初中物理错误前概念探因及转化策略

董芳

【摘 要】前概念是学生系统地学习科学知识之前，根据日常现象或经验而形成的固有观念和认识。由于思维定势，以及知识框架并不完善，阅历不丰富，所以学生的很多认知与科学是相违背的。教师只有充分了解学生的错误前概念及其产生原因，采用科学的转化策略，才能让学生从有错误认识，到形成认知冲突，到构建科学概念，最后到运用科学知识，质疑生活表象，并解决问题。

【关键词】初中物理教学；错误前概念；转化策略

物理是一门和生活密切相关的学科，生活中处处蕴含着物理知识。所以，学生在學习物理学科之前，早已从生活经验中形成了自己对物理现象及规律的感性认识。但学生通过直接体验的生活经验，有些并不符合科学世界中的概念原理和规律原则。所以，教师要重视学生前概念，采用相应的教学策略，帮助学生得到科学概念的有效建构，并重新认识生活世界中的物理现象。

一、前概念产生原因

1.对生活中现象的表面观察

学生在学习物理学科之前，早已从生活经验中形成了自己对物理现象及规律的感性认识。比如：学生很容易发现，书放在桌面上是静止状态，用力推它，书才运动。所以学生会觉得，力是使物体运动的原因。再比如：站在平面镜前，后退时，觉得像在变小。

2.随意类比，原有知识干扰造成了负向迁移

学生在学习新知识时，会将原有的相似却不相同的知识运用到当前学习情境中，造成知识的负迁移，形成错误的前概念。比如：将电流类比为水流，便觉得电流的流动和水流动规律一样，所以靠近电源正极的用电器先工作。再比如：学习了ρ=m/v公式后，学生会熟练地运用数学知识，得出密度与质量成正比，与体积成反比的错误结论。

3.字面理解

由于这些词在日常生活中太过平常，学生便会由生活经验对物理量从字面上进行简单理解。比如：觉得摩擦力一定是阻碍物体运动的，摩擦力的方向一定和物体运动方向相反。

二、基于学生前概念的教学策略

1.做好课前调查，确定教学基础

错误前概念隐藏在学生的记忆深处，学生会把其和其他物理知识整合，作为建构物理知识体系的基础。这会导致学生认知的混乱。所谓“不破不立”，唯有先让学生将错误前概念暴露出来，明白错误所在，才能让学生打破原有的认知平衡，建构科学的知识体系。

（1）对于生活中就能接触到、学生可以清晰表达自己观点的内容，可采用谈话法，在轻松“闲谈”中了解学生的前概念。学生会在不知不觉中就暴露出问题，成为教师备课的重要资源。

（2）对于有一定知识性，学生不容易表达清楚的内容，可采用问卷调查法。

一项针对儿童的调查表明，17%的儿童认为物体漂浮是因为自身很轻，17%的儿童认为物体是空心。由上面问卷调查发现，这两种观点的比例在下降，这是由于学生阅历的丰富，知识的增加，一些错误观念发生了潜移默化的更正。45.6%的同学已经会用密度的知识思考浮沉问题，这属于知识的正向迁移，应给与充分肯定。由此问卷调查，我们可以知道，对于此问题，我们重点要放在如何帮学生去除“物体受到的浮力大，就会漂浮在水面上”这样的刻板印象。

2.利用演示实验提高新课导入效果

在讲解压强这节内容时，用钉子压气球实验进行导入。先把气球放在一枚钉子上（如左图），在纸板上加钩码，气球会破掉。问：“钉子扎气球一定会破吗？”生：“是的。”教师演示：把气球放在50枚钉子上，纸板上放钩码（如右图），发现气球并不会被扎破。

演示实验导入新课，形象直观，具有很强的趣味性，吸引了学生注意，激发了学生的兴趣，增加了学生的直接经验和感性认识，有助于学生纠正“用钉子扎气球，球一定会破”的观念，为压强概念的引入埋下了很好的伏笔。

3.重视提问教学，诱导学生发现自己思维上的前后矛盾

问：物体的运动需要力来维持吗？有什么现象支持你的猜想？

生：需要。书静止在桌面上，我推它，它才会运动。不推它，它又会停下来。

问：运动着的书，最终又会静止，是因为不受推力吗？向前滚动的球，最终会停下来，是因为没有一直踢球吗？

生：可能是因为球受到摩擦力的作用。

提问式教学不仅能集中和保持学生的注意力，而且能很好地锻炼和培养学生的思维能力。更多地设疑，让学生通过思考发现自己思维上的前后矛盾。学生会想要通过各种方式知道到底哪一种观点才是正确的。这样的教学，使学生由“要我学”变为“我要学”，激发了学习的积极性，对科学概念的建立自然事半功倍。

4.创设情境，激发学生认知冲突

如：《物体的浮沉》一课，可准备三个外观一样的乒乓球，里面用注射器注入不同质量的盐水，以实现下沉、悬浮、上

浮的状态。每次拿出一个球，让学生猜该球放入水中松手后，会如何运动。学生因生活经验，会觉得乒乓球一定会快速向上运动。但是教师展示的情况却和想象中大不一样。第一次，小球静止在水中既不向上也不向下。介绍完悬浮后，假装擦干实则换球。上浮和下沉的球，在水中缓慢运动，不仅可以让学生清楚地看到上浮和下沉的过程，也激发了学生兴趣。学生会以满腔的热情，积极投入学习中，试图解开乒乓球之谜。

有研究表明：“当学生的前概念受到与此冲突的现象影响，就能激起学生的求知欲，进而引起学生通过观察分析，对原有概念做出必要转变，实现由前概念到科学概念的转变。”乒乓球是学生极为熟悉的，但利用它产生了学生不熟悉的现象，让学生从“知”中发现“未知”，学生会感觉到亲切，从而产生探求真知的欲望，他们会以持续的热情，去学习研究，试图解开乒乓球之谜。

5.倡导合作学习，将自己收集的资料分享交流

建构主义认为：“如果不加强个体间的交流合作，个体对事物的见解很容易陷入盲人摸象的片面性悲剧中。”所以，教师在教学过程中要注重学生的交流合作。

在水沸腾特点实验中，学生觉得因为酒精灯一直在给水加热，所以水的温度会一直升高。当学生进行实验时发现水沸腾后，温度保持不变，学生会很惊奇以致产生怀疑，觉得自己温度计坏了，或者自己实验有问题，于是有学生会编造数据以达到温度持续上升的假象。在物理教学过程中，要自始至终告诉学生，尊重实验事实，让实验数据真实而有效。学生如实记录下温度变化情况后，老师让多个小组分享交流数据，学生会发现，虽然每个小组记录的温度不一样，但是每个小组温度变化规律都是一样的。从而让学生得出沸腾过程中温度保持不变的规律，并对其印象深刻。

6.利用探究学习，让学生在探究实验中纠正错误观念

比如：学生认为平面镜成像，靠近镜面时像变大，远离时像变小。

师：有猜想我们就要用实验探究来验证。我们在玻璃板前放蜡烛A，如何知道A的像是大还是小呢？

生：可以在玻璃板后面放大小不等的蜡烛，前后左右移动，直到蜡烛与A的像完全重合。如果是小蜡烛与A的像重合，说明像是小的。

师：很好。如何探究平面镜成像大小是否会随离镜距离变化而变化呢？

生：改变蜡烛A到镜面的距离，分别用大小不等的蜡烛在镜后去与A的像重合，然后比较像的大小。

当学生完成探究实验后会发现，无论蜡烛A距离平面镜是远还是近，都只有等大的蜡烛才能与其像重合。此现象说明：平面镜成的像与物等大，与物体离平面镜的距离无关。

新课标提出：“探究学习既是学习目标，又是学习方法。”物理本就是一门以实验为基础的学科。所以利用物理实验进行科学探究，是学生必须掌握的科学方法。学生在探究学习的过程中，不仅纠正了原有观念，主体性得到充分发挥，而且其思维和实践能力也得到了很好的锻炼，这些都为终身学习打下了基础。

三、结语

学生是学习的主体，学习是主体对知识主动建构的过程，学生是认知体系的建构者。在物理教学过程中，教师了解学生的前概念，才能有的放矢，提高课堂效率，这对于帮助学生学习物理概念、解决物理问题、建构知识框架及提升物理核心素养都有重大意义。