淺談物理錯誤概念的有效轉(zhuǎn)變

鄭梅

【中圖分類號】O4-4;G652 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）20-0255-01

物理學(xué)是由為數(shù)不多的基本概念、規(guī)律和原理構(gòu)成的完整體系，物理概念構(gòu)成物理學(xué)大廈的基石。在進(jìn)行正規(guī)的物理學(xué)習(xí)之前，學(xué)生的頭腦并非一片空白，他們對于周圍世界已形成了大量的看法和觀點，其中不少看法和觀點是與科學(xué)理論不一致甚至是完全沖突的，這就是錯誤概念。怎樣才能使學(xué)生頭腦中的錯誤概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念，成為擺在我們面前的一個重要而又艱巨的教學(xué)任務(wù)。

一、概念教學(xué)的基本觀點

概念教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素，最終實現(xiàn)對概念的意義建構(gòu)的過程。學(xué)習(xí)概念不是教師向?qū)W生傳遞知識的過程，而是學(xué)生根據(jù)自己先前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)主動地、有選擇地知覺外在信息，建構(gòu)自己理解的過程。

二、概念轉(zhuǎn)變理論

概念轉(zhuǎn)變理論認(rèn)為科學(xué)學(xué)習(xí)是兒童關(guān)于自然現(xiàn)象的原有概念的發(fā)展或轉(zhuǎn)變過程，而不是新信息的點滴累積過程。概念轉(zhuǎn)變理論具有以下幾個特征：

1.科學(xué)概念的建構(gòu)

在知識建構(gòu)過程中，要想建立某一領(lǐng)域的科學(xué)模型，就必須建立起這一領(lǐng)域的一系列概念及其相互聯(lián)系?？茖W(xué)概念是為了理解經(jīng)驗而形成的個體建構(gòu)。在教學(xué)過程中，可以通過頭腦風(fēng)暴和反應(yīng)，最大限度地鼓勵學(xué)生自己提出更可行的概念，然后，通過有學(xué)生的討論和實驗，肯定其中的一些觀點，否定另一些觀點，引導(dǎo)學(xué)生得出科學(xué)的概念。

2.承認(rèn)學(xué)生的觀點

概念轉(zhuǎn)變理論，強調(diào)學(xué)生原有認(rèn)識和理解方式的重要性。它認(rèn)為學(xué)生的原有認(rèn)識影響著他們對教師或教材所呈現(xiàn)信息的理解，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的許多困難都來自于學(xué)生對所學(xué)現(xiàn)象、所教概念和規(guī)律的原有認(rèn)識。奧蘇貝爾說過：“影響學(xué)習(xí)的唯一最重要因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么，要探明這一點并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué)?！?/p>

3.強調(diào)沖突的作用

在教學(xué)中，有意識地利用沖突可以使這些矛盾明確化，這些沖突存在于科學(xué)理論和學(xué)生的觀點之間，存在于學(xué)生現(xiàn)存的兩種觀點之間，存在于學(xué)生持有的解釋模型和不能被這種模型解釋的事件之間，存在于學(xué)生的觀點和其他同學(xué)的觀點之間。

三、錯誤概念的基本特征

大量的調(diào)查研究表明，存在于學(xué)生頭腦中的這些錯誤概念具有廣泛性、隱蔽性及相對穩(wěn)定性。其主要特征有：

1.它難以改變。在經(jīng)過科學(xué)教育之后，那些錯誤概念在特定的情景中依然會“存活”，影響著學(xué)生的思維。研究表明，這些錯誤概念往往不單是由于理解的偏差或遺忘而造成的錯誤，它常常是與學(xué)生的日常直覺經(jīng)驗相聯(lián)系，植根于一個與科學(xué)理論不相容的概念體系，它會對科學(xué)物理概念的學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的干擾作用。

2.它不僅不易被教師所察覺，就連學(xué)生本人也不能自覺地意識到。在復(fù)述概念以及解決較明顯的或單線索問題時，學(xué)生往往會運用教師傳授的書面知識作答，但在解釋比較復(fù)雜的物理現(xiàn)象或?qū)嶋H的新情境中，常常就會不自覺地使用他們的錯誤概念。

3.它所涉及的范圍相當(dāng)廣泛。這些錯誤概念廣泛存在于各個層次的學(xué)生中，優(yōu)等生也常常有些錯誤概念。學(xué)生不僅對那些看得見、摸得著、日常生活中經(jīng)常接觸的事物有較多的錯誤概念，而且對那些微觀的、宏觀的和比較抽象的物理知識也存在不少的錯誤概念。

四、物理錯誤概念轉(zhuǎn)變的基本步驟

1.診斷錯誤概念。

在建立物理概念時，教師首先必須認(rèn)識并設(shè)法了解學(xué)生頭腦中存在的錯誤認(rèn)知。診斷錯誤概念通常采用的方法有問卷測試、個人訪談及制作概念圖等。創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生說出自己的錯誤概念，此環(huán)節(jié)的目的是要利用生動直觀的情境有效地激發(fā)聯(lián)想，幫助學(xué)生喚醒長期記憶中有關(guān)的知識、經(jīng)驗和表象，從而使學(xué)生隱蔽的錯誤概念得以激活并明朗化，同時也引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。教師應(yīng)注意開放性題目的回答更容易暴露學(xué)生的錯誤概念。

2.采用適當(dāng)教學(xué)策略，引發(fā)認(rèn)知沖突要實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。

研究表明傳統(tǒng)的物理教學(xué)對于改變學(xué)生頭腦中的這些錯誤概念的作用是微乎其微的。不少教師三言兩語地指出學(xué)生理解中的錯誤所在，而把主要精力放在“講清楚”正確的概念上，以為這樣錯誤概念就會煙消云散，但事實往往與這些教師的主觀愿望大相徑庭。

關(guān)鍵是設(shè)法給學(xué)生一個巨大的“震顫”，以動搖其頑固信念的基礎(chǔ)。因此必須使學(xué)生切實感受到自己已有的知識經(jīng)驗與科學(xué)概念之間的對立與矛盾，從而產(chǎn)生認(rèn)知沖突，同時也更進(jìn)一步激起學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。

3.建構(gòu)新的理解。

此環(huán)節(jié)是概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的核心部分。有的教師急于求成，形成結(jié)論的過程完全由教師自己包辦代替。這樣做的結(jié)果是學(xué)生的認(rèn)識往往還停留在感性階段，或者感性的材料和理性的結(jié)論在他們的頭腦中，還處于“分離”狀態(tài)，沒有真正實現(xiàn)知識的自主建構(gòu)。

在物理教學(xué)中，可通過下述緊密相連的三個部分，使學(xué)生加深對新概念的認(rèn)識和理解。首先，澄清學(xué)生頭腦中錯誤概念的不合理性，給出合理的科學(xué)概念，并對兩者進(jìn)行比較，使學(xué)生看到科學(xué)概念的合理性。其次，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后，教師采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，排除次要因素，抓住主要因素，找出所觀察到的一系列現(xiàn)象的共性和本質(zhì)屬性，形成概念。最后促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行推論、問問題、解釋或總結(jié)等建構(gòu)活動以及鼓勵師生、生生之間進(jìn)行討論、交流等。

4.應(yīng)用新的理解。

教學(xué)過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在作業(yè)或考試中，他們使用科學(xué)的概念，在日常生活中，則使用原有的認(rèn)識，或者“巧妙的”將兩套體系進(jìn)行混合。學(xué)生建構(gòu)起對新概念的理解只是停留在對新概念的初步認(rèn)識，還需要經(jīng)過解決一些實際問題來加深這種認(rèn)識。

在新概念建立之后，教師要為學(xué)生創(chuàng)造貼近生活、貼近自然的不同物理情境的變式，使學(xué)生有機(jī)會在不同的、新穎的情境中應(yīng)用物理概念。當(dāng)學(xué)生在應(yīng)用知識解決問題的過程中，體驗到新概念的有效性后，才會加深對新概念合理性的認(rèn)識，才能把新概念穩(wěn)固地納入認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

總之，為了促成學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變，除了有科學(xué)理論的指引，教師還要讓學(xué)生感受到教師的真誠關(guān)懷，尤其對學(xué)習(xí)興趣不高的學(xué)生要多給予鼓勵，對學(xué)生出現(xiàn)的不足或失誤要心平氣和地對待，喚起學(xué)生對物理概念學(xué)習(xí)的興趣和信心，從而最終促成學(xué)生的物理錯誤概念的轉(zhuǎn)變。