前概念是學生在接觸科學知識前,對現實生活現象所形成的經驗型概念。而由于中學生的知識經驗有限,辯證思維還不發達,思維的獨立性和批判性還不成熟,考慮問題容易產生片面性,且往往會被表面現象所迷惑,看不到事物本質,易形成一些錯誤的前概念。這些錯誤概念對物理概念的正確形成極為不利,它排斥了科學概念的建立,是物理教學低效率的重要原因之一。在伽利略和牛頓以前,人們對生活經驗缺乏科學分析,認為力是維持物體運動所不可缺少的。由此,古希臘哲學家亞里士多德提出了一個錯誤命題:必須有力作用在物體上物體才運動,沒有力的作用,物體就會停下來。這個錯誤一直延續了2000多年,可見前概念對人們認識的影響是巨大的。
在物理教學中,不能忽視學生大腦中形成的前概念,對正確的應加以利用,對錯誤的要認真引導消除,否則正確概念難以形成。筆者結合十幾年的教學實踐談一些認識。
一、加強實物演示,豐富感性認識,有利于消除錯誤前概念,確立正確概念
中學生的抽象思維在很大程度上屬于經驗型,需要感性經驗支持,因此,教學中應了解學生的實際,通過實物演示消除錯誤概念。太陽曝曬下的木塊和金屬塊的溫度如何?學生最容易根據自己的感覺,認為金屬塊溫度高,形成錯誤認識。所以,只有通過實驗測定后,使學生認識到自己的感覺是錯誤的,才能消除錯誤前概念,否則任何講授都是蒼白無力的。
由于學生思維帶有一定的片面性和表面性,他們往往以物質外部的非本質的屬性作為依據,形成錯誤認識。如學生認為馬拉車前進是馬拉車的力大于車拉馬的力,從而對牛頓第三定律產生懷疑。所以,筆者在教學中針對這種問題設計了一個實驗:兩個滑塊,兩個輕質彈簧秤,使一個彈簧秤兩端分別固定在兩個滑塊上,用另一個彈簧秤拉動連在一起的木塊,去演示使一個滑塊前進時,另一個滑塊同時前進,通過彈簧秤顯示兩個滑塊之間的相互作用力,這樣就可以排除學生形成的錯誤認識,進一步理解牛頓第三定律。
在“自由落體”一節教學中,學生對任何物體做自由落體運動從同一高度豎直落下時,不同的物體將同時落地很難想象。因此,教學中應強調“自由落體運動”是指在只受重力作用下的豎直下落運動,但在實驗中,不可避免地受到空氣等阻力影響,結果當然不會完美。當然,更重要的是做好演示實驗,也就是真空玻璃管內羽毛和銅錢同時落地,使學生建立密度和重力都不相同的物體在真空中從同一高度落下,快慢幾乎一樣的事實,然后對自由落體運動加以分析、研究。
所以,抓住中學生學習物理的思維特點,充分利用實物演示及創造條件進行實物演示,積極消除學生的錯誤前概念,對提高物理學習效果是有幫助的。
二、重視物理模型的運用,培養學生邏輯思維能力,消除學生思維障礙,有利于消除錯誤前概念,樹立正確概念
物理模型是物理學中對實際問題忽略次要因素、突出主要因素經過科學抽象而建立的新的物理形象。通過運用物理模型可以突出重點,抓住本質特征和屬性,可以消除學生思維方面的片面性和表面性,提高學生思維的獨立性、批判性和創造性,從而使學生能夠對自己從生活中形成的樸素物理概念分析區別,拋棄錯誤概念,形成科學概念。如伽利略在研究運動的原因時設想的“理想實驗”,就是建立了一個沒有摩擦的光滑軌道的物理模型。在“洛侖茲力”一節教學中,對于洛侖茲力公式的推導,其中I=nqv是難點。但在建立導線中電流流動的微觀圖象的物理模型后,問題便簡潔多了。
在“分子間的相互作用力”一節教學中,由于分子與分子間距離關系比較抽象,物體中獨立的分子看不見,因此給教學帶來一定的困難。但通過運用宏觀物體建立球形或立方體物理模型,便使抽象的分子及分子力形象化、具體化,很好地啟發了學生的認識和理解,收到較好的教學效果。
綜上所述,要充分運用或創造條件,運用物理模型,培養學生的邏輯思維能力,從而為大幅度提高教學質量打好基礎。
(作者單位:鹿邑縣第二高級中學)