四）對學(xué)生前概念的把握不到位，沒有突出各階段的重點(diǎn)

概念教學(xué)是物理學(xué)的細(xì)胞，學(xué)生對概念的掌握情況關(guān)系到他們對整個物理學(xué)科的學(xué)習(xí)。而對于“速度”這一概念的教學(xué)，教材沒有充分結(jié)合學(xué)生的前概念進(jìn)行內(nèi)容編排，大量的篇幅都在描述學(xué)生已經(jīng)掌握了的知識點(diǎn)上，對于教學(xué)重點(diǎn)不夠突出。從高中教材“速度”這節(jié)內(nèi)容的編排來看，矢量性是教學(xué)的一大重點(diǎn)，而教材對該教學(xué)重點(diǎn)的安排只用一句簡單的話來描述，卻將大量的篇幅用來描述“速度”概念的建立方式。

四、對教學(xué)的啟示與建議

（一）把握學(xué)生的前概念，突出教學(xué)重點(diǎn)

在概念教學(xué)中，準(zhǔn)確把握學(xué)生的前概念能使教學(xué)效果事半功倍。就“速度”而言，初中教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到學(xué)生對“速度”的認(rèn)識只停留在“經(jīng)驗(yàn)”層次，所以學(xué)生對“速度”概念的內(nèi)涵的理解涉及學(xué)生物理觀念的建立，教學(xué)中對概念的建構(gòu)是教學(xué)的重點(diǎn)。

對高中學(xué)生而言，他們對“速度”概念有了正確但不夠全面的認(rèn)識。教學(xué)中應(yīng)基于學(xué)生的認(rèn)知去拓展“速度”概念的內(nèi)涵，將教學(xué)重點(diǎn)放在速度的矢量性，讓學(xué)生對瞬速度的理解和對速率、平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)分上，有針對性地進(jìn)行教學(xué)。

（二）增加“速度”概念建構(gòu)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)

學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)與他們學(xué)習(xí)的效果息息相關(guān)，為了使他們更好地掌握“速度”這一概念，教學(xué)中應(yīng)該選擇不同的概念構(gòu)建方式，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性。尤其對正處于叛逆期的初、高中生而言，一成不變的概念建構(gòu)方式會對他們的學(xué)習(xí)熱情產(chǎn)生消極的影響，所以教學(xué)中概念構(gòu)建方式的選擇就顯得尤為重要。

對于教師而言，應(yīng)當(dāng)注意到教材編排的優(yōu)勢及不足，再根據(jù)學(xué)生情況選擇不同的教學(xué)方法，盡量激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生在課堂上既能溫故，又能知新，還能理清楚這些知識點(diǎn)的異同與聯(lián)系。

（三）注重各階段“速度”概念的銜接，突出概念的區(qū)別與聯(lián)系

由于物理學(xué)教材按照螺旋式編排，各個階段“速度”這一概念都會有一定的區(qū)別與聯(lián)系。教師應(yīng)注重各階段知識間的銜接，讓學(xué)生分清楚各階段速度概念的區(qū)別與聯(lián)系，幫助學(xué)生理解和運(yùn)用知識點(diǎn)，這樣有利于他們更加深入地理解該知識點(diǎn)，同時(shí)便于他們分析相關(guān)知識點(diǎn)的關(guān)系，從全局上把握知識點(diǎn)。

五、總結(jié)與展望

總之，對“速度”概念的教學(xué)，教師首先要把握好學(xué)生的前概念，并結(jié)合學(xué)生的情況突出教學(xué)重點(diǎn)，有針對性地攻克教學(xué)中的重難點(diǎn)。其次，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到“速度”概念建構(gòu)方式的多樣性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。除此之外，教師在教學(xué)中應(yīng)注重各階段“速度”概念的銜接，突出概念的區(qū)別與聯(lián)系，順其自然地將新舊知識結(jié)合起來，便于學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行重組與改造，促進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的同化與順應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐美娜.“最近發(fā)展區(qū)”理論及對教育的影響與啟示[J].教育與教學(xué)研究，2010，24（05）：14-16，23.

[2]顧健.初、高中物理教材中速度概念的銜接研究[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2016，32（11）：58-60.