如何利用前概念进行物理概念的教学

摘 要：物理概念的教学自始至终贯穿于物理教学中,一直是被关注的重点.对教师来说,概念教学的好坏直接关系到一堂课是否成功；而对学生来说,概念掌握得如何则直接反映了其物理学习成绩的好坏.通过对前人研究工作的总结、分析,结合典型的教学案例和体会,对如何利用学生的前概念进行物理概念教学提出了两种方法.

关 键 词 ：前概念；物理概念；科学概念；概念转变

概念是思维活动的基本意义单元,是用以组织和构建知识系统的基本单位.因此,对于概念的教学是整个知识教学体系的基础,只有清晰地掌握了概念及其相互关系,才能真正地从本质上理解和掌握知识,而大量的教学实践表明概念教学的现状不容乐观.其中很重要的一个原因就是教师忽视了学生在开展学习活动之前头脑中已经具有的前概念,而把科学概念粗暴地灌输给学生,使学生未能真正形成从前概念到科学概念的概念转变过程.

一、前概念与概念教学

“前科学概念”（简称前概念）是“学生接受正式的科学概念教育前,通过对日常生活现象的感知以及长期的经验积累与辨别式学习所形成的对事物的认识”,又称为“日常概念”“个人概念”或“替代概念”等.学生正式学习某一学科前形成的前概念,有些与科学概念一致,有些与科学概念不一致.如果原有知识与结构正确合理,则有助于学生同化新的科学概念、构建新的认知结构；如果学生头脑中的观点与认识不合理、不科学,势必妨碍学生正确理解相关科学概念,甚至在新旧知识相互影响的情况下,产生新的错误认识与理解,导致认识结构的进一步错误建构.大量实证研究也表明,学生在学习新知识时,总是试图联系自己原有的认识,由于这些认识多为学生个人的观点与模型,是学生自认为“行得通”“合理”的对日常生活中常见现象和事实的判断与解释,因而他们往往很难放弃或改变.

二、利用前概念进行物理概念教学的具体案例及方法总结

1.创设情境,引出学生脑海中的科学前概念,快速获取他们对新概念的认同,同时使新概念的引入过程变得更加自然.

例.位移和路程

问题：你在一个十字路口问路：“最近的麦当劳在哪里?”路人不耐烦地回答道：“走五百米”,你知道麦当劳在哪吗?如果是你,你会怎么回答?

学生说应该回答往哪个方向走多远.这是一个很简单的生活经验,老师也很有把握,他们一定会给出正确答案,因此,学生关于如何描述位置变化的前概念是科学合理的,老师只要给出一个具体的情景让他们感受到为什么需要位移这个物理量,当他们感受到这个量是有意义的,才能更自然而准确地理解位移的概念及位移与路程的区别.

2.通过师生辩论或学生与学生间的辩论使学生在一些较难辨析的概念上发生概念转变.

例.关于加速度概念的引入和速度与加速度概念的辨析

①各种车启动时情况不同,请根据下表所给数据判断分别对应哪种车（火车、汽车、赛车）,说明理由.

总结：由上表可知,当速度变化量（vt-v0）相同时,经历时间越 ,速度变化越 .

对于车的速度变化快慢,学生其实是有经验的,不同学生的回答是不同的,在辩论过程中,学生陈述的理由会引发对前概念的思考,当学生的前概念不合理的时候,这便完成了概念转变的第一个过程,即对原有概念的不满.他们判断的依据就告诉大家为什么要引入加速度这个物理概念,因为仅凭速度的变化量大小无法区分这辆车是汽车还是火车,而我们都清楚汽车和火车的加速性能是有明显区别的,因此,加速度这个概念的引入对学生来说也变成合理的、有效的了.反之,如果老师直接给出加速度的概念,这就变成了粗暴的灌输,学生也难以放弃不合理的前概念.

学生的前概念是在潜移默化中形成的,具有很强的隐蔽性,一般不会清晰地呈现在他们的脑海里.因此,教师想办法深入了解学生大脑中前概念的存在情况,使其充分暴露出来.如果教师能使学生逐步建立起自觉检查和消除错误观念的能力（往往要在学生多次发生错误而又经过他们自己的独立思考之后才有可能）,那么,学生学习物理的困难便会逐步减轻,学习的效率会更高.教师只有充分了解学生已有的前概念,尤其是与新概念有密切关系的前概念,才能使教学有的放矢,让教学策略更有针对性并且更有效,从而节约教学时间.

总之,前概念对于学生来讲,先入为主,根深蒂固,生命力强,因此,学生带着前概念进入物理课堂,这是物理教学中的正常情况,对于前概念,若能转化得当,则在激发学生兴趣,促进学生思维,加深理解,巩固知识等各个方面都能起到积极的作用.正确的物理概念建立后,还要进行针对性训练,把所学的知识应用到有意义的实际中去,巩固课堂效果,加深对物理概念的理解.