初中物理錯(cuò)誤前概念探因及轉(zhuǎn)化策略

董芳

【摘 要】前概念是學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)之前，根據(jù)日?，F(xiàn)象或經(jīng)驗(yàn)而形成的固有觀念和認(rèn)識(shí)。由于思維定勢(shì)，以及知識(shí)框架并不完善，閱歷不豐富，所以學(xué)生的很多認(rèn)知與科學(xué)是相違背的。教師只有充分了解學(xué)生的錯(cuò)誤前概念及其產(chǎn)生原因，采用科學(xué)的轉(zhuǎn)化策略，才能讓學(xué)生從有錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，到形成認(rèn)知沖突，到構(gòu)建科學(xué)概念，最后到運(yùn)用科學(xué)知識(shí)，質(zhì)疑生活表象，并解決問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】初中物理教學(xué)；錯(cuò)誤前概念；轉(zhuǎn)化策略

物理是一門(mén)和生活密切相關(guān)的學(xué)科，生活中處處蘊(yùn)含著物理知識(shí)。所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)科之前，早已從生活經(jīng)驗(yàn)中形成了自己對(duì)物理現(xiàn)象及規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)。但學(xué)生通過(guò)直接體驗(yàn)的生活經(jīng)驗(yàn)，有些并不符合科學(xué)世界中的概念原理和規(guī)律原則。所以，教師要重視學(xué)生前概念，采用相應(yīng)的教學(xué)策略，幫助學(xué)生得到科學(xué)概念的有效建構(gòu)，并重新認(rèn)識(shí)生活世界中的物理現(xiàn)象。

一、前概念產(chǎn)生原因

1.對(duì)生活中現(xiàn)象的表面觀察

學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)科之前，早已從生活經(jīng)驗(yàn)中形成了自己對(duì)物理現(xiàn)象及規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)。比如：學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)，書(shū)放在桌面上是靜止?fàn)顟B(tài)，用力推它，書(shū)才運(yùn)動(dòng)。所以學(xué)生會(huì)覺(jué)得，力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因。再比如：站在平面鏡前，后退時(shí)，覺(jué)得像在變小。

2.隨意類(lèi)比，原有知識(shí)干擾造成了負(fù)向遷移

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，會(huì)將原有的相似卻不相同的知識(shí)運(yùn)用到當(dāng)前學(xué)習(xí)情境中，造成知識(shí)的負(fù)遷移，形成錯(cuò)誤的前概念。比如：將電流類(lèi)比為水流，便覺(jué)得電流的流動(dòng)和水流動(dòng)規(guī)律一樣，所以靠近電源正極的用電器先工作。再比如：學(xué)習(xí)了ρ=m/v公式后，學(xué)生會(huì)熟練地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，得出密度與質(zhì)量成正比，與體積成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。

3.字面理解

由于這些詞在日常生活中太過(guò)平常，學(xué)生便會(huì)由生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)物理量從字面上進(jìn)行簡(jiǎn)單理解。比如：覺(jué)得摩擦力一定是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的，摩擦力的方向一定和物體運(yùn)動(dòng)方向相反。

二、基于學(xué)生前概念的教學(xué)策略

1.做好課前調(diào)查，確定教學(xué)基礎(chǔ)

錯(cuò)誤前概念隱藏在學(xué)生的記憶深處，學(xué)生會(huì)把其和其他物理知識(shí)整合，作為建構(gòu)物理知識(shí)體系的基礎(chǔ)。這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知的混亂。所謂“不破不立”，唯有先讓學(xué)生將錯(cuò)誤前概念暴露出來(lái)，明白錯(cuò)誤所在，才能讓學(xué)生打破原有的認(rèn)知平衡，建構(gòu)科學(xué)的知識(shí)體系。

（1）對(duì)于生活中就能接觸到、學(xué)生可以清晰表達(dá)自己觀點(diǎn)的內(nèi)容，可采用談話法，在輕松“閑談”中了解學(xué)生的前概念。學(xué)生會(huì)在不知不覺(jué)中就暴露出問(wèn)題，成為教師備課的重要資源。

（2）對(duì)于有一定知識(shí)性，學(xué)生不容易表達(dá)清楚的內(nèi)容，可采用問(wèn)卷調(diào)查法。

一項(xiàng)針對(duì)兒童的調(diào)查表明，17%的兒童認(rèn)為物體漂浮是因?yàn)樽陨砗茌p，17%的兒童認(rèn)為物體是空心。由上面問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這兩種觀點(diǎn)的比例在下降，這是由于學(xué)生閱歷的豐富，知識(shí)的增加，一些錯(cuò)誤觀念發(fā)生了潛移默化的更正。45.6%的同學(xué)已經(jīng)會(huì)用密度的知識(shí)思考浮沉問(wèn)題，這屬于知識(shí)的正向遷移，應(yīng)給與充分肯定。由此問(wèn)卷調(diào)查，我們可以知道，對(duì)于此問(wèn)題，我們重點(diǎn)要放在如何幫學(xué)生去除“物體受到的浮力大，就會(huì)漂浮在水面上”這樣的刻板印象。

2.利用演示實(shí)驗(yàn)提高新課導(dǎo)入效果

在講解壓強(qiáng)這節(jié)內(nèi)容時(shí)，用釘子壓氣球?qū)嶒?yàn)進(jìn)行導(dǎo)入。先把氣球放在一枚釘子上（如左圖），在紙板上加鉤碼，氣球會(huì)破掉。問(wèn)：“釘子扎氣球一定會(huì)破嗎？”生：“是的?！苯處熝菔荆喊褮馇蚍旁?0枚釘子上，紙板上放鉤碼（如右圖），發(fā)現(xiàn)氣球并不會(huì)被扎破。

演示實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，形象直觀，具有很強(qiáng)的趣味性，吸引了學(xué)生注意，激發(fā)了學(xué)生的興趣，增加了學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生糾正“用釘子扎氣球，球一定會(huì)破”的觀念，為壓強(qiáng)概念的引入埋下了很好的伏筆。

3.重視提問(wèn)教學(xué)，誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己思維上的前后矛盾

問(wèn)：物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持嗎？有什么現(xiàn)象支持你的猜想？

生：需要。書(shū)靜止在桌面上，我推它，它才會(huì)運(yùn)動(dòng)。不推它，它又會(huì)停下來(lái)。

問(wèn)：運(yùn)動(dòng)著的書(shū)，最終又會(huì)靜止，是因?yàn)椴皇芡屏?？向前滾動(dòng)的球，最終會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)闆](méi)有一直踢球嗎？

生：可能是因?yàn)榍蚴艿侥Σ亮Φ淖饔谩?/p>

提問(wèn)式教學(xué)不僅能集中和保持學(xué)生的注意力，而且能很好地鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。更多地設(shè)疑，讓學(xué)生通過(guò)思考發(fā)現(xiàn)自己思維上的前后矛盾。學(xué)生會(huì)想要通過(guò)各種方式知道到底哪一種觀點(diǎn)才是正確的。這樣的教學(xué)，使學(xué)生由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)科學(xué)概念的建立自然事半功倍。

4.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突

如：《物體的浮沉》一課，可準(zhǔn)備三個(gè)外觀一樣的乒乓球，里面用注射器注入不同質(zhì)量的鹽水，以實(shí)現(xiàn)下沉、懸浮、上

浮的狀態(tài)。每次拿出一個(gè)球，讓學(xué)生猜該球放入水中松手后，會(huì)如何運(yùn)動(dòng)。學(xué)生因生活經(jīng)驗(yàn)，會(huì)覺(jué)得乒乓球一定會(huì)快速向上運(yùn)動(dòng)。但是教師展示的情況卻和想象中大不一樣。第一次，小球靜止在水中既不向上也不向下。介紹完懸浮后，假裝擦干實(shí)則換球。上浮和下沉的球，在水中緩慢運(yùn)動(dòng)，不僅可以讓學(xué)生清楚地看到上浮和下沉的過(guò)程，也激發(fā)了學(xué)生興趣。學(xué)生會(huì)以滿腔的熱情，積極投入學(xué)習(xí)中，試圖解開(kāi)乒乓球之謎。

有研究表明：“當(dāng)學(xué)生的前概念受到與此沖突的現(xiàn)象影響，就能激起學(xué)生的求知欲，進(jìn)而引起學(xué)生通過(guò)觀察分析，對(duì)原有概念做出必要轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)由前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。”乒乓球是學(xué)生極為熟悉的，但利用它產(chǎn)生了學(xué)生不熟悉的現(xiàn)象，讓學(xué)生從“知”中發(fā)現(xiàn)“未知”，學(xué)生會(huì)感覺(jué)到親切，從而產(chǎn)生探求真知的欲望，他們會(huì)以持續(xù)的熱情，去學(xué)習(xí)研究，試圖解開(kāi)乒乓球之謎。

5.倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)，將自己收集的資料分享交流

建構(gòu)主義認(rèn)為：“如果不加強(qiáng)個(gè)體間的交流合作，個(gè)體對(duì)事物的見(jiàn)解很容易陷入盲人摸象的片面性悲劇中?！彼?，教師在教學(xué)過(guò)程中要注重學(xué)生的交流合作。

在水沸騰特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生覺(jué)得因?yàn)榫凭珶粢恢痹诮o水加熱，所以水的溫度會(huì)一直升高。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)水沸騰后，溫度保持不變，學(xué)生會(huì)很驚奇以致產(chǎn)生懷疑，覺(jué)得自己溫度計(jì)壞了，或者自己實(shí)驗(yàn)有問(wèn)題，于是有學(xué)生會(huì)編造數(shù)據(jù)以達(dá)到溫度持續(xù)上升的假象。在物理教學(xué)過(guò)程中，要自始至終告訴學(xué)生，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)而有效。學(xué)生如實(shí)記錄下溫度變化情況后，老師讓多個(gè)小組分享交流數(shù)據(jù)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然每個(gè)小組記錄的溫度不一樣，但是每個(gè)小組溫度變化規(guī)律都是一樣的。從而讓學(xué)生得出沸騰過(guò)程中溫度保持不變的規(guī)律，并對(duì)其印象深刻。

6.利用探究學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中糾正錯(cuò)誤觀念

比如：學(xué)生認(rèn)為平面鏡成像，靠近鏡面時(shí)像變大，遠(yuǎn)離時(shí)像變小。

師：有猜想我們就要用實(shí)驗(yàn)探究來(lái)驗(yàn)證。我們?cè)诓ＡО迩胺畔灎TA，如何知道A的像是大還是小呢？

生：可以在玻璃板后面放大小不等的蠟燭，前后左右移動(dòng)，直到蠟燭與A的像完全重合。如果是小蠟燭與A的像重合，說(shuō)明像是小的。

師：很好。如何探究平面鏡成像大小是否會(huì)隨離鏡距離變化而變化呢？

生：改變蠟燭A到鏡面的距離，分別用大小不等的蠟燭在鏡后去與A的像重合，然后比較像的大小。

當(dāng)學(xué)生完成探究實(shí)驗(yàn)后會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論蠟燭A距離平面鏡是遠(yuǎn)還是近，都只有等大的蠟燭才能與其像重合。此現(xiàn)象說(shuō)明：平面鏡成的像與物等大，與物體離平面鏡的距離無(wú)關(guān)。

新課標(biāo)提出：“探究學(xué)習(xí)既是學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是學(xué)習(xí)方法?！蔽锢肀揪褪且婚T(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。所以利用物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究，是學(xué)生必須掌握的科學(xué)方法。學(xué)生在探究學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不僅糾正了原有觀念，主體性得到充分發(fā)揮，而且其思維和實(shí)踐能力也得到了很好的鍛煉，這些都為終身學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

三、結(jié)語(yǔ)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)是主體對(duì)知識(shí)主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程，學(xué)生是認(rèn)知體系的建構(gòu)者。在物理教學(xué)過(guò)程中，教師了解學(xué)生的前概念，才能有的放矢，提高課堂效率，這對(duì)于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念、解決物理問(wèn)題、建構(gòu)知識(shí)框架及提升物理核心素養(yǎng)都有重大意義。