淺談高中物理前概念教學(xué)

劉正斌

在高中物理課堂教學(xué)中，重視和加強(qiáng)概念教學(xué)，幫助形成清晰、理解正確、掌握深刻、運(yùn)用靈活的物理概念，是貫徹義務(wù)教育物理教學(xué)大綱，強(qiáng)化素質(zhì)教育，改進(jìn)課堂教學(xué)的重要內(nèi)容。高中物理教學(xué)中的基礎(chǔ)知識，概括起來可分為物理現(xiàn)象、物理事實(shí)、物理概念和物理規(guī)律四大部分，而物理概念則是物理基礎(chǔ)知識的核心內(nèi)容之一?？梢赃@樣說，若沒有一系列物理概念作基礎(chǔ)，就無法形成物理學(xué)體系。所以，要使學(xué)生比較系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識，首要的就是要掌握好物理概念。物理概念不僅是基礎(chǔ)知識的重要內(nèi)容，而且是除概念之外的其它一切基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)，因為定律、原理、公式和定則等基礎(chǔ)知識都是以概念為“細(xì)胞”組成的。筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勛约旱膸c(diǎn)看法。

一、高中物理前概念的形成原因

（一）先入為主的日常生活經(jīng)驗形成前物理概念。

學(xué)生在日常生活中，已從大量的物理現(xiàn)象中獲得了不少物理方面的感性知識，積累了許多生活經(jīng)驗，但這些憑自觀感覺學(xué)習(xí)到的東西不一定都是正確的。例如，輕小物體在空中下落比重物體下落的慢等。

（二）不正確的課外渠道形成前物理概念。

學(xué)生在日常生活中，通過廣播、電視、報刊雜志等渠道，可以獲取大量的物理知識，但其中不少是錯誤的。例如，萬有引力和重力不分，重量、重力、質(zhì)量不分等。

（三）對語詞的曲解形成前物理概念。

物理教學(xué)中的概念通過詞語說明和定義，使直觀材料的特征更鮮明、更突出，揭示了事物之間的內(nèi)部聯(lián)系。但是學(xué)生常用在生活中形成的對詞語的理解來理解物理概念，并由此產(chǎn)生對物理概念的曲解。例如，“加”就是總體上數(shù)量在變大，因而認(rèn)為“加速度”就是描述“物體增加的速度”； “失重”就是指“重力消失了”； “合力”就是“幾個力之和”。

（四）數(shù)學(xué)慣性形成前物理概念。

數(shù)學(xué)知識是學(xué)習(xí)和研究物理學(xué)的重要工具，但物理學(xué)不同于數(shù)學(xué)，物理學(xué)更重要的是物理事實(shí)、物理本質(zhì)和物理關(guān)系。學(xué)生由于從小就接受數(shù)學(xué)教育，在思考物理問題時常常有“數(shù)學(xué)慣性”，以數(shù)學(xué)關(guān)系來理解物理概念。例如，由歐姆定律導(dǎo)出的公式R=U/I，學(xué)生認(rèn)為R的大小與U成正比，與I成反比，忽視了三者之間相互不能割裂的物理關(guān)系。

二、高中物理前概念的策略

（一）進(jìn)行實(shí)驗感知。

實(shí)驗感知的策略是指在人為條件下運(yùn)用儀器、設(shè)備使研究的現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，通過人的知覺和感覺有目的地進(jìn)行觀測、研究，提煉出有效的程序、規(guī)則、方法、技巧及調(diào)控方式。實(shí)施實(shí)驗感知策略的程序是：（1）、觀察。觀察是利用人的各種感覺器官及科學(xué)儀器，有計劃、有目的地對自然狀態(tài)和客觀事物進(jìn)行視、聽、聞、嘗、觸、測，收集獲取信息，從而把握研究對象的多種屬性。觀察要與思考相結(jié)合，觀測是前奏。（2）、推測。推測是將收集的信息進(jìn)行整理，由一個或幾個已知判斷引出新的判斷，這是進(jìn)行思維推理、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的認(rèn)識過程。（3）、實(shí)驗。實(shí)驗是在人為控制的條件下，應(yīng)用各種科學(xué)儀器、設(shè)備使研究現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)從而有目的地進(jìn)行觀測、研究的一種方法。它是科學(xué)概念形成的基礎(chǔ)。

例如，建立“機(jī)械振動”這一概念時，我們可以讓學(xué)生先觀察風(fēng)中的樹枝的擺動、水中浮標(biāo)的上下運(yùn)動、鐘擺的擺動等現(xiàn)象，讓學(xué)生思考這些現(xiàn)象的共同運(yùn)動特點(diǎn)；然后告訴學(xué)生這些都是機(jī)械振動，指導(dǎo)學(xué)生推理出機(jī)械振動的概念是“物體在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動”；然后再演示彈簧振子和單擺實(shí)驗，進(jìn)一步讓學(xué)生建立機(jī)械振動的科學(xué)概念，把握“平衡位置”和“往復(fù)運(yùn)動”的本質(zhì)特點(diǎn)。

（二）激發(fā)認(rèn)知沖突。

針對前概念現(xiàn)象，在物理概念教學(xué)中，了解或設(shè)法去發(fā)現(xiàn)學(xué)生中可能存在的相關(guān)的各種“前概念”，將其顯性化，然后從物理學(xué)研究問題的需要，針對學(xué)生中的前概念，引導(dǎo)學(xué)生思考與討論，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)已有經(jīng)驗的不足甚至錯誤，激發(fā)認(rèn)知沖突，使學(xué)生自覺地對前概念修正、完善甚至放棄，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)科學(xué)的物理概念的需求。這就要求教師精心創(chuàng)設(shè)前概念情境，將物理前概念顯性化。教師可以采用設(shè)置形成認(rèn)知沖突的問題情境而導(dǎo)入：一般應(yīng)注重設(shè)置能充分暴露學(xué)生錯誤前概念的情境，針對性強(qiáng)，能通過學(xué)生的表達(dá)充分暴露其前概念的錯誤，也就是在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，讓學(xué)生清楚自己原來是怎么想的。當(dāng)新奇、生動的現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料之外時，好奇的心理驅(qū)使他們積極地思索。教師要及時地抓住學(xué)生閃現(xiàn)出的認(rèn)知矛盾，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，積極探究、解決問題。

（三）正確理解概念。

概念是用一定的語詞來記載和標(biāo)志的，借助語詞可以對感性材料進(jìn)行抽象與概括，揭露事物的本質(zhì)屬性和共同特征.物理教學(xué)中的概念（這里把物理教學(xué)中的概念，定理，定律等統(tǒng)稱為物理概念）通過語詞說明和定義，使直觀材料的特征更鮮明，更突出，還可以彌補(bǔ)直觀材料的不足，揭示事物之間的內(nèi)部聯(lián)系.但實(shí)踐告訴我們，學(xué)生常用在生活中形成的對語詞的理解來理解物理概念，并由此產(chǎn)生對物理概念的曲解.例如，“加”就是總體上數(shù)量在變大，因而認(rèn)為“加速度”就是描述“物體增加的速度”；在勻速直線運(yùn)動中，“勻速”指的就是“速度保持不變”，因而對勻速圓周運(yùn)動中的“勻速”也理解為“速度保持不變”。

三、高中物理前概念的影響

前概念和科學(xué)的物理概念同是來源于人的實(shí)踐活動，他們都是由認(rèn)識主體的認(rèn)識活動所產(chǎn)生。根據(jù)其是否易于轉(zhuǎn)換成科學(xué)的物理概念，可將其分成兩類，一類是雖然與科學(xué)的物理概念不一致，但在提供給學(xué)生一定的預(yù)備知識之后，再輔之以有關(guān)的實(shí)驗引導(dǎo)，便不難使學(xué)生形成正確的物理概念，例如從不同物質(zhì)輕重的概念轉(zhuǎn)換成密度的概念。從結(jié)構(gòu)上來說，這類概念在學(xué)生頭腦里的形成并不涉及認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，是屬于認(rèn)知同化過程。然而另一類前概念則與此大不一樣，在學(xué)生的原有經(jīng)驗中，這些前概念在兒童的頭腦中已經(jīng)有了相當(dāng)長的發(fā)展時間，且已形成了系統(tǒng)的卻并非科學(xué)的概念。

總之，對于物理前概念，并不能全盤否定，必須一分為二地分析對待。學(xué)生基本正確但不全面的前概念，可加以利用、生成新概念；錯誤的前概念，應(yīng)轉(zhuǎn)化為科學(xué)的概念。對高中物理教師來說，了解和研究學(xué)生已經(jīng)具備的前概念，充分地挖掘、恰當(dāng)?shù)乩没蜣D(zhuǎn)化這些前概念，教學(xué)工作將取得事半功倍的效果。