理解前概念，助力物理課堂

陳學寫

【摘要】學生在系統(tǒng)學習科學的物理概念之前，頭腦并非空的，在成長的過程中依據(jù)觀察實踐、生活經(jīng)驗，形成了有自己“特色”的前概念。這種概念的產(chǎn)生符合認知規(guī)律，客觀存在的。有些前概念是正確的，他能幫助學生快速了解世界;有些卻也是錯誤的，主要是由于兒童、青少年思維比較依賴于感性材料，抽象思維欠發(fā)展，無法透過表象看本質(zhì)，認知能力較低。因此前概念往往不可避免地出現(xiàn)一些錯誤或不完整，這對我們后續(xù)學習科學的物理概念以及物理規(guī)律會有很大的負面影響。物理學科核心素養(yǎng)中的“物理觀念”是概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華。所以在中學物理教學中，注重對學生前概念的分析研究并助其轉化成科學概念，有助于核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

【關鍵詞】前概念;建構;科學概念

嬰兒呱呱墜地，便置身于奇妙的物理世界中，他開始觀察、感受，啟動思維，對信息進行加工，進而形成自己對這世界的認知，形成常識，并利用它們?nèi)ダ斫馕锢憩F(xiàn)象，進而在頭腦中形成了前概念。對于物理老師來說，前概念是指學生在系統(tǒng)地學習科學知識之前，頭腦中對于該知識已經(jīng)形成的概念、規(guī)律、思想方法、邏輯素質(zhì)等的總和。實踐中可認為是學生進入初二之前通過自己的觀察、思考，形成的一種經(jīng)驗型概念。

一、前概念的特點

第一，普遍性。前概念是人類出生之始，自然而然就形成的，所以所有學生都有前概念，學生隨著年齡的增長不斷累積著前概念，所以前概念很多很普遍。又如物理學史中兩個著名的論斷“力是維持物體運動的原因”“重的物體下落快”，這其實是亞里士多德在那個遠古年代觀察不細致、科學抽象不成功所產(chǎn)生的一個前概念。這個前概念對人類有著深刻、普遍的影響。

第二，隱蔽性。前概念是人主動自發(fā)地認識世界的結果，前概念在不知不覺中產(chǎn)生，產(chǎn)生以后也在不知不覺中藏起來，不會輕易暴露，但在學習正確的科學概念時，有時忽然跳出來，成為一只“攔路虎”。例如，甲乙兩隊學生拔河比賽，甲隊勝，學生總會以為甲隊拉乙隊的力大于乙隊拉甲隊的。然而，他們嘴里依然念叨著“作用力與反作用力總是大小相等”。顯然，學生深陷于生活中“誰力大誰贏”的前概念錯誤而不自知。

第三，頑固性。一旦前概念形成，可謂根深蒂固，想要讓它改變并建構起正確科學概念，那得費很大力氣。例如：“對拋離手的小球受力分析”，初學者總會分析出“拋力”來;又如“對站在商場扶手電梯斜向上運動的乘客受力分析”，學生總會分析出“斜向上前進力”。由于學生在生活實踐中已經(jīng)建立起了“在運動的方向上必然有力的作用”的前概念，所以在實踐中想幫學生跳過這個“坎”，都需要反復地付出努力。

二、如何減少前概念對高中物理教學的消極影響，發(fā)揮其正向作用

第一，明確把握好前概念是因材施教的前提。我們老師在教學過程中，總喜歡把知識系統(tǒng)地分析清楚、理順，打包，然后試圖把這個包裝載在學生腦殼子上，這樣學生就擁有老師的知識了，但事實上，在實踐中是行不通的。我想首先每個學生學習之前就已經(jīng)有了前概念了，而且每個學生的情況都不一樣。教學過程一定不能直接繞過，而應重新去觸碰，讓新知識和前概念相互糅合。對于正確的前概念要給予肯定，錯誤的前概念要指出并引導其發(fā)揮主觀能動性對前概念進行改造，建構正確的科學物理概念，創(chuàng)造自己獨特的知識體系。每個學生的腦袋都是一個瓶子，里面裝著代表自己味道的酒，老師就是調(diào)酒師，要品味得出每個學生的味道，才能創(chuàng)造出獨一無二的雞尾酒。

第二，課前預判學生可能存在的前概念問題，提前備好對策。教師作為課堂活動的主導者，在每開啟一個新知識點之初，必須先預判相關的前概念問題，這是比較困難的事情。首先，要求教師要走進學生的生活、學習，多交流，弄清學生對事物各種已有的理解，并洞察這些看法和理解的由來。其次，課后多反思，勤累積。下面提供一些學生較普遍存在的前概念問題：（1）加速度越來越小，速度越來越小;（2）“力是維持物體運動的原因”;（3）摩擦力一定是阻力，并且與運動方向相反;（4）重的物體下落快;（5）速度大，慣性大;（6）力可以經(jīng)一物傳至另一物;（7）飛機空投物體，物體將落在投擲點正下方或靠后位置;（8）兩個燈泡串聯(lián)在電路中，功率大的亮;（9）兩根有相同電流方向的平行導線相斥;（10）靜止的電荷會受到磁場的作用。通過研究總結發(fā)現(xiàn)，前概念多數(shù)出現(xiàn)在力學，究其原因就是前概念的形成時期是在兒童少年時期，此時接觸電現(xiàn)象較少。明確了可能存在的前概念，接下來就可以設計問題，將其暴露出來，然后通過小組討論、強化練習等形式，幫學生建構新概念。

第三，理解好前概念與科學概念關系，正確處理學生的前概念錯誤。前概念的產(chǎn)生來源于學生個體對世界的觀察與思考，但由于年紀尚小，抽象思維欠發(fā)達，無法透過現(xiàn)象看本質(zhì)，這就不可避免導致前概念會有些錯誤。這些錯誤客觀存在，但并非無法改正。建構主義學習理論一個最根本的觀點是，人們總是基于他們已經(jīng)知道的知識去建構新知識以及對新知識的理解。我們不妨借助前面建構主義觀點處理前概念問題。教學中學生暴露了前概念問題，不要一下子就否定、打擊學生，反而應當明白這是一個機會，認真幫學生分析其成因，認識錯誤，從而建構正確概念。例如，講“簡單連接體”問題時，題目是A、B兩物體靜止放置于光滑水平面上，用力F水平向右推A，則A對B作用多大？對這道題目，多年以來每一屆高一學生都有很多學生認為答案就是F，而且態(tài)度堅定，更甚者，當用牛頓運動定律解析后，還是半信半疑。當深入學生間交流、研究后發(fā)現(xiàn)，學生從小就有使用木棍等“硬物”推東西的習慣，形成了力可以“傳遞”的概念，所以總認為力F通過A物傳遞給B物，因此A對B的作用力任何條件下都是F。再者，初中學習了“二力平衡”，學生剛升上高一，還習慣于從“平衡”出發(fā)考慮問題，認為B對A的作用力應與F大小相等。顯然，前概念對學生理解這一題目造成巨大困擾。根據(jù)對這一前概念的研究分析，我分兩個層次下手：首先，讓學生自述A對B的作用力如何產(chǎn)生的。學生馬上就意識到是A物產(chǎn)生彈性形變而來，也就是說B物是產(chǎn)生力的主體，并非“外物借道B”作用A，無所謂的“傳遞力”。雖然學生似乎明白了，但是心理層面上還是很難接受的，這也正是前概念頑固性的體現(xiàn)。所以，應該有意識地在后面的教學中設計類似的問題進行強化矯正。其次，我將題目加了一限制條件：B后有一墻。這樣AB都無加速度了，那么F就是正解了。學生這時才明白：跟初中不一樣了，整體有加速度了。在此基礎上順利地引導學生理解平衡狀態(tài)是牛頓第二定律的特殊情況，將初中和高中的知識統(tǒng)一起來，完成了學生新知識體系的建構。

前概念是隱蔽而頑固，但只要我們認真思索，就能熟練地駕馭它，并順利處理好它與物理教學的關系，將學生錯誤的或者不完整的前概念轉化為科學概念，有效提高課堂效率。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2017：4.

[2]陳建華.“前概念”與物理教學[J].江蘇教育學院學報，2006.