初中物理教学中前概念的转变策略

骆菡

一 、以创设情境为起点，认识学生前概念的错误本原

教学中的物理问题趋于理想化、模型化、抽象化，导致学生学习有一定的难度。学生前概念中的场景是学生在日常生活中积累起来的、与生活经验相吻合的例子。学生在某些具体试题中，应用前概念似乎也能解決问题，但实则并不科学。因此教师创设的情境既要贴近学生实际，又要建立在认知冲突基础上的。情境的创设，能使学生对一些现象所持的观念明朗化，从中了解学生的前概念，针对概括化场景，为建立科学概念提供更为有效的教学起点。针对认知冲突而去尝试的解决过程为学生随后的学习提供了前提。比如“惯性”，在传统的物理教学中，认为只要多讲几遍、多练几遍就能达到教学目的，实践证明几乎是没有效果的，因为在部分学生的头脑中，早已有了与亚里士多德“力是维持运动的原因”等理论相类似的前概念，通过创设一个推粉笔盒的情境，用力推它才会动，撤掉推力就静止，让学生看到连自己都没注意到的正在应用的前概念，再引导学生认识接触与他们前概念不相符的情境，引发学生的认知冲突，让学生主动解决冲突，建构自己的理解。比如，创设超市推购物车的情境，引导学生思考小车和粉笔盒的区别，循序渐进地展开“阻力对物体运动的影响”的讨论，促使学生对前概念的质疑和开始新知识的重新建构。又如“平面镜成像”这节课，如果把教学重点过多地放在实验探究的过程和结论上，而对学生错误的前概念关注不够的话，学生在解决实际问题中就会困难重重。如针对“物体离镜子越远，所成像越小”这一错误认识，可以用生活的有趣图片——手托铁塔来理解其错误成因。

二、以任务驱动学生的探究学习，交流讨论中实现前概念转变

学生激活的新知识和原有认知相互作用时，需要一定时间进行归纳总结，才能形成科学的认知结构。而传统“满堂灌”式的教学没有给学生足够的时间思考，学生对新知识的建立容易产生抵触心理。比较有效的做法是：通过布置课前任务来驱动教学，给学生足够的时间进行组内、组间交流，引发个体原本没有的认知冲突。一方面，在探讨和交流的过程中，每位小组成员能够从中学习和补充原有观点的不足，这样也能对自己的错误概念持有怀疑的态度，能够从更多的角度去深入分析原有的错误概念，更容易接受新概念，并能提高解决问题的能力。另一方面，在合作小组中，对新概念的充分讨论和深入探讨，使新概念更容易被理解，更容易被学生接受和重新建构。 而且在合作学习中，差生的参与度更高，能得到更多的帮助，而学习成绩好的学习伙伴能比教师提供更容易理解的帮助。比如“平面镜成像”中，针对课前提出的如何确定像的位置这一问题，有一组学生设计了如下方案：用刻度尺量出棋子到镜面的距离，再用镜中的尺量出像到镜面的距离，得出距离相等。这正好暴露出学生对“像”的概念认识不足，并引出争论——镜中的尺与真正的尺是否一样，激发学生的探究热情。

三、以“随机通达教学”深化科学概念

建构主义提出了在教师指导下的“以学生主动建构为中心”的教学思想，充分体现了学生主体性的课程基本理念。错误的前概念常常干扰学生的学习，尽管教师再三对某些现象作正面解释，学生原来错误的前概念仍在不知不觉中影响学生，阻碍了科学概念的形成。比如，很多学生都有“电流被消耗”的前概念，认为灯泡消耗电流发光发热，因此电池用久了总会用完，而且认为与串联电路电流处处相等的结论是没有冲突的。这些错误的前概念会阻碍电流电压、电功等概念的形成。因此前概念向科学概念转变不是一蹴而就的，而是在概念转变和巩固的过程中，需要学生自我修复、自我完善、循序渐进的过程。“随机通达教学”认为，学习者可随意通过不同途径、不同方式进入同样的内容学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识和理解。新建立的概念学生不可能一下就全面理解清楚，只有学生可以对该概念获得多方面而深入的掌握，这样建立起来的物理概念才能全面、深刻地停留在学生的头脑中，实现概念的真正转变。 现以“短路”为例说明“随机通达教学法”在教学中的应用，教材中短路这个概念是以“连接电池两极的导线绝不允许以任何方式直接相连，以免造成短路，损坏电源”这一操作注意点的方式引出的，学生对该短路的首个印象是会损坏电源；接下来在“电流表”一节中，教材中强调“绝不允许把电流表直接在电源两极上”又一次间接地提到了短路，告诉学生电流表对电流阻碍很小，电流很大，会损坏电源；然后在教学“欧姆定律”中，就可以要求学生自己运用欧姆定律分析为什么先前在实验中强调决不允许电流表直接在电源两极上，使得学生对短路时电流过大的原因有了理论依据和定量认识，也深化了对短路本质的认识；最后在“家庭电路中电流过大的原因”一节中，教材配合实验演示，对短路的概念、原理和危害作了较为深入的分析。学生通过观察现象，进一步加深了对“短路”和“烧坏电源”现象的理解。由此可见，学生建立概念的过程也不可能是一步到位的，随着教学的展开，逐渐将短路有关的知识整合到原有的电学系统当中，形成更完善的概念体系，促进概念的纵向迁移，达到熟练的再认和再现，使学生不定期地对概念进行反思。

四、 以教材的内在逻辑为主线，精准构建核心概念

物理教材的编排总有其内在的逻辑，教师应在备课时深入挖掘教材的编写逻辑，以教材的逻辑联系为主线，编排起有序的递进式的概念教学，推动学生产生求知的好奇心，让学生始终处于积极思考的状态，从而精准有效地构建起一些物理的核心概念。

比如，欧姆定律最早是用来研究电阻的伏安特性的，其表达式是电阻等于电压改变量与电流改变量之比，如果这样建立电阻的概念，学生就难以理解电流、电压和电阻三者的关系，我们更不能将三者的逻辑关系强加给学生。所以教材首先引入了电阻这一属性，再通过介绍滑动变阻器，以及课后习题中出现的等效替代法测电阻让学生深刻体会到串联电路中电阻大小决定了电压的分配，滑动变阻器的一大作用就是可以改变串联电路中的电压分配。这些都是为了接下来的欧姆定律的实验设计做准备。在学习“电阻”这一节内容中，学生积累了改变电阻可以改变电流的认知；在滑动变阻器使用中知道了滑动变阻器可以改变与之串联的定值电阻两端的电压这一知识点，这样自然就能设计出如书本上的实验方案了。所以教师在使用教材时，要把握教材的设计意图，进行有重点的点拨，让学生寻找到最佳的实验方案。怪不得常听专家们说“潜心阅读、认真钻研教材、实事求是，是使用好教材的唯一出路。”

五、以变式练习巩固科学概念

概念的生成是一个不断强化的过程。对概念的学习不应该只是停留在记忆层面，因为概念学习的最终目的是能够灵活运用。变式就是在逐漸引导学生认识事物本质属性的过程中，通过不断改变事例的呈现形式，使本质属性不变，而非本质属性不断变化，从而达到学生能够区分事物的本质属性和非本质属性的目的，并形成对事物的科学概念。变式练习是将理论知识具体运用的基本途径。在概念转变的教学完成的最初阶段，教师需关注前概念的反复性这一特点。而要对学生的认知结构进行巩固，只有通过一定的练习才能将其完全内化达到真正的稳定的理解。一方面，设置的问题要情境相似、保持统一性，考查学生掌握概念的稳定度。另一方面，选择与最初阶段有一定变化的练习，注意变式与原问题的比较，从而突出事物的本质属性，并促使学生的思维不断深化。变式练习通过由浅入深、由易到难、层层推进的变式题，把学生的思维逐步引向新的高度。一方面，学生在循序渐进式的变式练习中非常容易获得成就感和满足感，能大大增强他们学习的信心。另一方面，由于变式练习是围绕某一问题的本质展开设置的，经过训练学生很容易掌握问题的本质，就能够触类旁通、举一反三，用同样的物理思想方法去解决其他相关问题，进而活学活用，有利学生于学习成绩的提高。

六、以和谐民主的课堂互动氛围带动前概念的转变

初中生刚接触物理不久，学习经验明显不足，而且学生长期处于“灌输式”课堂模式下，课堂师生互动质量往往不高。为了更好地激发学生的主动学习意识，应首先营造一个和谐民主的课堂环境，使学生能感到自信，能够公开地表达和讨论自己的观点。学习概念时死记硬背、思维定势、逻辑混淆等都会影响学生前概念的转变。学生讨论、争论、发言，能调动他们的积极性，有利于暴露学生的前概念问题，有利于前概念的转变，为教学策略的确定提供方向，更重要的是有利于培养学生的创新精神、科学的态度和价值观。比如在“凸透镜成像规律”中，先请学生拿起凸透镜自由地观察远近不同的多个物体，再讨论凸透镜可以成什么样的像，所成像跟物体与凸透镜间的距离有什么关系。通过这个活动，学生们发现物理问题的答案不是唯一的，可以是多种多样的，自己的想法与别人不一样，也得到了老师的肯定，这都大大提高了学生互动的热情，培养起学生主动表达自己想法的良好习惯。与此同时，教师要认真倾听从而理解学生使用的概念与逻辑，判断学生错误的本原。

七、以逆向思维完成前概念向新概念的迁移

逆向思维是一种重要的思维方式，从问题的对立面深入探索，树立新概念。我们研究问题时，往往受到外界因素和前概念的干扰，只有在排除这个干扰的时候，才能清楚了解问题的本质。例如，要研究力对物体的影响，就要在所有力都消失之后才能形成鲜明的感知，深刻体验到力的作用。初中物理学习中，不乏很多逆向思维解决问题的案例，如牛顿第一定律的研究正是来源于亚里士多德对“力对物体运动的影响”的思考。又如无论外界气温多少，冰水混合物始终是零摄氏度这一类有难度的知识点，教师可以先按照学生的逻辑通过逆向思维假设外界温度高，使冰水混合物的温度高于了零摄氏度，若高于熔点，那么冰应该早已融化成水了；同理若低于零摄氏度，水应早已全部凝固成冰了，推出矛盾，从而正确地向科学概念迁移。所以，当学生习惯于沿着事物发展的正方向去思考问题、去寻求解决办法时，进行逆向思考往往会有所新的发现。

初中物理课堂教学中，学生带着前概念来到课堂上，如果教师死板地灌输一些对学生来说毫无意义的概念， 这些知识很快会被遗忘， 物理课留给他们的不过是几个专业术语而已。教学中若能采用如上策略，就能更好地培养学生分析、解决物理问题的方法，培养学生的探究意识，培养学生的质疑精神，真正实现向科学概念的转变。

参考文献：

[1]修绍虎，赵立竹.初中物理概念教学中转化前科学概念负迁移的策略[J].现代中小学教育，2010（10）.

[2]蔡铁权，姜旭英，胡 玫.概念转变的科学教学[M].北京：教育科学出版社，2009.