幾種錯誤的前概念對學生物理學習的影響及其解決辦法

劉鳳羽

【摘要】學生在進行高中物理學習之前，腦海里儲存了一些錯誤的前概念，這將阻礙科學概念的形成。本文例舉了一些錯誤前概念，深刻分析其形成原因，提出了解決辦法，并應用于教學實踐中，消除了學生的思維障礙，取得了良好的效果。

【關鍵詞】前概念 糾正 建立

由于對日常生活中各種直接經驗的體會與思考，學生們在接受新的物理教育之前就形成了較多的前概念。正確的前概念，有助于形成科學的物理概念和掌握物理規律，但一些前概念是膚淺的，甚至是錯誤的，并且在學生的腦海里根深蒂固，這些錯誤的觀念將會阻礙科學概念的形成，更會阻礙進一步的學習。本文針對這一現象，例舉了一些高一學生學習力學時頭腦里錯誤的前概念，并加以分析，提出有效的教學方法，幫助學生形成正確的概念。

一、加速度

對于加速度，學生會有這樣的錯誤理解：“速度大的物體加速度大，速度小的物體加速度小”；“加速的物體加速度大，減速的物體加速度小”；還有的學生“望詞生義”，認為“加速度就速度的增加量”。

加速度，對于剛上高中學生來說是一個很抽象的概念。在初中的學習中，學生認識了路程和速度，在日常生活中，“物體運動了多少路程或位移，運動有多快”這些問題也比較直觀，而“速度變化快慢”卻很少有人關注；其次，學生抽象思維有限，難以區分“速度、速度的變化量、速度的變化率”；還有，一些學生為了做題快，死記公式，而忽視了對概念本身的理解。

為便于學生理解加速度概念，教師在教學中可進行兩點改進：

1、充分進行創設情境，做好概念的引入。

從世界萬物的變化入手，聯系學生的生活實際，讓學生理解事物的變化不僅有大小之分，還有變化的快慢之分，例如身高增長的快慢，成績提高的快慢等。然后，列舉一組做變速運動的物體速度變化和所用時間的數據，讓學生思考誰的速度變化大，誰的速度變化快，該怎樣判斷。

2、在與速度的對比中完成教學。

加速度是速度的變化率，反映速度變化的快慢，而不表示速度的變化的大小。速度大，加速度不一定大；速度變化大，速度也不一定大；速度為零，加速度不一定為零。教學中引導學生舉例，加深理解。

二、“力是維持物體運動狀態的原因。”

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，代表人物——古希臘哲學家亞里士多德提出：必須有力作用在物體上物體才運動，沒有力作用，物體就會停下來。這個觀念一直延續了兩千多年。時至今日，沒有系統學習過中學物理的人還是會以為“力是維持物體運動的原因” 、“物體受力越大，速度越大”，其中包括剛上高中的高一學生，由此可見前概念對人們認識影響是巨大的。例如：靜止的車，馬拉了才動，馬不拉，車就停下來。類似的例子很多，學生可列舉出來，于是便認定：“力是使物體運動的原因”，殊不知這是一種表象。學生們下結論時，只考慮了拉力而忽略了阻力。再如：“物體以一定的初速度沖上斜面，對其進行受力分析，”有的學生會分析出來一個沿斜面向上的沖力；“在空中飛行的物體（不計空氣阻力）受幾個力的作用？”往往會有學生回答：“受重力和向前的沖力的作用?！?學生并非沒有學過力的概念和分析物體受力的方法，而是“力是維持物體運動的原因”這一錯誤的前概念在干擾。盡管教師再三對某現象做正面解釋，學生原先已存在的錯誤的前概念仍在暗暗起作用，使其自覺不自覺地在處理具體問題上又犯認識上的錯誤。

要糾正學生頭腦中的這些錯誤概念，具體的教學設行如下：

過演示氣墊導軌上的勻速運動實驗，或討論飛行中的物體的受力情況，引導學生暴露錯誤觀點后再運用力的概態進行分析，明確力是物體間的相互作用，不會脫離施力物體而存在。詳解“推小車，小車開始運動；不推小車，小車停止”問題，分析小車的受力情況及運動情況。還可以在氣墊導軌上研究物體受力時的加速運動與減速運動，用跨過滑輪的砝碼作為動力和阻力。通過這幾步，學生會發現物體的運動情況并非如他們原先所想象的那樣。

三、作用力與反作用力

牛頓第三定律中類似“馬拉車”的問題，部分學生總認為“馬對車有拉力，車對馬沒有拉力”或者“馬對車的拉力大于車對馬的拉力”。這里，學生只看到了馬拉車向前走這一直觀的表面現象，而沒有對車、馬的啟動過程以及車、馬與路面之間的作用力做深入而細致的分析。

對于這個規律的教學，本人認為應該讓學生充分的通過實驗來體會：“作用力與反作用力大小相等，方向相反，同時存在，同時消失”，還應深刻理解好“力與運動關系”這一物理力學精髓。

四、勻變速曲線運動問題

在完成的勻變速直線運動的學習后，學生勻變速運動的概念已形成，但這個前概念是膚淺的，因為它是在直線運動的學習中建立的。學生會有錯誤的理解：“曲線運動的速度方向時刻改變，速度的變化不可能是均勻的。”

解決方法：

做圖。在拋體運動軌跡上做相等時間內的速度的變化量的矢量線，直觀地進行比較。

2、從受力角度入手，只受重力作用，加速度恒定不變，可見速度均勻變化。

兩種方法從不同角度論證，雙重保險。

物理作為與人類生活息息相關的一門學科，學生的不正確的前概念還有很多，其影響是巨大的。教師應充分利用前概念中的積極一面，克服其消極一面，還應予以深刻分析，相互協調教與學的關系，引導學生交流、討論、合作學習、動手實踐，從而獲取信息和知識，快速徹底地糾正錯誤的前概念；教師要重視科學物理概念的教學，教育學生掌握準確的知識；還要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，以達到轉變學生的物理前概念，樹立科學觀念的目的。