高中物理相異構(gòu)想及其轉(zhuǎn)變策略

劉曉樂

摘 要：研究表明，學(xué)生在接受正規(guī)的科學(xué)教育前，頭腦中并非一片空白，而是已形成了他們對周圍世界的看法和觀點(diǎn)，其中一些看法、觀點(diǎn)與科學(xué)概念是不相一致的。這些觀念常常阻礙學(xué)生掌握高中物理科學(xué)的概念。相異構(gòu)想是高中物理科學(xué)概念獲得的主要障礙之一，轉(zhuǎn)變相異構(gòu)想是概念教學(xué)的關(guān)鍵。因此，本文主要闡述相異構(gòu)想的特點(diǎn)及影響轉(zhuǎn)變的因素，并提出相應(yīng)的教學(xué)策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：相異構(gòu)想；科學(xué)概念；教學(xué)策略

一、相異構(gòu)想的概念及其特點(diǎn)

相異構(gòu)想屬于前概念（preconception）的一部分。學(xué)生在學(xué)習(xí)前由長期的日常經(jīng)驗(yàn)形成的對事物和現(xiàn)象的看法和觀念稱為前概念。這些觀念有些與科學(xué)的理解基本一致，有些理解與科學(xué)概念相違背。我們把后者稱為錯(cuò)誤概念（misconceptions）或相異概念（alternative conceptions）或相異構(gòu)想（alternative frameworks）。學(xué)生的相異構(gòu)想主要有以下特點(diǎn)。

（1）廣泛性。學(xué)生在正式學(xué)習(xí)科學(xué)教育之前，對日常生活中大量的現(xiàn)象有自己特定的理解，這一理解包羅萬象，廣泛存在于不同領(lǐng)域、不同層次的學(xué)生中。

（2）自發(fā)性。學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想源于對大量的日常生活現(xiàn)象的觀察和感知，這些經(jīng)驗(yàn)在其大腦中逐漸深化發(fā)展，經(jīng)過感覺、知覺、表象階段最終形成概念。學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想完全是自發(fā)的，是憑借自己的感覺經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)起來的。

（3）頑固性。相異構(gòu)想含有學(xué)生對自然現(xiàn)象先入為主的印象，是學(xué)生自己的切身體驗(yàn)，且在學(xué)生頭腦中已經(jīng)長期形成，通過生活經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行了強(qiáng)化。因此，學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想具有頑固性。

（4）隱蔽性。由于學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想是潛移默化形成的，在日常交往中表現(xiàn)不明顯，只有在學(xué)習(xí)科學(xué)概念時(shí)才能聯(lián)想到。

二、相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變策略

（1）了解學(xué)生的相異構(gòu)想——實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的前提。教師首先應(yīng)該在態(tài)度上關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前存在的相異構(gòu)想，從而了解學(xué)生頭腦中存在的相異構(gòu)想。教師應(yīng)綜合各種方法，全面把握學(xué)生的相異構(gòu)想，在教學(xué)中做到有的放矢。

（2）引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突——實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的動力。引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突的策略有：第一，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突；第二，通過合作學(xué)習(xí)中學(xué)生的討論與師生之間的對話引發(fā)認(rèn)知沖突。不同學(xué)習(xí)者由于受多種條件的影響，對同一問題的認(rèn)識有所不同，有的較全面，有的較片面；有的較深刻，有的完全錯(cuò)誤。由于學(xué)生有不同的觀點(diǎn)、認(rèn)識，從而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變過程中，豐富學(xué)生感性認(rèn)識的主要途徑是觀察和實(shí)驗(yàn)，教師經(jīng)常通過觀察和實(shí)驗(yàn)來豐富學(xué)生的感性認(rèn)識，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來展示有關(guān)的科學(xué)現(xiàn)象和過程，可以使學(xué)生通過觀察獲得更豐富、更生動、更深刻、更能反映事物共同特征和本質(zhì)特征的感性認(rèn)識。

（3）促進(jìn)學(xué)生概念知識的重構(gòu)——實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。從心理機(jī)制上看，學(xué)生相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變主要有兩種，即同化和順應(yīng)。新學(xué)習(xí)的概念規(guī)律已不能為原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的模式所容納，需要改變原有模式或另建新的模式。對于相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變，學(xué)生只有通過同化和順應(yīng)，實(shí)現(xiàn)原有的錯(cuò)誤概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變。

（4）選擇適宜的教學(xué)方法——實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的橋梁。教學(xué)方法的選擇對于轉(zhuǎn)變學(xué)生的相異構(gòu)想非常重要。對于不同類型的相異構(gòu)想教師應(yīng)采取不同的教學(xué)方法，歸納起來有以下五種：第一，情景教學(xué)。教師設(shè)置一些問題情景，學(xué)生通過響應(yīng)教師設(shè)置的情景來改變自己的想法，從而完成錯(cuò)誤概念的轉(zhuǎn)變；第二，類比教學(xué)。類比是一種思維方式，也是識別不同概念的共同點(diǎn)的過程，很多研究者已經(jīng)應(yīng)用這種方法對學(xué)生進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變教學(xué)，并且取得了很好的效果；第三，變式和典型例證。概念變式是指對同一個(gè)概念從所有維度進(jìn)行分析，揭示不同的描述方式間的內(nèi)在聯(lián)系。學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識所學(xué)概念，避免對概念的孤立、機(jī)械的記憶。變式可提供大量包含某一物理概念的不同事例，包括正面的和反面的例子。

（5）加強(qiáng)思維方法訓(xùn)練——實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的必然步驟。在相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變教學(xué)中，如果只向?qū)W生提供概念轉(zhuǎn)變的感性材料，而不讓學(xué)生參與思維加工活動，掌握建立科學(xué)概念的思維方法，雖然教師的概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)方法很好，但對學(xué)生來說，表面聯(lián)系和本質(zhì)聯(lián)系、感性認(rèn)識和理性認(rèn)識、生活經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)概念仍然處于“分離狀態(tài)”，對科學(xué)概念的認(rèn)識只是膚淺、片面的，在解決實(shí)際問題時(shí)還會出現(xiàn)錯(cuò)誤。

（6）強(qiáng)化概念的運(yùn)用——實(shí)現(xiàn)相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的升華。學(xué)生剛剛發(fā)生概念轉(zhuǎn)變后，科學(xué)概念和相異構(gòu)想并存在腦海中，學(xué)生一次性理解科學(xué)概念是不符合認(rèn)知規(guī)律的。學(xué)生要徹底轉(zhuǎn)變相異構(gòu)想，要在經(jīng)過教師幫助轉(zhuǎn)變以后，靈活運(yùn)用科學(xué)概念，達(dá)到對概念的深化和活化，相異構(gòu)想才能真正發(fā)生轉(zhuǎn)變。endprint