物理教学过程中的前概念开发与干预

袁文龙

摘要：物理学是人类科学文化的重要组成部分，是研究物质相互作用和运动规律的自然学科。人类在长期的实践活动中往往为学习物理课程积累了大量的感性经验（前概念），但也有一部分前概念由于种种原因，往往是错误的、片面的，对物理教学形成了阻碍，需要教师在课堂教学中，剖析错误概念，确立正确的概念。本文中笔者就“探究力与运动关系”案例谈谈个人在物理教学过程中对前概念开发与干预。

关键词：前概念 开发 干预 巩固

西方学者布朗认为前概念是指人们在生活中积累的感性或理性经验，对某一方面学习或研究已有的概念。我国学者认为前概念和日常概念是同一个概念，前概念并不完全是错误概念，有些与科学概念一致，有些与科学概念相悖。在前概念对教学的作用问题上，本人认为前概念有积极和消极两方面的作用：如果前概念对科学概念教学有利，要开发应用学生的前科学概念；如果前概念对科学概念教学不利，要干预学生的前概念，总的来说，前概念是学生的学习经验财富。下面笔者就看到的一篇教学设计谈谈个人在物理教学过程中对前概念开发与干预。

一、原教学设计

活动：教师出示足球，用力踢足球，使足球由静止变为运动，足球在离开脚后，在地面上滚动又慢慢停了下来。

教师：球的运动状态发生了哪些变化？为什么？

生1：用力踢足球，使足球由静止变为运动。

生2：足球在离开脚后，慢慢停了下来是因为受到了地面摩檫阻力的作用。

教师：可见物体的运动状态改变的原因是因为受到了力，因此，我们说力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。

教后反思分析：在这段教学中显然活动设计很好，通过活动提出问题，充分地应用了学生的前概念：“踢”“足球由静止变为运动”；“足球慢慢停了下来（由运动变为静止）”“地面摩檫阻力的作用”。但是笔者认为该活动只能说明“力能改变物体的运动状态”，或“力是改变物体运动状态的原因”的科学概念，并不能得出“力不是维持物体运动的原因”，或“力不是使物体运动的原因”，因此，结论的得出过于草率，并没有消除学生“错误的前概念”。

笔者认为学生之所以不能消除错误的前概念，建立科学的新概念，原因可能是生活中的物体都是受力情况的运动状态，找不到光滑不受阻力的表面，更找不到不受重力作用的物体，因而学生前概念是建立在某种特定条件下的，所以消除这种错误的前概念需要开发学生的前概念，通过活动问题，干预学生的前概念。

二、修改设计

活动：教师出示足球，用力踢足球，使足球由静止变为运动，足球在离开脚后，在地面上滚动又慢慢停了下来。

教师：离开脚后的球，人不去踢它，球就慢慢停了下来，什么原因。（边提问，边重复一遍活动）

生：脚不去踢球了，脚对球不再施力……

师：也就是你们认为球之所以动，就是因为受到了力的作用。

生：没答，但默认。

师：是否可以这样认为：力是使物体运动的原因，或者物体要维持运动必须持续受到力的作用。板书：力是维持物体运动的原因。

生：是。

师：对的，老师也这样认为。但是老师这里有一些疑问，你能帮老师解决吗？

1.整个过程中，球的运动状态发生了哪些变化？

2.是什么原因导致球的运动状态发生了改变？

三、学生讨论、交流

生：用力踢足球，使足球由静止变为运动。

生：足球在离开脚后，慢慢停了下来是因为受到了地面摩檫阻力的作用。

师：分析刚才球运动的两个过程，你还能得出什么结论？

生：力能改变物体的运动状态。

师：可见物体的运动状态改变的原因是因为受到了力，因此，我们说力是改变物体运动状态的原因。板书：力是改变物体运动状态的原因。

师：从上面分析：我们可以得出两条共识：1.力是维持物体运动的原因；2.力是改变物体运动状态的原因。那么到底“力与运动”之间有什么关系呢？

生：沉默。

师：球离开脚后，是不是立即停止滚动？

生：不是。……只不过滚动速度越来越慢，过一会才会停止滚动。

师：球离开脚后还能向前继续运动，说明物体运动是因为踢力来维持吗？

生：（恍然大悟……）不是。摩擦阻力使球由运动变为静止。

四、师归纳总结

力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。

学生的前概念是一种个体的认知图式，具有一定的隐蔽性，如果采用灌输式教学，往往只能传授给学生正确的概念、知识，并没有应用或消除学生的前概念，很难引起学生认知共鸣或认知冲突，因而难以顺利产生科学的认知体系和科学概念。因此，笔者认为在教学实施过程中应该利用活动、问题情境等手段引出学生的前概念，并从活动中挖掘前概念的不科学性或片面性。

新的科学概念建好了，错误的概念推翻了，概念教学还没有完成。因为前概念是学生在生活中长期积累下的经验，具有较强的顽固性，因此，需要通过习题来加强巩固。下面是笔者设计了的一套巩固“牛顿第一定律”的一组题。

（一）静止于桌面的物体，它受到的 和 力是一对 ，大小 ；如果此时撤去这对平衡力，物体将 ；

（二）运动的物体，如果撤去一切外力，该物体将 ；

（三）绕地球运动的卫星，如果撤去一切外力，该物体将 ；

（四）水平方向推出去一个铅球后，（不计空气阻力）该球在水平地面上影子做什么运动？

五、实践表明

题组训练是巩固新科学概念，消除错误的前概念的一种有效方法。教师可以根据学生的认知特点、认知能力，设计对应的题组，巩固科学概念。

教学中通过教师问题的预设、活动的创设、师生间的互动、生生间的合作，有效应用学生积极的、科学的前概念，消除消极的、错误的前概念，可以激发学生自主学习的积极性，提高学生探究物理问题的兴趣。当然教师在设计教学设计之前，首先要研究自己所教学生的认知能力和前概念，设计符合本班学生特点的教学活动，达成教师预想的教学目标。

参考文献：

[1]教育部制定.物理课程标准[M].北京：师范大学出版社，2012.

[2]赵强，刘炳昇.建构与前概念[J].物理教师，2001（7）.

[3]张月兰.用实验干预学生前概念的教学探讨[J].物理教师，2014（3）.

（责编 田彩霞）