當(dāng)我們在教學(xué)實踐中運用這些教學(xué)策略時，我們發(fā)現(xiàn)，確實可以取得如同一些文獻(xiàn)中所述的預(yù)期效果。然而，當(dāng)我們設(shè)計一些新的情境讓學(xué)生運用牛頓第一定律去解決問題時，令我們十分吃驚的是:學(xué)生對于牛頓第一定律的掌握程度卻又非常之差。這使得我們困惑不解。為何對同一教學(xué)策略教學(xué)結(jié)果的評價出現(xiàn)如此之大的偏差?是教師教的原因，還是學(xué)生學(xué)的原因，抑或兩者兼而有之。這促使我們對牛頓第一定律的教學(xué)進(jìn)行深層次的理性思考，進(jìn)一步，我們從學(xué)生的認(rèn)知心理上，對這一規(guī)律的教學(xué)進(jìn)行了深入的研究。

通常牛頓第一定律的教學(xué)，一般是按教材編排順序，先進(jìn)行演示實驗引出課題，然后通過講解伽利略與亞里士多德的爭論，消除“力是維持物體運動原因”的錯誤觀念，進(jìn)一步通過做斜面小車實驗證明牛頓第一定律的正確性，最后讓學(xué)生運用牛頓第一定律去解釋日常生活中的現(xiàn)象，從而完成整個教學(xué)過程。

為了檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握牛頓第一定律的情況，我們曾用這樣一道題目來檢測學(xué)生。題目如下:你坐在向前勻速直線運動的汽車?yán)?，將手中的鑰匙豎直上拋，問當(dāng)鑰匙落下來時是落在手里，還是落在手后面。全班61名同學(xué)在試卷上皆答:落在手后面。問其原因，皆曰:汽車在走，而鑰匙拋出后不再向前走了。

怎樣更好地改進(jìn)牛頓第一定律的教學(xué)效果，使牛頓第一定律的教學(xué)效果真正是實實在在意義上的令人滿足。我們認(rèn)為，囿于一般形式上的教學(xué)方法的改進(jìn)已是隔靴搔癢，而必須深入到學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去考查學(xué)生產(chǎn)生錯誤認(rèn)識的根源。

認(rèn)知心理學(xué)的理論告訴我們，學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念、規(guī)律時所形成的錯誤，常常是由于其頭腦中的前科學(xué)概念的影響。

所謂前科學(xué)概念，是指兒童在學(xué)習(xí)物理課程以前的生活實際中，對各種物理現(xiàn)象和過程在頭腦中反復(fù)建構(gòu)所形成的系統(tǒng)的但并非科學(xué)的觀念。比如牛頓第一定律就是如此。在物理教學(xué)中，那種認(rèn)為只需要“正面”傳授知識，學(xué)生就能接受，如果他們?nèi)圆焕斫?，可以多講幾遍就能達(dá)到目的的想法，實踐證明是過于天真了。因為在有些學(xué)生的經(jīng)驗中，早已有了與亞里士多德“力是維持物體運動原因”的理論類似的觀念。這樣，當(dāng)他們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律之后，就可能把定律納入到自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，牛頓第一定律實際上成了“力是維持物體運動原因”的代名詞。讓他們解釋用手推車、用腳踢球等一些不易暴露錯誤觀念的生活實例時，他們也能解釋得頭頭是道。但當(dāng)解釋用手拋鑰匙、飛機扔炸彈的例子時，他們卻又運用亞里士多德的理論去解釋，其錯誤觀念暴露無遺。這正是牛頓第一定律教學(xué)效果不佳的癥結(jié)之所在。

研究和改進(jìn)牛頓第一定律的教學(xué)，應(yīng)當(dāng)了解學(xué)生頭腦中前科學(xué)概念的特點。

一、學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念是自發(fā)

形成的

過去，我們在教學(xué)中，常常誤認(rèn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前其頭腦如同一張“白紙”，教師可以在上面任意涂畫，事實并非如此。學(xué)生在長期的生活實踐當(dāng)中，逐漸形成了自己對客觀世界物質(zhì)運動規(guī)律的看法。他們幾乎每天都會看到物體在力的作用下運動，而在力停止作用時物體靜止，于是主觀地斷言:有力，則物體運動;無力，則物體靜止。這正是亞里士多德“力是維持物體運動原因”的理論。

二、學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念具有隱

蔽性

由于學(xué)生頭腦中前科學(xué)概念都是在潛移默化中形成的，所以它以潛在的形式存在。這包含兩方面的意義。一個是學(xué)生自己并沒有意識到它的存在，因為學(xué)生并沒有有意識地思考并形成“力是維持物體運動原因”的概念。另一個是前科學(xué)概念平時并不表現(xiàn)出來，但往往在學(xué)生運用物理概念解決問題時表現(xiàn)出來。比如前述測驗表明，許多有10多年教齡的初中物理教師頭腦中也存在著牛頓第一定律的前科學(xué)概念，然而他們自己卻并不知道。

三、學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念具有頑

固性

由于前科學(xué)概念是兒童頭腦中業(yè)已形成的概念，且長期的日常生活經(jīng)驗與觀察又加強了這些概念。因此，學(xué)生頭腦中的前科學(xué)慨念是非常頑固的。

國內(nèi)外物理教育界近年來的一些研究表明:一旦學(xué)生對某些物理現(xiàn)象形成了前科學(xué)概念，要想加以轉(zhuǎn)變是極其困難的。尤其那些在人類科學(xué)認(rèn)識史上經(jīng)歷了曲折歷程的前科學(xué)概念，更是如此。

按照皮亞杰的理論，學(xué)生認(rèn)識什么和如何行動，主要決定于他們所具有的認(rèn)知圖式(思維模式)，而不完全取決于教師所講述的內(nèi)容。他們按照自己已有的圖式吸收和排斥信息。在有錯誤認(rèn)識存在的情形下，就會在頭腦中形成和正確信息極不相同的東西。

物理這門自然科學(xué)課程比較比較難學(xué)，靠死記硬背是學(xué)不會的，一字不差地背下來，出個題目還是照樣不會做。那么，如何學(xué)好物理呢?要想學(xué)好物理，應(yīng)當(dāng)做到不僅把物理學(xué)好，其他課程如數(shù)學(xué)、化學(xué)、語文、歷史等都要學(xué)好，也就是說學(xué)什么，就得學(xué)好什么。實際上在學(xué)校里，學(xué)習(xí)好的學(xué)生，哪科都學(xué)得好，學(xué)習(xí)差的學(xué)生哪科都學(xué)得差，基本如此，除了概率很小的先天因素外，這里確實存在一個學(xué)習(xí)方法問題。

誰不想做一個學(xué)習(xí)好的學(xué)生呢，但是要想成為一名真正學(xué)習(xí)好的學(xué)生，第一條就要好好學(xué)習(xí)，就是要敢于吃苦，就是要珍惜時間，就是要不屈不撓地去學(xué)習(xí)。樹立信心，堅信自己能夠?qū)W好任何課程，堅信“能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律”，堅信有幾份付出，就應(yīng)當(dāng)有幾份收獲。

作者單位:江蘇省鹽城市澤夫中學(xué)