扬长避短优化前概念对物理教学的影响お

戴兴华

前概念是在进行正式学习之前，学生对相关内容的已有认识和理解，这里既包括科学的、正确的理解，也包括片面的、错误的认识.就高中物理学习而言，学生的前概念认知主要源于两个方面，一是学生在小学阶段的科学课程学习以及初中物理的系统化学习，这些都是学生物理学习的前概念重要组成；此外，学生在生活中会对一些物理现象进行自发的总结和解读，并进一步融合进自己的物理知识体系.这些前概念在学生进行物理学习时，都会发生一些迁移影响，而教师对此要巧加引导，充分发挥前概念的积极作用，减轻其负面影响.

1前概念的基本特征

高中物理教学中，教师要让前概念的效果发挥得最好，首先就要认识到学生在物理学习方面前概念的特征，其具体内容有以下几点.

1.1广泛性

在进行高中物理学习之前，学生已经有了十几年的生活经验，对生活中的物理现象多有接触和感悟，特别是在初中物理学习之后，他们会尝试着用物理的语言来解释这些现象.所以，他们已有的前概念有着广泛性，再加上生活化的物理情境往往是多元素共同作用的系统，因此相关解释所包容的物理性理解可谓是包罗万象，也就是说学生的前概念广泛存在于力、热、声、电、光等多个物理分支里，这也预示着学生在各个章节学习时，都会遇到前概念的影响.

1.2自发性

学生本就有着对周边世界的探究欲，所以当他们受到生活中某些场景的刺激时，他们会自发地尝试着去解释和理解，正是这些经验在学生头脑中的进一步发展，并通过一系列感知和思考活动，学生最终实现了概念的形成，因此这些前概念都具有自发性.

1.3顽固性

正是由于学生的前概念源于他们长期的经验积累，因此它们给学生的印象非常深刻，可以用根深蒂固来形容.因此在学生进行正式学习时，某些肤浅甚至错误的概念就显得非常顽固，实践也证明，前概念的干扰是学生建构知识的最大障碍之一.

1.4隐蔽性

学生的前概念是他们在生活中潜移默化地形成的，因此他们的存在形式非常隐蔽，一般情况下它们不会主动显露出来.只有在对相应内容进行学习时，学生的联想机制才会从记忆系统中提取出相应的前概念认知，这也给我们研究学生的前概念结构带来一定的困难.

1.5层次复杂性

学生在建构认知时，会大量地使用自己已有知识为基础，并以习惯性的思维方式来进行认识活动.因此不同的学生在构建前概念时，他们的出发点未必相同，这就表明，学生对相同的物理情境所构建的前概念可能是不一样的.所以，教师在进行教学设计时，要多角度地研究问题，尽可能全面把握学生的前概念情况.

2迁移理论在高中物理教学中的应用策略

迁移理论认为，正确前概念对学生的物理学习有着积极的促进作用（即“正迁移效应”），而错误的前概念会严重干扰学生的物理认知构建（即“负迁移效应”）.考虑到前概念在学生物理学习中既有正面效果，又有负面影响，教师在教学中，必须兼顾两头，注意扬长避短，充分发挥其正面效果，减轻负面影响.

2.1促进前概念在物理教学中正迁移的策略

（1）从学生的生活背景中发掘教学素材

高中物理的很多概念和规律对学生而言是非常陌生的，因此他们会学得较为吃力.根据迁移理论，教师应该研究学生的生活，从他们熟悉的领域选择与教学内容相关的素材，并将它们搬到课堂上，让它们成为学生构建认知的感性基础.

例如，“动量”这一概念的教学，学生一开始很难理解，教师可以这样来进行教学导入.教师提问：体育场上，如果各有一个篮球和铅球分别以相同速度向你飞来，你敢接哪一个呢？学生答：篮球，因为它的质量小.教师继续问：两个完全一样的篮球分别以2 m/s和20 m/s的速度向你飞来，哪一个更容易被接住？学生答：速度更小的那个.教师总结：由此可见，物体的运动状态与其质量和速度相关，今天我们就来认识动量这个物理量.有了前面的举例作为铺垫，有关概念的构建也就水到渠成了.

（2）引导学生注意观察生活、思考生活

物理是一门紧密联系生活的学科，学生如果能够注重观察生活，那么从迁移理论的角度来讲，他们的物理认知构建将能够做到有根有据.[HJ1.8mm]

例如：乘坐公共汽车时，汽车猛然加速，放在地板上的行李会向后滑，学生这时候就应该思考此刻行李箱受到的滑动摩擦力朝什么方向，从而进一步明确滑动摩擦力阻碍的是相对运动，对行李箱相对于地面的运动而言，滑动摩擦力起到了动力的作用，亦即滑动摩擦力在此阶段做了正功；又比如，学生在乘坐游轮时，应该留心一下船舷边侧所固定的轮胎，通过思考这些轮胎在船靠岸过程中的作用来明确其中“缓冲”的原理；又比如，学生在看朝鲜核试验的新闻时，就要能够联系到核裂变的基本原理，从而对原子物理产生更加深刻的认识.

2.2减轻前概念在物理学习中负迁移的策略

（1）诱导学生将错误的前概念暴露出来

错误前概念的最大危害是其隐藏在学生的记忆深处，学生并不知道它是错误的，而是将其和其他的物理理论整合起来，作为物理知识的基本组成，这会导致学生认知系统的混乱性.有道是“不破不立”，唯有让学生将错误的前概念暴露出来，学生才会真正意识到其错误所在，进而引发认知冲突，打破学生原有认知的平衡，从而实现知识的更新.

例如，惯性这个词在生活中也多有涉及，学生会有这样的前概念：速度大的物体，惯性大；速度为零，物体就没有惯性.对此，教师可以先引发学生来讨论两个问题：惯性是怎样一种性质？怎样的物体惯性大？第一个问题作为新课所授内容，学生基本没有异议：惯性是物体保持原有运动状态的性质，反映物体运动状态改变的难易程度；对于后一个问题，肯定有很多学生将上述的错误前概念抛出来.此时，教师问：用同样大的力分别将铅球和篮球推出去，哪一个运动状态更容易改变？学生答：篮球.教师问：这里讨论的是物体运动状态改变的难易程度，因此有没有惯性概念的存在？学生答：有.教师继续问：两个球的初态都是静止的，为什么有惯性上的差别.学生很快意识到自己原先的错误，新的概念也就建立起来.

（2）引导学生明确前概念的不合理性

教学实践表明，教师可以引导学生通过明确错误前概念的不合理性，进而促使概念的修正.

例如：针对很多学生一个常见的错误前概念：“摩擦力的方向一定与运动方向相反.”这句话其实包含很多内容：①有关“运动”的描述一般参考系是地球，而与摩擦力方向相对应的运动往往是相对运动；②高中涉及的摩擦力主要有两类，因此上述内容应该区分为静摩擦力的方向一定与运动方向相反；滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反.对应这样一个错误的前概念，教师要引导学生充分明确其中的不合理性，具体操作可以由实验来进行，先用手握住一本书保持静止，提问：书是否受到手的静摩擦力？学生答：受到向上的静摩擦力，因此书才没有下滑.教师再捏着书往上运动，提问：静摩擦力的方向与运动方向相反吗？学生答：不对，和运动方向相同.接着，教师再演示传送带传送物体的实验，引导学生明确滑动摩擦力也可以与物体的运动方向相同，到此为止，这一前概念的不合理性已经暴露无遗.

（3）注重概念间的联系式教学

学生的认知总是在学习的过程中得到发展的，我们在教学过程中注重概念间的联系，有利于消化学习前概念的不良影响.概念间的关系有如下3种，下面分别举例：

第一种，概念间的下位发展关系，引导学生“类属学习”，如图1所示，学生对力这个概念并不陌生，由这个概念出发，我们可以引出常见的3种力教学.

第二种，概念间的上位发展关系，引导学生“总结学习”，如图2所示，学生在学习了3个理想气体实验定律后，可以由此出发总结出理想气体状态方程.

第三种，概念间的并列关系，这类概念引导学生进行类比，发现其中的差别与联系，如图3所示的几个概念.

（4）引导学生进行认知的系统化建构

由于学生在思维上缺乏条理性和严谨性，知识整理时也大多呈现为离散化，所以很多前概念存在于学生的记忆深处，而学生却无法自知.教师在引导[HJ1.9mm]学生建构认知时，要启发学生以知识网络的形式来梳理知识点，不给前概念任何立足的空间，那么前概念对学习的负面影响将大大减小.

例如：有关“平衡状态”的认识，教师不仅要引导学生从字面上知道“物体保持静止或匀速直线运动的状态就是平衡状态”，还需深层次引导学生认识到这里的“匀速” 是速度矢量不变，即速度的大小和方向均不变；此外，教师还需帮助学生进一步明确：所谓“平衡”就是加速度为零；所谓“平衡”最根源的内容是物体不受外力.有了这样系统而深刻的认识，学生在匀速圆周运动以及简谐运动等概念的学习时就不会再被有关“平衡”的前概念所误导了.