揚長避短優(yōu)化前概念對物理教學的影響お

戴興華

前概念是在進行正式學習之前，學生對相關內容的已有認識和理解，這里既包括科學的、正確的理解，也包括片面的、錯誤的認識.就高中物理學習而言，學生的前概念認知主要源于兩個方面，一是學生在小學階段的科學課程學習以及初中物理的系統(tǒng)化學習，這些都是學生物理學習的前概念重要組成；此外，學生在生活中會對一些物理現(xiàn)象進行自發(fā)的總結和解讀，并進一步融合進自己的物理知識體系.這些前概念在學生進行物理學習時，都會發(fā)生一些遷移影響，而教師對此要巧加引導，充分發(fā)揮前概念的積極作用，減輕其負面影響.

1前概念的基本特征

高中物理教學中，教師要讓前概念的效果發(fā)揮得最好，首先就要認識到學生在物理學習方面前概念的特征，其具體內容有以下幾點.

1.1廣泛性

在進行高中物理學習之前，學生已經(jīng)有了十幾年的生活經(jīng)驗，對生活中的物理現(xiàn)象多有接觸和感悟，特別是在初中物理學習之后，他們會嘗試著用物理的語言來解釋這些現(xiàn)象.所以，他們已有的前概念有著廣泛性，再加上生活化的物理情境往往是多元素共同作用的系統(tǒng)，因此相關解釋所包容的物理性理解可謂是包羅萬象，也就是說學生的前概念廣泛存在于力、熱、聲、電、光等多個物理分支里，這也預示著學生在各個章節(jié)學習時，都會遇到前概念的影響.

1.2自發(fā)性

學生本就有著對周邊世界的探究欲，所以當他們受到生活中某些場景的刺激時，他們會自發(fā)地嘗試著去解釋和理解，正是這些經(jīng)驗在學生頭腦中的進一步發(fā)展，并通過一系列感知和思考活動，學生最終實現(xiàn)了概念的形成，因此這些前概念都具有自發(fā)性.

1.3頑固性

正是由于學生的前概念源于他們長期的經(jīng)驗積累，因此它們給學生的印象非常深刻，可以用根深蒂固來形容.因此在學生進行正式學習時，某些膚淺甚至錯誤的概念就顯得非常頑固，實踐也證明，前概念的干擾是學生建構知識的最大障礙之一.

1.4隱蔽性

學生的前概念是他們在生活中潛移默化地形成的，因此他們的存在形式非常隱蔽，一般情況下它們不會主動顯露出來.只有在對相應內容進行學習時，學生的聯(lián)想機制才會從記憶系統(tǒng)中提取出相應的前概念認知，這也給我們研究學生的前概念結構帶來一定的困難.

1.5層次復雜性

學生在建構認知時，會大量地使用自己已有知識為基礎，并以習慣性的思維方式來進行認識活動.因此不同的學生在構建前概念時，他們的出發(fā)點未必相同，這就表明，學生對相同的物理情境所構建的前概念可能是不一樣的.所以，教師在進行教學設計時，要多角度地研究問題，盡可能全面把握學生的前概念情況.

2遷移理論在高中物理教學中的應用策略

遷移理論認為，正確前概念對學生的物理學習有著積極的促進作用（即“正遷移效應”），而錯誤的前概念會嚴重干擾學生的物理認知構建（即“負遷移效應”）.考慮到前概念在學生物理學習中既有正面效果，又有負面影響，教師在教學中，必須兼顧兩頭，注意揚長避短，充分發(fā)揮其正面效果，減輕負面影響.

2.1促進前概念在物理教學中正遷移的策略

（1）從學生的生活背景中發(fā)掘教學素材

高中物理的很多概念和規(guī)律對學生而言是非常陌生的，因此他們會學得較為吃力.根據(jù)遷移理論，教師應該研究學生的生活，從他們熟悉的領域選擇與教學內容相關的素材，并將它們搬到課堂上，讓它們成為學生構建認知的感性基礎.

例如，“動量”這一概念的教學，學生一開始很難理解，教師可以這樣來進行教學導入.教師提問：體育場上，如果各有一個籃球和鉛球分別以相同速度向你飛來，你敢接哪一個呢？學生答：籃球，因為它的質量小.教師繼續(xù)問：兩個完全一樣的籃球分別以2 m/s和20 m/s的速度向你飛來，哪一個更容易被接?。繉W生答：速度更小的那個.教師總結：由此可見，物體的運動狀態(tài)與其質量和速度相關，今天我們就來認識動量這個物理量.有了前面的舉例作為鋪墊，有關概念的構建也就水到渠成了.

（2）引導學生注意觀察生活、思考生活

物理是一門緊密聯(lián)系生活的學科，學生如果能夠注重觀察生活，那么從遷移理論的角度來講，他們的物理認知構建將能夠做到有根有據(jù).[HJ1.8mm]

例如：乘坐公共汽車時，汽車猛然加速，放在地板上的行李會向后滑，學生這時候就應該思考此刻行李箱受到的滑動摩擦力朝什么方向，從而進一步明確滑動摩擦力阻礙的是相對運動，對行李箱相對于地面的運動而言，滑動摩擦力起到了動力的作用，亦即滑動摩擦力在此階段做了正功；又比如，學生在乘坐游輪時，應該留心一下船舷邊側所固定的輪胎，通過思考這些輪胎在船靠岸過程中的作用來明確其中“緩沖”的原理；又比如，學生在看朝鮮核試驗的新聞時，就要能夠聯(lián)系到核裂變的基本原理，從而對原子物理產(chǎn)生更加深刻的認識.

2.2減輕前概念在物理學習中負遷移的策略

（1）誘導學生將錯誤的前概念暴露出來

錯誤前概念的最大危害是其隱藏在學生的記憶深處，學生并不知道它是錯誤的，而是將其和其他的物理理論整合起來，作為物理知識的基本組成，這會導致學生認知系統(tǒng)的混亂性.有道是“不破不立”，唯有讓學生將錯誤的前概念暴露出來，學生才會真正意識到其錯誤所在，進而引發(fā)認知沖突，打破學生原有認知的平衡，從而實現(xiàn)知識的更新.

例如，慣性這個詞在生活中也多有涉及，學生會有這樣的前概念：速度大的物體，慣性大；速度為零，物體就沒有慣性.對此，教師可以先引發(fā)學生來討論兩個問題：慣性是怎樣一種性質？怎樣的物體慣性大？第一個問題作為新課所授內容，學生基本沒有異議：慣性是物體保持原有運動狀態(tài)的性質，反映物體運動狀態(tài)改變的難易程度；對于后一個問題，肯定有很多學生將上述的錯誤前概念拋出來.此時，教師問：用同樣大的力分別將鉛球和籃球推出去，哪一個運動狀態(tài)更容易改變？學生答：籃球.教師問：這里討論的是物體運動狀態(tài)改變的難易程度，因此有沒有慣性概念的存在？學生答：有.教師繼續(xù)問：兩個球的初態(tài)都是靜止的，為什么有慣性上的差別.學生很快意識到自己原先的錯誤，新的概念也就建立起來.

（2）引導學生明確前概念的不合理性

教學實踐表明，教師可以引導學生通過明確錯誤前概念的不合理性，進而促使概念的修正.

例如：針對很多學生一個常見的錯誤前概念：“摩擦力的方向一定與運動方向相反.”這句話其實包含很多內容：①有關“運動”的描述一般參考系是地球，而與摩擦力方向相對應的運動往往是相對運動；②高中涉及的摩擦力主要有兩類，因此上述內容應該區(qū)分為靜摩擦力的方向一定與運動方向相反；滑動摩擦力的方向一定與運動方向相反.對應這樣一個錯誤的前概念，教師要引導學生充分明確其中的不合理性，具體操作可以由實驗來進行，先用手握住一本書保持靜止，提問：書是否受到手的靜摩擦力？學生答：受到向上的靜摩擦力，因此書才沒有下滑.教師再捏著書往上運動，提問：靜摩擦力的方向與運動方向相反嗎？學生答：不對，和運動方向相同.接著，教師再演示傳送帶傳送物體的實驗，引導學生明確滑動摩擦力也可以與物體的運動方向相同，到此為止，這一前概念的不合理性已經(jīng)暴露無遺.

（3）注重概念間的聯(lián)系式教學

學生的認知總是在學習的過程中得到發(fā)展的，我們在教學過程中注重概念間的聯(lián)系，有利于消化學習前概念的不良影響.概念間的關系有如下3種，下面分別舉例：

第一種，概念間的下位發(fā)展關系，引導學生“類屬學習”，如圖1所示，學生對力這個概念并不陌生，由這個概念出發(fā)，我們可以引出常見的3種力教學.

第二種，概念間的上位發(fā)展關系，引導學生“總結學習”，如圖2所示，學生在學習了3個理想氣體實驗定律后，可以由此出發(fā)總結出理想氣體狀態(tài)方程.

第三種，概念間的并列關系，這類概念引導學生進行類比，發(fā)現(xiàn)其中的差別與聯(lián)系，如圖3所示的幾個概念.

（4）引導學生進行認知的系統(tǒng)化建構

由于學生在思維上缺乏條理性和嚴謹性，知識整理時也大多呈現(xiàn)為離散化，所以很多前概念存在于學生的記憶深處，而學生卻無法自知.教師在引導[HJ1.9mm]學生建構認知時，要啟發(fā)學生以知識網(wǎng)絡的形式來梳理知識點，不給前概念任何立足的空間，那么前概念對學習的負面影響將大大減小.

例如：有關“平衡狀態(tài)”的認識，教師不僅要引導學生從字面上知道“物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)就是平衡狀態(tài)”，還需深層次引導學生認識到這里的“勻速” 是速度矢量不變，即速度的大小和方向均不變；此外，教師還需幫助學生進一步明確：所謂“平衡”就是加速度為零；所謂“平衡”最根源的內容是物體不受外力.有了這樣系統(tǒng)而深刻的認識，學生在勻速圓周運動以及簡諧運動等概念的學習時就不會再被有關“平衡”的前概念所誤導了.