胡煒

所謂前概念，就是指學(xué)生在沒(méi)有正式學(xué)習(xí)之前，通過(guò)對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的對(duì)比和歸納，總結(jié)出來(lái)對(duì)事物非本質(zhì)的一些認(rèn)識(shí)。從高中物理教學(xué)的角度來(lái)講，有的前概念屬于正確的認(rèn)識(shí)，它們的存在有助于學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)行，然而錯(cuò)誤的前概念卻給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了更大的障礙，干擾他們物理概念和規(guī)律的建立。因此，如何引導(dǎo)學(xué)生對(duì)前概念進(jìn)行轉(zhuǎn)化，對(duì)學(xué)生的已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和重構(gòu)，也成了高中物理教師必須思考并解決的問(wèn)題之一。

1高中物理學(xué)習(xí)中前概念的特點(diǎn)

1.1廣泛性

高中生正處在十六七歲的年紀(jì)，他們?cè)谑嗄甑纳罱?jīng)驗(yàn)中，已經(jīng)接觸過(guò)許許多多的物理想象，因此他們?cè)陬^腦中所形成的前概念是相當(dāng)廣泛的。當(dāng)然，這里的廣泛性也是一種相對(duì)的說(shuō)法，學(xué)生有關(guān)物理認(rèn)識(shí)的前概念主要集中在自己身邊的物理現(xiàn)象上，特別是自己看得到、摸得著的事物；而相應(yīng)的，那些微觀層面的，較為抽象的物理知識(shí)，學(xué)生很少會(huì)形成相關(guān)的前概念。

1.2頑固性

正因?yàn)閷W(xué)生的前概念是十幾年生活經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，因此有關(guān)認(rèn)識(shí)可謂是根深蒂固，異常深刻。就像亞里士多德有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)能延續(xù)上千年一般，學(xué)生前概念的頑固性不亞于此。所以，高中物理教學(xué)的重要任務(wù)不是去創(chuàng)造新的思想，而是幫助學(xué)生擺脫舊觀念的束縛。

1.3負(fù)遷移性

在高中物理知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程中，學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)會(huì)積極地推動(dòng)新認(rèn)知的構(gòu)建，當(dāng)然也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的作用。比如，學(xué)生在對(duì)跟隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析時(shí)，總是會(huì)將一個(gè)沿運(yùn)動(dòng)前進(jìn)方向的靜摩擦力添進(jìn)去，因?yàn)閺乃麄兊纳罱?jīng)驗(yàn)出發(fā)：“有力推了，物體才會(huì)前進(jìn)”，這就對(duì)應(yīng)一個(gè)前概念“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”。

2前概念對(duì)高中物理教學(xué)的影響

正是由于上述的相關(guān)性質(zhì)，前概念的存在對(duì)學(xué)生的高中物理的學(xué)習(xí)帶來(lái)了很大的干擾，嚴(yán)重影響學(xué)生正確科學(xué)概念的形成，降低了物理教學(xué)效率。但是，我們不能忽視前概念存在的一些正面價(jià)值，雖然很多前概念與科學(xué)的物理概念不太吻合，但是教師只要輔以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和解釋?zhuān)⒅笇?dǎo)學(xué)生用科學(xué)的方法對(duì)感性的材料進(jìn)行分析和處理，就能夠使得學(xué)生腦海中的某些前概念進(jìn)化為科學(xué)的物理認(rèn)知。高中物理的教學(xué)實(shí)踐也表明，學(xué)生腦海中的前概念會(huì)促進(jìn)物理概念的建構(gòu)和相關(guān)規(guī)律的掌握，這些前概念屬于一種良性的教育資源，教師應(yīng)該將其作為學(xué)生構(gòu)建物理認(rèn)知的土壤，將高中物理新的知識(shí)以種子的形式撒下去，在學(xué)生的自主探究下生根發(fā)芽，開(kāi)花結(jié)果。

例如，“相同的作用下細(xì)彈簧就比粗彈簧更容易拉伸”，這一前概念其實(shí)就對(duì)應(yīng)著勁度系數(shù)這個(gè)物理概念；“銅和鋁是生活中最常用的導(dǎo)電材料”，這也可以認(rèn)為是電阻率的前概念·

3錯(cuò)誤的前概念轉(zhuǎn)化策略分析

物理教師在教學(xué)實(shí)踐中，要直面學(xué)生前概念的存在，結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)要有效利用學(xué)生正確的前概念，使其充分發(fā)揮積極作用，但是因?yàn)殄e(cuò)誤的前概念的負(fù)面影響更為強(qiáng)大，因此對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化是高中物理教學(xué)的一項(xiàng)重大工程，相關(guān)操作可由以下角度人手。

3.1創(chuàng)設(shè)情境，激起有效地認(rèn)知沖突

教師提供情境使新的認(rèn)知與學(xué)生的前概念發(fā)生沖突，從而使得學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己觀念的錯(cuò)誤，進(jìn)而能正確地評(píng)價(jià)自己原有的經(jīng)驗(yàn)，在自己感性認(rèn)知與物理知識(shí)相矛盾的地方進(jìn)行反思，經(jīng)歷過(guò)思想斗爭(zhēng)，并進(jìn)一步打破原有認(rèn)知的平衡之后，推動(dòng)相應(yīng)認(rèn)知體系的重構(gòu)。在將錯(cuò)誤觀念替換為物理認(rèn)知的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)誤的前概念向正確科學(xué)認(rèn)知的進(jìn)化。

例如，日常生活中經(jīng)常看到同時(shí)釋放的羽毛和金屬片，金屬片先著地，因此學(xué)生有了前概念：重的物體落體運(yùn)動(dòng)更快，對(duì)此概念的轉(zhuǎn)化，可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)激起學(xué)生的認(rèn)知沖突。在真空管演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，可以先讓學(xué)生猜想一下：真空環(huán)境下，同時(shí)下落的羽毛和金屬片誰(shuí)的下落更快呢？然后，讓學(xué)生對(duì)比實(shí)驗(yàn)演示出來(lái)的過(guò)程和自己的猜想是否一致，并引導(dǎo)學(xué)生分析真空管實(shí)驗(yàn)和生活中落體運(yùn)動(dòng)之間的差別，從而進(jìn)一步構(gòu)建自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及發(fā)生條件是什么。

3.2創(chuàng)造條件，讓學(xué)生在探究活動(dòng)的體驗(yàn)中構(gòu)建認(rèn)知

前概念的根深蒂固很大程度源于他們來(lái)自學(xué)生切身的體驗(yàn)，因此要實(shí)現(xiàn)相關(guān)概念的轉(zhuǎn)化，就必須讓學(xué)生切身去體驗(yàn)物理概念和規(guī)律的構(gòu)建過(guò)程。以科學(xué)探究的方式來(lái)組織教學(xué)就是讓學(xué)生以更為直接的方式來(lái)形成概念，滿足他們的探究欲望?？茖W(xué)探究一般從提出問(wèn)題開(kāi)始，教師提供與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的材料讓學(xué)生直接感知，并讓學(xué)生自己來(lái)描述探究對(duì)象的一般特征，從而從中總結(jié)物理概念和規(guī)律，并通過(guò)與其他物理現(xiàn)象和過(guò)程的一般特點(diǎn)進(jìn)行比較和區(qū)分來(lái)進(jìn)一步界定概念的外延和內(nèi)涵。探究過(guò)程中的提出猜想、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及操作等步驟都可以由學(xué)生自己來(lái)規(guī)劃進(jìn)行，學(xué)生探究的過(guò)程中也必然會(huì)將自己現(xiàn)有的體驗(yàn)和原有的認(rèn)知進(jìn)行對(duì)比，自發(fā)地實(shí)現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)化。

例如，讓學(xué)生探究“求合力的方法”的過(guò)程中，學(xué)生必然會(huì)不斷地調(diào)整拉力的大小和方向，并對(duì)比合力的有關(guān)特點(diǎn)，其間夾角較大的情形下肯定會(huì)出現(xiàn)合力小于分力的情形，這一場(chǎng)景的體驗(yàn)必然會(huì)讓學(xué)生糾正“合力必然大于分力”這一錯(cuò)誤的前概念。

3.3合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在相互協(xié)助中實(shí)現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)化

個(gè)人的力量往往是有限的，在物理教學(xué)中，教師積極倡導(dǎo)并開(kāi)展合作學(xué)習(xí)能有效克服學(xué)生個(gè)體認(rèn)知系統(tǒng)的局限性，有助于學(xué)生剖析問(wèn)題的內(nèi)涵、認(rèn)清事物的本質(zhì)，而且在合作團(tuán)隊(duì)中還有助于形成更為積極的研究態(tài)度，學(xué)生不同思想的碰撞能夠激起思維的火花。在合作團(tuán)隊(duì)進(jìn)行討論時(shí)，平等和諧的氣氛會(huì)使得學(xué)生基于自己的經(jīng)驗(yàn)暢所欲言，把學(xué)生從不同角度所總結(jié)出的大量的前概念匯總起來(lái)，加以修正并重新組合后，將成為一個(gè)較為系統(tǒng)而更為真切的認(rèn)知。這種學(xué)習(xí)的方法就像“盲人摸象”一般，不同的人認(rèn)知角度不同，一旦結(jié)合起來(lái)，一個(gè)體系化的認(rèn)知就會(huì)接近于真理。

例如，“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，這項(xiàng)探究任務(wù)非常巨大：從控制變量的思路設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)器材選擇，再到實(shí)驗(yàn)操作，乃至數(shù)據(jù)處理等等，單獨(dú)由某一個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成是不現(xiàn)實(shí)的，在團(tuán)隊(duì)中群策群力才是最佳的方案。

通過(guò)學(xué)生之間，學(xué)生與教師之間的討論交流來(lái)實(shí)現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)變。人本主義心理學(xué)家羅杰斯提出的促進(jìn)學(xué)習(xí)者自由學(xué)習(xí)的方法有“同伴教學(xué)”、“分組學(xué)習(xí)”、“交朋友小組”和“探究訓(xùn)練”等方法。通過(guò)這些方法不僅可促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)掌握、而且還可以培養(yǎng)他們的自信心、責(zé)任心、合作能力，改善學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。通過(guò)探究訓(xùn)練學(xué)生可以更好地獲取知識(shí)，還可獲得探究的方法，發(fā)展其自主性、創(chuàng)造性和探究精神。對(duì)于每個(gè)學(xué)生而言，由于認(rèn)識(shí)問(wèn)題的深度和廣度不同，對(duì)事物的理解也就不同、有的較全面、有的較片面、有的較深刻、有的流于表面。這樣在交流的過(guò)程中，學(xué)生之聞就會(huì)產(chǎn)生不同觀念的碰撞、交鋒，從而引發(fā)概念沖突。所以教師應(yīng)主動(dòng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)平等、自由的交流平臺(tái)，充分發(fā)揚(yáng)教學(xué)民主，讓學(xué)生呈現(xiàn)自己的觀念，要鼓勵(lì)學(xué)生敢于表達(dá)自己的觀念。此外，其次要善于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)聆聽(tīng)不同的觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析、歸納、綜合等方法以獲取最科學(xué)的概念。

物理概念和規(guī)律的構(gòu)建是高中物理教學(xué)的主要任務(wù)之一。而充分利用正確的前概念、及時(shí)轉(zhuǎn)化錯(cuò)誤的前概念都是完成這一教學(xué)任務(wù)的有效手段。如果相關(guān)工作未曾到位，那么學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)只能是死記硬背，他們的整個(gè)知識(shí)體系就是混亂的，因此，合理利用前概念，促使其進(jìn)行重構(gòu)和轉(zhuǎn)化刻不容緩。物理教師要在具體的實(shí)踐中進(jìn)一步探索更為高效的手段，相信這也必然會(huì)推動(dòng)物理教學(xué)的質(zhì)量提升。