對(duì)消除物理“前概念”不利影響的建議

薛實(shí)軍

摘要：物理前概念對(duì)學(xué)生形成與掌握科學(xué)的物理概念有極大的影響。要消除前概念影響因素，物理教學(xué)要注重概念的建構(gòu)過程，要突出概念的形成與同化過程。

關(guān)鍵詞：前概念；影響；建議

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）15-0095

一、物理“前概念”釋疑

如果按照最簡(jiǎn)單的“正確與否”來(lái)區(qū)分，一類是對(duì)教學(xué)有積極的作用的正確的物理前概念。另一類是對(duì)教學(xué)有負(fù)面影響錯(cuò)誤的前概念。下面主要是研究錯(cuò)誤的前概念對(duì)教學(xué)的影響。

如果從產(chǎn)生的原因分析，大致可以分為兩種形式。一種是由學(xué)前經(jīng)驗(yàn)形成的前概念。例如，從日常生活、小學(xué)常識(shí)課到初中自然，都只提到磁鐵能吸引鐵磁性物質(zhì)，而從未提到鐵磁性物質(zhì)可以反過來(lái)吸引磁鐵。另一種是有些前概念在物理教學(xué)中，還不會(huì)輕易地讓位于科學(xué)概念，學(xué)習(xí)過程呈新舊知識(shí)相互作用的過程，比如，自由落體運(yùn)動(dòng)這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該把這節(jié)新課的重點(diǎn)放在哪里呢？其實(shí)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)于“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的概念已經(jīng)爛熟于心，有些教師把側(cè)重點(diǎn)放在自由落體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)上，忽視了學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是新知識(shí)與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立非人為的和實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，而本節(jié)課的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系就是“自由落體運(yùn)動(dòng)從屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng)”，這就是這個(gè)問題的“痛點(diǎn)”，如果教師打通了這點(diǎn)，再引導(dǎo)學(xué)生分析“初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)”“加速度為重力加速度g”，學(xué)生就能很快地掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

二、消除“前概念”不利影響的建議

1.加強(qiáng)實(shí)物演示，有利于消除錯(cuò)誤前概念

如果問“太陽(yáng)暴曬下的金屬塊的溫度比木塊的溫度要高”這句話是否正確，很多學(xué)生認(rèn)為正確。教師當(dāng)著學(xué)生的面現(xiàn)場(chǎng)在太陽(yáng)底下測(cè)試，是不是比任何蒼白的講解有用的多？?jī)蓚€(gè)擺長(zhǎng)相同擺球質(zhì)量不同的單擺，哪個(gè)周期大呢？教師若解釋說一樣大，與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，則有些學(xué)生會(huì)始終持懷疑態(tài)度，如果通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自做，由他們自己得出結(jié)論，情況就大不一樣了。在“自由落體”一節(jié)教學(xué)中，學(xué)生對(duì)“同一高度不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)從豎直落下時(shí)是不是同時(shí)落地”很是懷疑，教師實(shí)驗(yàn)有時(shí)確實(shí)不成功，主要是沒有考慮到空氣阻力這個(gè)因素。如果教師在牛頓管中做類似實(shí)驗(yàn)，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀察到“在稀薄空氣中”就很好地消除了“生活經(jīng)驗(yàn)”“阻力”等的影響。

2.加大物理模型的應(yīng)用，消除學(xué)生的思維障礙

教師要消除學(xué)習(xí)中的思維障礙，要通過參與結(jié)構(gòu)模型的制作，把抽象的知識(shí)形象化，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注對(duì)物理建模過程的探究。研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果物體是平動(dòng)的，而且物體運(yùn)動(dòng)的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小，這個(gè)時(shí)候我們就將物體的大小和形狀忽略而將物體看作一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，這就是質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)這一模型的建立將運(yùn)動(dòng)的物體大大簡(jiǎn)化了，使我們?cè)诜治鲞\(yùn)動(dòng)問題時(shí)更加注重問題的本質(zhì)——運(yùn)動(dòng)而不是物體。在伽利略和牛頓以前，認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)所不可缺少的，形成這個(gè)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的主要原因是當(dāng)時(shí)的人們對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)缺乏科學(xué)分析，也難怪亞里士多德提出了一個(gè)錯(cuò)誤命題：必須有力作用在物體上物體才運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)停下來(lái)。伽利略在前人的經(jīng)驗(yàn)中，設(shè)想了一個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”，建立了一個(gè)沒有摩擦的光滑軌道的物理模型，才非常巧妙地否定了錯(cuò)誤概念并推導(dǎo)出正確的結(jié)論。

物理教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)重要過程就引導(dǎo)學(xué)生暴露物理學(xué)習(xí)中的思維過程，物理問題的起點(diǎn)是問題而不是概念。關(guān)于分子等微粒的認(rèn)識(shí)，從初中開始，在物理和化學(xué)學(xué)科中都是難點(diǎn)。在“分子間的相互作用力”一節(jié)教學(xué)中，能不能通過宏觀物體建立相應(yīng)的物理模型來(lái)解釋分子與分子之間的距離關(guān)系呢？教師完全可以利用物理的彈簧模型來(lái)引導(dǎo)學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的思維障礙，讓分子及分子力形象化、具體化。例如，在“洛侖茲力”教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于公式F=qvB的推導(dǎo)，障礙在于“I=nqvs”，要是教師充分考慮到學(xué)習(xí)過程中的學(xué)生思維缺陷，充分運(yùn)用或創(chuàng)造條件，搭建“導(dǎo)線中電流流動(dòng)的微觀圖像的物理模型”，問題就變得簡(jiǎn)潔多了。

3.循序漸進(jìn)，確立正確概念

很多物理教師對(duì)于物理概念的理解，要么“霸王硬上弓”讓學(xué)生死記硬背，要么“繞路走”輕描淡寫，甚至一筆帶過，對(duì)物理現(xiàn)象的形成與發(fā)展的過程“斬頭去尾燒中間”，實(shí)則忽視了物理教學(xué)的過程。每個(gè)物理模型都是對(duì)現(xiàn)實(shí)對(duì)象或過程的簡(jiǎn)化處理，但這種簡(jiǎn)化并沒有破壞所研究對(duì)象和過程的主要因素。水壓與電壓，電場(chǎng)與重力場(chǎng)，磁場(chǎng)與電場(chǎng)，這組概念沒有直接聯(lián)系。有經(jīng)驗(yàn)的物理教師常常通過速度變化率、磁通量的變化率比較來(lái)加深磁通量的變化率的理解，通過電場(chǎng)比較磁場(chǎng)、通過水壓與電壓的區(qū)別、通過重力場(chǎng)來(lái)強(qiáng)化磁場(chǎng)來(lái)克服相似相近“前概念”對(duì)“后概念”的不利影響。教師引導(dǎo)學(xué)生理順這些關(guān)系，才能做到知識(shí)的融會(huì)貫通，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能收到事半功倍的效果。在教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)由于學(xué)生對(duì)物理概念存在理解和表達(dá)上的錯(cuò)誤的時(shí)候，多聽學(xué)生對(duì)這個(gè)概念描述中的關(guān)鍵詞，既不能急于求成，也不能強(qiáng)行糾正，以免適得其反。教師還要耐心、細(xì)致地引導(dǎo)學(xué)生用物理方法來(lái)分析問題，多傾聽學(xué)生的爭(zhēng)論，讓學(xué)生把前概念和物理概念對(duì)照比較，引起沖突，讓學(xué)生為自己的前概念辯護(hù)，讓學(xué)生獨(dú)立地尋找所學(xué)物理要領(lǐng)的主要特征和屬性，再因勢(shì)利導(dǎo)，意識(shí)到自己腦海里發(fā)生的轉(zhuǎn)變，從而使他們真正明白課堂上所講的內(nèi)容。

物理規(guī)律常常是一條知識(shí)鏈，這條知識(shí)鏈反映的是物理概念之間的從屬關(guān)系和來(lái)龍去脈，學(xué)概念、學(xué)規(guī)律是學(xué)會(huì)“建?！钡倪^程，課堂練習(xí)中的物理習(xí)題把基本物理過程和基本物理現(xiàn)象組合包裝而成，做題是去掉習(xí)題中非本質(zhì)的內(nèi)容，借助形象的工具，拆成獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，是“用?！钡倪^程。這就要注重物理規(guī)律及概念的連鎖分析，以提高知識(shí)網(wǎng)絡(luò)程度，鞏固課堂效果，做到各個(gè)擊破，加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解。

物理概念在學(xué)生頭腦中不是憑空出現(xiàn)的，是逐步建構(gòu)而形成的。帶著前概念進(jìn)入物理課堂，這是物理教學(xué)中的正常情況，盡管學(xué)生可能沒有意識(shí)到這種前概念的存在，但這是建構(gòu)科學(xué)概念的基礎(chǔ)。只要我們從認(rèn)識(shí)上認(rèn)同提供問題情境來(lái)消除前概念的不利影響的重要性，再適當(dāng)注重如何在物理教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)前概念的形成過程、概念的思辨點(diǎn)、概念的針對(duì)性應(yīng)用等環(huán)節(jié)，就可以起到事半功倍的效果。

（作者單位：湖北省公安縣車胤中學(xué)434300）