職高物理教學(xué)中前概念處理再思考

孫福建

前概念在教學(xué)心理學(xué)中一般被認為是學(xué)生在日常生活中形成的，對身邊發(fā)生的事物自發(fā)產(chǎn)生的樸素認識，這種認識往往來自于生活體驗者的直接經(jīng)驗，以及自身追求事物關(guān)系的本能。當學(xué)生進入職高物理課堂之后，這些前概念有時會形成積極的影響，有時會形成消極的影響。對于前者，教者與學(xué)者都樂意見到，因此不需要做太多的文章，而后者則讓教者煩心：怎么教多少遍學(xué)生還是這樣的認識呢？學(xué)者鬧心：怎么老師講的和我感覺的不一樣呢？因此，在職高物理教學(xué)實踐中，對于如何克服前概念帶來的消極影響，永遠是物理同行要研究的重要命題。提出這個看法，一個重要原因是因為職高學(xué)生相對而言基礎(chǔ)薄弱，錯誤的前概念相對更多。就職高物理教學(xué)而言，首先要研究哪些地方容易引發(fā)錯誤的前概念。筆者經(jīng)過梳理，大體有下面這些。

一是生活中的直覺感受。以運動為例，運動恰恰是學(xué)生錯誤前概念比較多的地方。學(xué)習(xí)者在生活中見到的一些情形與現(xiàn)今的科學(xué)描述大相徑庭，譬如重的物理與輕的物體下降一樣快，這種情形在現(xiàn)實生活中恰恰是不容易看到的，相反，在生活看到的正是重的物體下落得快一些。例如，斜向上拋出的物體，在高中物理中被描述為斜拋運動，其軌跡是一個拋物線，而事實上很多學(xué)生認為這條軌跡是物體先斜著沿直線向上飛，然后沿豎直的直線下落?？赡苡械睦蠋熡X得只要加以適當?shù)亟淌诰托辛?，而事實上，這里有兩個現(xiàn)實問題必須引起重視。一是關(guān)于落體的這些錯誤認識從古希臘時代被記錄，直到現(xiàn)在的學(xué)生，他們令人吃驚地有著同樣錯誤的前概念，這只是個偶然嗎？二是教授科學(xué)知識真能迅速改變學(xué)生頭腦中的錯誤前概念嗎？研究表明，事實不是這樣的。

二是前面的學(xué)習(xí)造成的一些錯誤的前概念。此中又分為兩種情況。第一種是由于前面知識的學(xué)習(xí)要求所限，有些知識點不適宜講得太深入、太全面。如摩擦力的影響因素，學(xué)生在初中階段接受到的教育是：只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。而事實上，摩擦力的大小與速度的大小有密切關(guān)系，之所以起初不強調(diào)與速度的關(guān)系，是因為低速情況下速度對摩擦力的影響不大，算不上主要因素，但到了高中物理中某些探究型的題目中，就必須要考慮速度對摩擦力的影響。第二種情況是由于數(shù)學(xué)知識的影響，會給學(xué)生造成一些錯誤認識。比如數(shù)學(xué)公式中的正反比關(guān)系移植到物理當中時，容易造成一些錯誤認識。比如說學(xué)生容易認為速度與位移成正比，與時間成反比；學(xué)生易認為電阻與電壓成正比，與電流成反比。

了解了前概念產(chǎn)生的原因之后，便可以對癥下藥。事實上，有過高中物理教學(xué)經(jīng)驗的老師都知道，對于第二種情況的錯誤前概念，還是比較好掌握的。例如，對于由于客觀條件限制導(dǎo)致的只講解了基本知識，造成的錯誤前概念，可以通過舉例分析的方式化解。例如，摩擦力與速度到底有沒有關(guān)系呢？教師可提供幾個例子供學(xué)生思考分析：汽車速度加快后為什么油耗會增加？神舟號飛船為什么需要設(shè)隔熱層？在這些例子的分析中，通過對比就可以得出摩擦與速度有關(guān)的結(jié)論。不過要注意的是，這一分析的過程一定要讓學(xué)生來完成，否則仍然逃不出灌輸?shù)鸟骄?，學(xué)生不容易信服。而對于數(shù)學(xué)知識引起的錯誤前概念，教師可以通過反例來引導(dǎo)學(xué)生認識物理在以數(shù)學(xué)作為工具的同時，又與數(shù)學(xué)存在著是否要考慮現(xiàn)實的區(qū)別。

對于第一種情況，也就是因為直覺，因為生活經(jīng)驗造成的錯誤前概念需要職高物理同行需要付出更多的努力，要向伽利略學(xué)習(xí)實驗智慧。眾所周知，伽利略巧妙地通過將“重物和輕物連接起來”的實驗智慧，形成了一個與“重物下落比輕物快”這一假設(shè)相矛盾的結(jié)論，使得“重物下落比輕物快”的結(jié)論自然被打破。當然，只有實驗還是沒用的，因為實驗并不天然地讓學(xué)生改變原來的錯誤概念，關(guān)鍵是要在實驗的基礎(chǔ)上輔以到位的解釋，讓學(xué)生自發(fā)地利用科學(xué)理論去改變自己原來的錯誤認識。

我們也可以到教學(xué)實踐尋找一個類似的例子。例如，在牛頓第二運動定律的探究中，學(xué)生就存在不少的錯誤前概念。

之所以這么說，是因為每次在教授這一知識時，都需要讓學(xué)生先猜想物體運動的加速度與哪些因素有關(guān)，學(xué)生的回答五花八門。為了防止學(xué)生的胡亂猜想，筆者提出明確的要求：猜想最好要說出猜想的理由。學(xué)生說出的影響因素一般有這樣幾個：物體自身的質(zhì)量、物體受到的重力、物體受到的推力大小等。通過學(xué)生闡述猜想理由，可以知道學(xué)生頭腦中是怎樣想的，從而充分暴露學(xué)生有哪些錯誤前概念。

事實上，學(xué)生形成錯誤前概念的原因是非常復(fù)雜的，上文所說也只是九牛一毛。因此，要做到真正的對癥下藥其實并非難事，這就需要職高物理教師不斷地注意分析學(xué)生，不斷地積累有關(guān)經(jīng)驗。在此過程中，教師也要意識到改變學(xué)生前概念任務(wù)的艱巨性，因為學(xué)生的錯誤前概念往往根深蒂固，這就需要教師樹立長期堅持的準備。對于同一種錯誤前概念，在第一次進行了系統(tǒng)矯正之后，以后每露出一次錯誤就要強化一次，因為這一知識學(xué)生是難以同化的，所以要努力在重復(fù)中讓學(xué)生順應(yīng)正確的物理知識。

在諸多文獻當中，物理教師研究前概念的文章比較多，同行們也要及時參考別人的研究成果，以期將前概念在職高物理教學(xué)中的積極作用發(fā)揮到最大，而將消極作用化解到最低。

（如皋市中等專業(yè)學(xué)校）