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1物理前概念物理前概念转变转变策略策略丘北县第一中学 曾克强 摘要:摘要:学生的前概念对物理教学影响极大,有的物理概念即使教师讲过好多遍,学生 仍不清楚。本文针对前概念的特征,提出前概念的转变策略。 关关键词键词: :前概念;特征;转变策略 学生在学习物理之前并不是一张白纸,在学习之前或多或少对物理中的 一些现象或规律已经有了自己的经验。已经有了自己的思维方式。如学生对 落体运动的认识,学生认为轻的物体下落慢,重的物体下落慢。还有学生在 学习摩擦力之前,学生根据生活经验认为摩擦力是阻力,学过之后学生知道 摩擦力不一定是阻力。所谓前概念,是指学生在没有接受正式的物理学教育 以前,通过自己的观察、体验和思考对各种物理现象与物理过程的理解和认 识叫前概念。学生的前概念对物理教学影响极大,有的物理概念即使教师讲 过好多遍,学生仍弄不清楚。作为教师应研究前概念的特征,重建学生的原 有知识,提出前概念转变策略,对物理教学是有意义的。 1前概念的特征 1.1 广泛性 前概念所涉及的物理学内容十分广泛,不仅对那些看得见摸得着日常 生活中经常接触的事物有较多的前概念,而且对于那些微观的宇观的和比较 抽象的物理知识也存在一些前概念力学方面:求匀变速直线运动的位移, 仍然有一部分学生把物体的运动看成匀速直线运动处理。对静止在斜面上的 物体进行受力分析,不少学生受二力平衡的影响,认为支持力的方向与重力 方向相反。在运动的合成与分解中,学生把小船在水中的实际航行方向误认 为是船在静水中划行方向。热学方面如从区别热水和冷水有了温度概念的体 验、冬天搓手取暖等热现象有大量的观察和体验;电学方面也观察到大量的 日常现象,如闪电摩擦起电电灯泡发光等等;光学方面会观察到平面镜成 像筷子在水中的弯曲凸透镜的聚焦和放大作用等 1.2 顽固性 学生的前概念是在长期过程中积累而形成的,可谓根深蒂固,顽固不 化。即使学生学习了科学概念之后,仍会受前概念的影响。例如,如图所 示,一个质点从 A 点沿直线运动到 B 点的过程中,质点发生的位移是多少? 大多数学生回答位移为 4m,学生的前意识告诉他质点从 A 点运动到 B 点 的距离为 4m,那他认为位移是 4m。位移是描述物体位置变化的物理量, 位移不仅有大小还有方向。质点发生的位移为-4m。即使学了运动和力的 关系后,一部分同学认为向前运动的 物体一定受到向前的作用力,否则物2体不会向前运动。可见学生的前概念相当顽固,要改变学生的前概念,教 师要不仅要花大力气还要肯动脑筋。 1.3 隐蔽性 前概念是学生内隐的思维结果,是潜移默化形成的。因此,它是以潜在 的形式存在,平时并不表现出来。其表现带有隐蔽性,同时前概念还有一种 思维惯性,学生自己也很难发现。而在物理教学中讲授科学的物理概念时, 学生马上就会联想到他们头脑中的前概念,当学生解释物理问题时,前概念 就会马上表现出来。 2 前概念转变策略 转变前概念就是在前概念的基础上加以分析和重组,摒弃不正确的认识 和经验,建立正确的科学概念。鉴于物理前概念具有广泛性、顽固性、隐蔽 性等特征,建议按以下三个步鄹进行物理前概念转变。 首先,要深入了解学生头脑中前概念存在的情况,可以通过谈话、提问、 问卷调查等方式让学生充分暴露他们的观点。也可根据自己的经历、经验推 断出大多数学生的认识和想法。 其次,针对学生的前概念设计出不同的转变策略。 1.精心设计能揭示前概念不合理的实验,与前概念造成认知冲突,让学 生重组、建构自己的知识结构。 关于落体运动规律,学生认为重的物体下落快,轻的物体下落慢。教师 可设计如下实验,取两张质量相同的纸片,把其中一张揉成纸团,让纸片和 纸团同时从同一高度由静止释放,让学生观察下落情况。可观察到纸团下落 快,纸片下落慢。让学生感到惊奇,质量相同的物体下落快慢不同,从而让 学生意识到物体下落快慢与物体的质量无关。再引导学生分析,纸片下落慢 是因为纸片受到的空气阻力大,那么在不受空气阻力的情况下物体下落快慢 又如何,再让学生观察真空管中金属片、羽毛下落情况。可观察真空管中金 属片、羽毛几乎同时下落,让学生认识到物体在不受空气阻力作用下质量不 同的物体下落快慢是相同的。学生通过实验意识到自己之前的观点是不正确 的,对原有的认识进行重组,建构正确的观点。 2.列举大量事实,用物理原理、方法加以理论分析,形成科学概念。 关于运动和力的关系,学生根据日常生活中的自然现象认为物体的运 动需要力来维持。在推力作用下物体运动起来,撤去推力后物体运动一段距 离后停止。物体之所以停止时因为受到摩擦力的缘故,假设不受摩擦力作用, 物体将沿原来的方向一直运动下去。伽利略理想斜面实验说明物体在受到合 力为零的情况下做匀速直线运动,气垫导轨上的滑块近似做匀速直线运动, 牛顿站在前人的肩膀上得出牛顿第一定律。这些实验和规律说明物体的运动 不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。 最后,引导学生用物理思维或原理解释物理现象,分析物理问题。3关于运动的合成与分解的知识在教学中然学生观察了红蜡块的运动,并 从理论上加以分析,还通过例题强化,但在期中考试考到有关知识并不理想。 期中考试题目为红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在 A 点匀速 上升的同时,使玻璃管水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨 迹是图中的( ) A直线 P B曲线 R C曲线 Q D无法确定 大多数同学认为红蜡块向右运动的同时在上升,轨迹 R 符合他们的逻辑,因此这些同学选答案 B,从受力情况 分析:引导学生分析先确定物体在 A 点的速度方向,再 分析物体在 A 点的受力情况。物体运动的轨迹弯向合力, 因此物体运动的轨迹是图中的曲线 Q。也可从运动规律 分析:物体在水平方向上做匀加速直线运动,竖直方向 做匀速直线运动,在竖直方向上每上升相同高度的时间 内在水平方向位移按奇数比增加,因此实际运动的轨迹 是曲线 Q要想学生对机械能守恒条件掌握牢固,以免受前概念的影响。教师在讲 完机械能守恒条件后,列举几种典型的情况,让学生判断研究对象在所研究 过程中机械能是否守恒。学生在分析过程中同时也在思考,思考越多,对知 识的理解越深刻,前概念的影响也就显得苍白无力,这样做让所学知识得以 强化巩固。教师在进行教学之前,要深入了解学生的前概念,把握好学生对相关内 容的认识和观点,设计出相应转变策略使不正确的认识和观点得以彻底转变。 这就要求教师肯下功夫研究学生前概念,开动脑筋提出转变策略。参考文献: 1 梁曾艳。前概念的物理教学策略。当代文化与教育研究,2005(9) 。2 陈燕黎。物理学前概念转变策略研究。牡丹江师范学院学报, 2009(4) 。 3 寿 莎。对物理错误前概念特点的探究。考试周刊,2007(33) 。
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