基于電磁知識(shí)的前概念教學(xué)研究

謝雪

[摘 要]電磁知識(shí)是中學(xué)物理教學(xué)的重要內(nèi)容， 電磁知識(shí)難學(xué)難教日漸成為熱點(diǎn)話題。教學(xué)經(jīng)驗(yàn)顯示電磁知識(shí)難學(xué)難教的原因之一就是受到前概念的影響。本文針對(duì)前概念對(duì)于電磁知識(shí)的影響從以下三個(gè)方面進(jìn)行了分析，第一，梳理了幾種常見的電磁知識(shí)前概念；第二，分析了產(chǎn)生這些前概念的原因；第三，針對(duì)電磁前概念提出了解決策略。

[關(guān)鍵詞]前概念；電磁知識(shí)；原因；策略

電磁知識(shí)屬于物理教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。中學(xué)物理電磁知識(shí)難學(xué)難教受到諸多因素影響，其中，學(xué)生頭腦中前概念的存在就是一個(gè)重要的影響因素，“廣義的前概念是指學(xué)生在接受正式的教育以前，對(duì)所感知的現(xiàn)象、生活中的常識(shí)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)加工所得出的認(rèn)識(shí)和理解?！?這樣的前概念有的是正確的，有的是與科學(xué)概念相矛盾甚至是錯(cuò)誤的。本文將圍繞電磁知識(shí)中的常見前概念、形成原因及解決策略等進(jìn)行逐一探討。

一、中學(xué)電磁常見前概念

美國(guó)教育心理學(xué)家奧蘇泊爾曾說“如果我們不得不把全部教育心理還原為幾條原理的話，我將會(huì)說，影響學(xué)習(xí)者的唯一重要因素是了解學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么”。 關(guān)于常見的電磁知識(shí)前概念本文總結(jié)了以下幾點(diǎn)。

（一）主觀判斷，曲解本意

在電磁知識(shí)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生要認(rèn)識(shí)許多電學(xué)儀器，需要掌握這些電學(xué)儀器的原理和用途，例如學(xué)生很容易理解電流表是測(cè)量電流大小的電學(xué)儀器，電壓表是測(cè)量電壓的電學(xué)儀器。然而對(duì)于驗(yàn)電器這一電學(xué)儀器，很多學(xué)生認(rèn)為其是測(cè)量電能的電學(xué)儀器。在電學(xué)相關(guān)概念和物理名詞的理解上學(xué)生容易根據(jù)字面上的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生主觀的判斷。電功率的單位是W，電能的單位是J，在學(xué)習(xí)電功概念之后學(xué)生很愿意相信電功的單位和電功率是一樣的，認(rèn)為電功的單位也是W。有的學(xué)生甚至在拆卸玩具的過程中接觸了磁鐵，了解了磁鐵的磁性，然而在九年級(jí)第二十章的電與磁的知識(shí)的學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生卻很難接受通電螺線管的原理。在

（二）“數(shù)學(xué)慣性” ，盲目遷移

學(xué)生從小就接觸數(shù)學(xué)，一種“數(shù)學(xué)慣性”已經(jīng)在學(xué)生的頭腦中形成。能否利用數(shù)學(xué)知識(shí)恰當(dāng)解決物理問題也是學(xué)好物理知識(shí)的重要途徑之一。有的學(xué)生會(huì)將數(shù)學(xué)上對(duì)數(shù)據(jù)大小的比較這種思維方式運(yùn)用到物理電學(xué)相關(guān)概念的比較常見。歐姆定律中電壓、電阻、電流三者互相影響關(guān)系的判斷。學(xué)生之所以產(chǎn)生這種思維定勢(shì)就是因?yàn)樵跀?shù)學(xué)中關(guān)于反比例函數(shù)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)在頭腦中形成了一種關(guān)于X、Y、Z三者的反比例函數(shù)關(guān)系，學(xué)生很容易將這種思維運(yùn)用到物理的函數(shù)表達(dá)式的理解中。

（三）多種渠道，望文生義

信息時(shí)代的發(fā)展，學(xué)生課外在多種渠道接觸到與電磁相關(guān)的概念，例如，媒體經(jīng)常宣傳各種節(jié)能減排裝置，關(guān)于某用電器的節(jié)能廣告中經(jīng)常介紹功率相對(duì)于原有功率降低，消耗電能少等等介紹，在學(xué)習(xí)中，學(xué)生容易認(rèn)為消耗同樣電功的電風(fēng)扇和電飯鍋轉(zhuǎn)化的內(nèi)能是一樣的。部分學(xué)生甚至將電源理解和認(rèn)識(shí)成儲(chǔ)存電流的裝置。

二、電磁前概念的形成原因分析

（一）知識(shí)點(diǎn)，抽象且復(fù)雜

千里之堤，潰于蟻穴。任何復(fù)雜知識(shí)體系都建立在基礎(chǔ)知識(shí)之上，電磁內(nèi)容包含了大量的概念和規(guī)律?；A(chǔ)知識(shí)如果掌握不牢，學(xué)生勢(shì)必會(huì)在做題中遇到麻煩，就電磁知識(shí)本身來說，電學(xué)知識(shí)本身的抽象性還表現(xiàn)在很多東西是看不見摸不到的，這也是電學(xué)知識(shí)區(qū)別于其他知識(shí)的一項(xiàng)明顯的特征。正是知識(shí)本身的這些特點(diǎn)，學(xué)生多數(shù)的前概念產(chǎn)生都是在對(duì)這些基礎(chǔ)的概念和定律的理解上發(fā)生偏差。

（二）負(fù)遷移，物理變誤理

在物理電學(xué)的學(xué)習(xí)中思維定勢(shì)造成的知識(shí)的負(fù)遷移并不少見。學(xué)生從小就學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，因此很容易因?yàn)殚L(zhǎng)期的代數(shù)計(jì)算和函數(shù)的學(xué)習(xí)從潛意識(shí)里忽略了物理公式本身的物理意義，造成“數(shù)學(xué)慣性”的前概念。

（三）學(xué)習(xí)者，經(jīng)驗(yàn)易誤導(dǎo)

日常生活中，通過對(duì)一些物理現(xiàn)象的觀察和認(rèn)識(shí)，逐漸在學(xué)生的頭腦中上升成為各種主觀觀念。這種認(rèn)識(shí)往往與實(shí)際情況有所不同，是不全面的、主觀的。這些來自日常生活的經(jīng)驗(yàn)，尤其是基于感覺體驗(yàn)的概念，通常是根深蒂固的。因此，即使新的物理模型在建立之后，學(xué)生頭腦中依然會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)那些錯(cuò)誤的觀念。

三、電磁前概念的教學(xué)解決策略

（一）埋下“伏筆”，做好事先預(yù)防

前概念的影響時(shí)常發(fā)生，在介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的物理故事時(shí)教師可以強(qiáng)調(diào)奧斯特是首先發(fā)現(xiàn)在在屋外有閃電之后思考可能是電流的作用才使得小磁針發(fā)生的偏轉(zhuǎn)，前提是有電源存在的，在電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)時(shí)教師可直接與學(xué)生交流電磁感應(yīng)知識(shí)就是用之前提到的沒有外接電源的裝置來學(xué)習(xí)的.用這樣的方式可以幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)的內(nèi)容，更好地避免前概念。

（二）創(chuàng)造情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

“想當(dāng)然”的曲解會(huì)影響學(xué)習(xí)者對(duì)于知識(shí)的掌握，例如在前面所提到的學(xué)生認(rèn)為60W的燈泡要比15W的燈泡亮的例子，教師可以將兩個(gè)規(guī)格分別為“220V60W”和“220V15W”的燈泡串聯(lián)在電路中，真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生強(qiáng)烈沖突。學(xué)生強(qiáng)烈地想要知道其原因。因此教師有必要設(shè)置一種讓學(xué)生暴露自己錯(cuò)誤觀念的物理情境，在電功的學(xué)習(xí)中教師可以以實(shí)驗(yàn)作為導(dǎo)入新課的手段，在新課之前教師做一個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)。將兩個(gè)規(guī)格不同的燈泡（這里我們用額定電壓均為6V額定功率分別為15W和5W為例）串聯(lián)在電路中，提問學(xué)生根據(jù)自己的感覺認(rèn)為哪個(gè)燈泡會(huì)更亮一些，有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為15W的燈泡會(huì)5W的燈泡亮一些，當(dāng)教師將實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示在學(xué)生的面前學(xué)生自然而然的產(chǎn)生一種認(rèn)知上的沖突。之前對(duì)于該問題的錯(cuò)誤觀念就暴露在面前。通過以上的教義，希望對(duì)改善前概念的影響有所幫助。

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