物理前概念轉(zhuǎn)變研究文獻(xiàn)綜述

熊梅

作者簡介：熊梅（1989-），女，漢族，湖北人，研究生，海南師范大學(xué)，課程與教學(xué)論（物理）。

摘要：物理前概念是指學(xué)生在未系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識之前根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)作出判斷和決策的知識，對科學(xué)概念的掌握具有一定的影響作用。筆者通過對國內(nèi)外關(guān)于前概念轉(zhuǎn)變的研究進(jìn)行歸納分析，并提出了自己的見解。結(jié)合目前初中物理教學(xué)中忽視學(xué)生頭腦中的前概念，忽視學(xué)生的主體性，期望用直接覆蓋的手段來轉(zhuǎn)變學(xué)生的前概念效果收效甚微，通過對物理前概念產(chǎn)生的原因、促進(jìn)前概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)化的策略等進(jìn)行系統(tǒng)的整理，筆者認(rèn)為應(yīng)改變傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)形態(tài)，基于初中生物理前概念，采用小組合作的教學(xué)方式，來促進(jìn)學(xué)生前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：初中物理；前概念；轉(zhuǎn)變；小組合作學(xué)習(xí)

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：2095-9214（2016）10-0046-02

一、前概念的界定

國外學(xué)者從20世紀(jì)70年代開始，相繼進(jìn)行了大量的關(guān)于前概念轉(zhuǎn)變的研究。我國則是于20世紀(jì)90年代對其進(jìn)行系統(tǒng)的研究。通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)的梳理發(fā)現(xiàn)，不同的研究者對前概念有著不同的表述。比較常見的如“錯(cuò)誤概念”、“誤概念”、“相異構(gòu)想”等等。盡管前概念所用術(shù)語眾多，但其基本含義是相同的。故本文中的物理前概念主要是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)物理之前，基于生活經(jīng)驗(yàn)而形成的對事物的直覺認(rèn)識，既包括一些局限的、不完整的或者完全與科學(xué)知識相悖的知識。

二、國外前概念研究現(xiàn)狀

（一）有關(guān)前概念的調(diào)查研究

20世紀(jì)70年代，國外對前概念的研究主要側(cè)重于對學(xué)生頭腦中各課題的前概念進(jìn)行泛泛的調(diào)查；20世紀(jì)80年代，前概念的研究則主要集中在自然科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，并且物理前概念的研究也成為國際物理教育研究的重要課題。20世紀(jì)90年代至今，前概念研究繼續(xù)深入，走向?qū)μ囟▽ｎ}知識前概念的研究許多研究者對物理力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等專題的前概念展開研究，并且設(shè)計(jì)出了專門的前概念檢測工具。

（二）前概念轉(zhuǎn)變的方法和策略研究

Brown，Clement（1989）提出錨定類比的教學(xué)策略， 在教學(xué)時(shí)先呈現(xiàn)學(xué)生熟悉的概念作為類比物，然后給學(xué)生呈現(xiàn)要學(xué)習(xí)的概念，建立類比物和學(xué)習(xí)對象之間聯(lián)系。[1]Tyson.（1997） 等人提出了充實(shí)和重建的前概念轉(zhuǎn)變策略，充實(shí)是指在已有的概念結(jié)構(gòu)中對概念的增加或刪除，而重建則意味著建構(gòu)新結(jié)構(gòu)。Bracha（2004）研究了合作學(xué)習(xí)中伴隨元認(rèn)知教學(xué)和不伴隨元認(rèn)知教學(xué)對理解圖表的不同效果。結(jié)果顯示“合作+元認(rèn)知”可以積極幫助學(xué)生理解圖表，提高學(xué)生成績。[2]

不同研究者主要基于各自的理論提出了他們對前概念轉(zhuǎn)變的策略，主要分別基于認(rèn)知發(fā)展理論、建構(gòu)主義、元認(rèn)知理論以及合作學(xué)習(xí)等理論提出了相應(yīng)的促進(jìn)前概念轉(zhuǎn)變的策略。

（三）前概念轉(zhuǎn)變模型和模式

Posner等人于1982年提出了著名的概念轉(zhuǎn)變模型，包含以下四個(gè)條件：（1）對現(xiàn)有概念的不滿。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。[3]Driver和Oldham提出的DO五步教學(xué)模式，包括定向、引出學(xué)生想法、重組、應(yīng)用新概念、回顧概念的改變。Nussbaum和Novick提出的NN三步教學(xué)模式，其過程包括：獲得學(xué)生的前概念；引入沖突概念；鼓勵(lì)學(xué)生評價(jià)新概念，進(jìn)而構(gòu)建認(rèn)知結(jié)構(gòu)。[4]

通過對所有前概念轉(zhuǎn)變模型或模式的歸納我們發(fā)現(xiàn)，找出學(xué)生的前概念是促進(jìn)學(xué)生前概念轉(zhuǎn)變的前提，創(chuàng)造一個(gè)寬松環(huán)境，讓學(xué)生表達(dá)各自不同的觀點(diǎn)是基礎(chǔ)，創(chuàng)造認(rèn)知矛盾后通過協(xié)商、對話、討論等活動(dòng)，進(jìn)行積極地構(gòu)建所學(xué)知識是關(guān)鍵。

三、國內(nèi)前概念研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代，國內(nèi)科學(xué)教育逐漸開展對前概念的研究。初期主要是集中在對國外相關(guān)研究的積極引進(jìn)，隨后，在借鑒基礎(chǔ)上也相繼進(jìn)行了一些本土研究。大部分前概念的研究主要集中在物理和化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，這里主要對物理教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探討。

（一）前概念產(chǎn)生原因分析

趙強(qiáng)，劉炳升（2001 年）闡述了物理學(xué)習(xí)中前概念產(chǎn)生的心理途徑：①先入為主的日常生活經(jīng)驗(yàn)。②知識的負(fù)遷移。③舊有概念的局限。④由語詞帶來的曲解。⑤進(jìn)行不當(dāng)?shù)念惐取＂薏徽_的課外渠道。[5]吳建加則根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出學(xué)生頭腦中的物理前概念產(chǎn)生的原因。[6]通過對前概念產(chǎn)生原因的梳理我們大致可以將其歸為以下幾類：個(gè)人經(jīng)驗(yàn)不足、生活語言影響、數(shù)學(xué)思維定式、思維方法不當(dāng)?shù)取?/p>

（二）前概念轉(zhuǎn)變策略和方法

羅旋（1997）認(rèn)為，克服前概念的不利影響，一要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生獲得豐富的感性經(jīng)驗(yàn)。二要培養(yǎng)學(xué)生建立物理模型，重視邏輯思維能力的培養(yǎng)。[7]

趙強(qiáng)（2001）提出了一個(gè)教學(xué)策略：（1）通過該合作學(xué)習(xí)，明確前概念。（2）情景式教學(xué)，引發(fā)認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生放棄原有前概念，使其接受科學(xué)前概念。（3）隨機(jī)通達(dá)教學(xué)，不同時(shí)間、情境下，對同一內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得對于同一事物的多方面的認(rèn)識。[8]

于永?。?005）提出歸謬法。歸謬法就是讓學(xué)生自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生矛盾，引起學(xué)生自己發(fā)生認(rèn)知沖突。[9]

通過對文獻(xiàn)的梳理我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有從思維方法的角度提出歸謬法、物理模型等促進(jìn)前概念的轉(zhuǎn)變的策略；從教學(xué)方法角度提出了認(rèn)知沖突策略以及隨機(jī)通達(dá)教學(xué)策；從教學(xué)方式的角度提出了合作學(xué)習(xí)、情景式教學(xué)等策略。

（三）前概念轉(zhuǎn)變模型和模式

袁維新將概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略按教學(xué)過程分為以下三步：1.揭示學(xué)生的物理前概念； 2.引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突； 3.鼓勵(lì)認(rèn)知順應(yīng)。[10]奎媛媛（2013）將所有概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略中有沖突出現(xiàn)的策略都?xì)w屬于一種策略，統(tǒng)稱為認(rèn)知沖突策略，并提出了四大具體教學(xué)步驟。[11]通過文獻(xiàn)梳理，國內(nèi)的促進(jìn)前概念轉(zhuǎn)變的模型與國外相比大同小異，大多是在借鑒國外的教學(xué)模式。

通過對初中物理前概念轉(zhuǎn)變的碩博論文相關(guān)文獻(xiàn)的梳理可以得出，前人主要的從以下幾個(gè)角度進(jìn)行了研究：李尚芳（2013年）從男女生性別差異角度來研究對前概念轉(zhuǎn)變影響的差異性并探索出一些轉(zhuǎn)化物理前概念的教學(xué)策略。莫海玲（2010年）從教材編寫與使用的角度來探討教材是否充分體現(xiàn)并考慮到學(xué)生的前概念，通過對現(xiàn)行的物理教科書中前概念進(jìn)行前概念調(diào)查、匯整，并據(jù)此提出一些關(guān)于教科書編寫與使用方面的思考及建議。張杰（2015年）從對前概念以及前概念的錯(cuò)誤屬性分析的角度來提出前概念轉(zhuǎn)變的策略，提出豐富與重建的前概念轉(zhuǎn)變策略。許麗軍（2008年）、黎雙（2012年）從不同的專題（如力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等）的角度來針對具體知識點(diǎn)提出轉(zhuǎn)變的策略。

四、總結(jié)

目前國內(nèi)外相關(guān)研究盡管很多，但是仍然存在一定的問題：①目前初中物理前概念轉(zhuǎn)變研究主要基于目前傳統(tǒng)教學(xué)形態(tài)下提供一些促進(jìn)前概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)方法和教學(xué)策略。②無論國內(nèi)外文獻(xiàn)，都比較偏重于理論研究，盡管從理論層面提出了各種各樣的策略，但關(guān)于具體的教學(xué)操作并為給出程序。③國外的一些物理專題的前概念測量工具，卻無法在國內(nèi)直接使用，仍需具體教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)以及學(xué)生心理發(fā)展特點(diǎn)編制適合我國的前概念測量工具。

針對傳統(tǒng)的教學(xué)方式在物理概念教學(xué)中存在諸多弊端，忽視學(xué)生頭腦中的前概念和學(xué)生的主體性，灌輸、覆蓋式概念教學(xué)不利于前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。隨著新課程改革的推行，小組合作學(xué)習(xí)改變傳統(tǒng)教師講授的教學(xué)形態(tài)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，重視學(xué)學(xué)生的主體性，基于學(xué)生頭腦中的前概念通過積極思考、討論等互動(dòng)學(xué)習(xí)，更利于學(xué)生科學(xué)概念建構(gòu)，故筆者認(rèn)為應(yīng)在初中物理概念教學(xué)中提倡小組合作學(xué)習(xí)。其他文獻(xiàn)中盡管提到了合作學(xué)習(xí)，但大多是將合作學(xué)習(xí)作為在教學(xué)過程中使用的某一種教學(xué)策略，其地位認(rèn)知沖突策略、隨機(jī)通達(dá)教學(xué)策略等并列，并未充分突出小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)方式在學(xué)生物理前概念轉(zhuǎn)變過程中的優(yōu)勢，故筆者認(rèn)為有必要對小組合作學(xué)習(xí)進(jìn)行深入研究，通過設(shè)計(jì)并開發(fā)出適合初中物理概念教學(xué)的小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式，來促進(jìn)學(xué)生前概念的轉(zhuǎn)變，提升課堂效率。

（作者單位：海南師范大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

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