■陈森林 柯晓露

研究表明，中学生与物理学家共同体物理概念形成的文生曲线达到了84%以上的相似度，很好地证明了中学生与物理学家共同体物理概念形成过程有着惊人的类似[1]。这提示我们，循着历史的步伐，追溯概念的建立过程，是学习高中物理概念的一条有效途径。

一、借助物理学史，理解物理概念的提出

高中物理教材往往从逻辑顺序或当代的视角来引入新的概念。同学们若未能了解概念提出的历史背景，被动接受，则掌握的效果就不理想。比如在学习“加速度”这一概念时，老师会通过播放“飞机、跑车、摩托车赛跑”的视频创设物理情景，并通过问题串：(1)飞机、跑车、摩托车谁最终达到的速度大?(2)谁的速度变化量大?(3)谁的速度变化得快?我们是如何比较的?(4)在速度变化量不同、用时也不同的情况下，我们又该如何比较它们速度变化的快慢呢?让同学们接受“加速度”的概念。然而，这种看似高效的学习，却隐藏着同学们不知道为什么要引入“加速度”这个概念，不理解为什么要用速度的变化率来定义加速度等深层次问题。而借助伽利略斜面实验，就可以帮助同学们更好地理解这些问题。

同学们先观察小车在斜面上的加速运动，再猜想这一运动中速度与时间成正比的规律。此时，同学们仿佛回到伽利略做实验的场景，先思考：“如何测量瞬时速度?”“要证明的关系能否转化成能可直接测量得时间和位移之间的关系?”然后动手做实验，体会到小车在不同斜面上运动加速快慢是不同的，通过观察，同学们会意识到几次实验中小车运动情况的不同之处——加速的快慢，此时就引出了“加速度”的概念。通过比较速度随时间及位移的变化情况，回顾伽利略对运动学的研究，可以帮助同学们理解定义“加速度”的科学方法。

二、在概念的辨析中，厘清混乱的概念

高中物理存在许多容易混淆的概念，如速度与加速度、电压与电动势、功和能、动量和动能等。比如，亚里士多德之所以错误地认为“物体受力越大速度就越快，一旦没有外力作用时，物体将立即停止运动”，究其原因就在于他混淆了速度和加速度这两个概念。而当伽利略把二者区分出来后，就使得科学得到迅速的发展。再如，皮亚杰研究发现，“动量”概念的发展历程与儿童“动量”概念的建构过程存在相似性[2]。据此，同学们在学习“动量”的基本概念后，先讨论“动量或是动能可以更好地描述物体的运动”，再了解物理学史上莱布尼茨学派与笛卡尔学派关于运动量度的争论，以及惠更斯引入动量的矢量性；牛顿对质量的定义使得动量的概念得以完善；达朗贝尔洞察动量与动能二者之间的对立统一关系等内容。这样的学习过程，不仅丰富了同学们对相关概念的认识，而且提升了同学们的科学素养。

总之，努力搞清概念的来龙去脉，将物理学史上相关概念的形成过程有机融入高中物理概念的学习，是一条值得我们探索的路径。