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） 。