几种错误的前概念对学生物理学习的影响及其解决办法

刘凤羽

【摘要】学生在进行高中物理学习之前，脑海里储存了一些错误的前概念，这将阻碍科学概念的形成。本文例举了一些错误前概念，深刻分析其形成原因，提出了解决办法，并应用于教学实践中，消除了学生的思维障碍，取得了良好的效果。

【关键词】前概念 纠正 建立

由于对日常生活中各种直接经验的体会与思考，学生们在接受新的物理教育之前就形成了较多的前概念。正确的前概念，有助于形成科学的物理概念和掌握物理规律，但一些前概念是肤浅的，甚至是错误的，并且在学生的脑海里根深蒂固，这些错误的观念将会阻碍科学概念的形成，更会阻碍进一步的学习。本文针对这一现象，例举了一些高一学生学习力学时头脑里错误的前概念，并加以分析，提出有效的教学方法，帮助学生形成正确的概念。

一、加速度

对于加速度，学生会有这样的错误理解：“速度大的物体加速度大，速度小的物体加速度小”；“加速的物体加速度大，减速的物体加速度小”；还有的学生“望词生义”，认为“加速度就速度的增加量”。

加速度，对于刚上高中学生来说是一个很抽象的概念。在初中的学习中，学生认识了路程和速度，在日常生活中，“物体运动了多少路程或位移，运动有多快”这些问题也比较直观，而“速度变化快慢”却很少有人关注；其次，学生抽象思维有限，难以区分“速度、速度的变化量、速度的变化率”；还有，一些学生为了做题快，死记公式，而忽视了对概念本身的理解。

为便于学生理解加速度概念，教师在教学中可进行两点改进：

1、充分进行创设情境，做好概念的引入。

从世界万物的变化入手，联系学生的生活实际，让学生理解事物的变化不仅有大小之分，还有变化的快慢之分，例如身高增长的快慢，成绩提高的快慢等。然后，列举一组做变速运动的物体速度变化和所用时间的数据，让学生思考谁的速度变化大，谁的速度变化快，该怎样判断。

2、在与速度的对比中完成教学。

加速度是速度的变化率，反映速度变化的快慢，而不表示速度的变化的大小。速度大，加速度不一定大；速度变化大，速度也不一定大；速度为零，加速度不一定为零。教学中引导学生举例，加深理解。

二、“力是维持物体运动状态的原因。”

在伽利略和牛顿以前，人们对生活经验缺乏科学分析，认为力是维持物体运动所不可缺少的，代表人物——古希腊哲学家亚里士多德提出：必须有力作用在物体上物体才运动，没有力作用，物体就会停下来。这个观念一直延续了两千多年。时至今日，没有系统学习过中学物理的人还是会以为“力是维持物体运动的原因” 、“物体受力越大，速度越大”，其中包括刚上高中的高一学生，由此可见前概念对人们认识影响是巨大的。例如：静止的车，马拉了才动，马不拉，车就停下来。类似的例子很多，学生可列举出来，于是便认定：“力是使物体运动的原因”，殊不知这是一种表象。学生们下结论时，只考虑了拉力而忽略了阻力。再如：“物体以一定的初速度冲上斜面，对其进行受力分析，”有的学生会分析出来一个沿斜面向上的冲力；“在空中飞行的物体（不计空气阻力）受几个力的作用？”往往会有学生回答：“受重力和向前的冲力的作用。” 学生并非没有学过力的概念和分析物体受力的方法，而是“力是维持物体运动的原因”这一错误的前概念在干扰。尽管教师再三对某现象做正面解释，学生原先已存在的错误的前概念仍在暗暗起作用，使其自觉不自觉地在处理具体问题上又犯认识上的错误。

要纠正学生头脑中的这些错误概念，具体的教学设行如下：

过演示气垫导轨上的匀速运动实验，或讨论飞行中的物体的受力情况，引导学生暴露错误观点后再运用力的概态进行分析，明确力是物体间的相互作用，不会脱离施力物体而存在。详解“推小车，小车开始运动；不推小车，小车停止”问题，分析小车的受力情况及运动情况。还可以在气垫导轨上研究物体受力时的加速运动与减速运动，用跨过滑轮的砝码作为动力和阻力。通过这几步，学生会发现物体的运动情况并非如他们原先所想象的那样。

三、作用力与反作用力

牛顿第三定律中类似“马拉车”的问题，部分学生总认为“马对车有拉力，车对马没有拉力”或者“马对车的拉力大于车对马的拉力”。这里，学生只看到了马拉车向前走这一直观的表面现象，而没有对车、马的启动过程以及车、马与路面之间的作用力做深入而细致的分析。

对于这个规律的教学，本人认为应该让学生充分的通过实验来体会：“作用力与反作用力大小相等，方向相反，同时存在，同时消失”，还应深刻理解好“力与运动关系”这一物理力学精髓。

四、匀变速曲线运动问题

在完成的匀变速直线运动的学习后，学生匀变速运动的概念已形成，但这个前概念是肤浅的，因为它是在直线运动的学习中建立的。学生会有错误的理解：“曲线运动的速度方向时刻改变，速度的变化不可能是均匀的。”

解决方法：

做图。在抛体运动轨迹上做相等时间内的速度的变化量的矢量线，直观地进行比较。

2、从受力角度入手，只受重力作用，加速度恒定不变，可见速度均匀变化。

两种方法从不同角度论证，双重保险。

物理作为与人类生活息息相关的一门学科，学生的不正确的前概念还有很多，其影响是巨大的。教师应充分利用前概念中的积极一面，克服其消极一面，还应予以深刻分析，相互协调教与学的关系，引导学生交流、讨论、合作学习、动手实践，从而获取信息和知识，快速彻底地纠正错误的前概念；教师要重视科学物理概念的教学，教育学生掌握准确的知识；还要重视物理模型的运用，培养学生逻辑思维能力，消除学生思维障碍，以达到转变学生的物理前概念，树立科学观念的目的。