對消除物理“前概念”不利影響的建議

薛實軍

摘要：物理前概念對學生形成與掌握科學的物理概念有極大的影響。要消除前概念影響因素，物理教學要注重概念的建構過程，要突出概念的形成與同化過程。

關鍵詞：前概念；影響；建議

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）15-0095

一、物理“前概念”釋疑

如果按照最簡單的“正確與否”來區分，一類是對教學有積極的作用的正確的物理前概念。另一類是對教學有負面影響錯誤的前概念。下面主要是研究錯誤的前概念對教學的影響。

如果從產生的原因分析，大致可以分為兩種形式。一種是由學前經驗形成的前概念。例如，從日常生活、小學常識課到初中自然，都只提到磁鐵能吸引鐵磁性物質，而從未提到鐵磁性物質可以反過來吸引磁鐵。另一種是有些前概念在物理教學中，還不會輕易地讓位于科學概念，學習過程呈新舊知識相互作用的過程，比如，自由落體運動這一內容的學習，教師應該把這節新課的重點放在哪里呢？其實，大多數學生對于“勻變速直線運動”的概念已經爛熟于心，有些教師把側重點放在自由落體運動特點上，忽視了學習的實質是新知識與學生認知結構中已有的適當觀念建立非人為的和實質性的聯系，而本節課的實質性聯系就是“自由落體運動從屬于勻變速直線運動”，這就是這個問題的“痛點”，如果教師打通了這點，再引導學生分析“初速度為零的勻加速直線運動”“加速度為重力加速度g”，學生就能很快地掌握自由落體運動規律。

二、消除“前概念”不利影響的建議

1.加強實物演示，有利于消除錯誤前概念

如果問“太陽暴曬下的金屬塊的溫度比木塊的溫度要高”這句話是否正確，很多學生認為正確。教師當著學生的面現場在太陽底下測試，是不是比任何蒼白的講解有用的多？兩個擺長相同擺球質量不同的單擺，哪個周期大呢？教師若解釋說一樣大，與擺球質量無關，則有些學生會始終持懷疑態度，如果通過實驗，讓學生親自做，由他們自己得出結論，情況就大不一樣了。在“自由落體”一節教學中，學生對“同一高度不同物體做自由落體運動從豎直落下時是不是同時落地”很是懷疑，教師實驗有時確實不成功，主要是沒有考慮到空氣阻力這個因素。如果教師在牛頓管中做類似實驗，學生現場觀察到“在稀薄空氣中”就很好地消除了“生活經驗”“阻力”等的影響。

2.加大物理模型的應用，消除學生的思維障礙

教師要消除學習中的思維障礙，要通過參與結構模型的制作，把抽象的知識形象化，引導學生關注對物理建模過程的探究。研究物體的運動時，如果物體是平動的，而且物體運動的距離遠遠大于物體本身的大小，這個時候我們就將物體的大小和形狀忽略而將物體看作一個有質量的點，這就是質點。質點這一模型的建立將運動的物體大大簡化了，使我們在分析運動問題時更加注重問題的本質——運動而不是物體。在伽利略和牛頓以前，認為力是維持物體運動所不可缺少的，形成這個錯誤認識的主要原因是當時的人們對生活經驗缺乏科學分析，也難怪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。伽利略在前人的經驗中，設想了一個“理想實驗”，建立了一個沒有摩擦的光滑軌道的物理模型，才非常巧妙地否定了錯誤概念并推導出正確的結論。

物理教學活動的一個重要過程就引導學生暴露物理學習中的思維過程，物理問題的起點是問題而不是概念。關于分子等微粒的認識，從初中開始，在物理和化學學科中都是難點。在“分子間的相互作用力”一節教學中，能不能通過宏觀物體建立相應的物理模型來解釋分子與分子之間的距離關系呢？教師完全可以利用物理的彈簧模型來引導學生克服學習中的思維障礙，讓分子及分子力形象化、具體化。例如，在“洛侖茲力”教學中，學生對于公式F=qvB的推導，障礙在于“I=nqvs”，要是教師充分考慮到學習過程中的學生思維缺陷，充分運用或創造條件，搭建“導線中電流流動的微觀圖像的物理模型”，問題就變得簡潔多了。

3.循序漸進，確立正確概念

很多物理教師對于物理概念的理解，要么“霸王硬上弓”讓學生死記硬背，要么“繞路走”輕描淡寫，甚至一筆帶過，對物理現象的形成與發展的過程“斬頭去尾燒中間”，實則忽視了物理教學的過程。每個物理模型都是對現實對象或過程的簡化處理，但這種簡化并沒有破壞所研究對象和過程的主要因素。水壓與電壓，電場與重力場，磁場與電場，這組概念沒有直接聯系。有經驗的物理教師常常通過速度變化率、磁通量的變化率比較來加深磁通量的變化率的理解，通過電場比較磁場、通過水壓與電壓的區別、通過重力場來強化磁場來克服相似相近“前概念”對“后概念”的不利影響。教師引導學生理順這些關系，才能做到知識的融會貫通，使學生在學習中能收到事半功倍的效果。在教學中，教師發現由于學生對物理概念存在理解和表達上的錯誤的時候，多聽學生對這個概念描述中的關鍵詞，既不能急于求成，也不能強行糾正，以免適得其反。教師還要耐心、細致地引導學生用物理方法來分析問題，多傾聽學生的爭論，讓學生把前概念和物理概念對照比較，引起沖突，讓學生為自己的前概念辯護，讓學生獨立地尋找所學物理要領的主要特征和屬性，再因勢利導，意識到自己腦海里發生的轉變，從而使他們真正明白課堂上所講的內容。

物理規律常常是一條知識鏈，這條知識鏈反映的是物理概念之間的從屬關系和來龍去脈，學概念、學規律是學會“建模”的過程，課堂練習中的物理習題把基本物理過程和基本物理現象組合包裝而成，做題是去掉習題中非本質的內容，借助形象的工具，拆成獨立的知識點，是“用模”的過程。這就要注重物理規律及概念的連鎖分析，以提高知識網絡程度，鞏固課堂效果，做到各個擊破，加深學生對物理概念的理解。

物理概念在學生頭腦中不是憑空出現的，是逐步建構而形成的。帶著前概念進入物理課堂，這是物理教學中的正常情況，盡管學生可能沒有意識到這種前概念的存在，但這是建構科學概念的基礎。只要我們從認識上認同提供問題情境來消除前概念的不利影響的重要性，再適當注重如何在物理教學設計中體現前概念的形成過程、概念的思辨點、概念的針對性應用等環節，就可以起到事半功倍的效果。

（作者單位：湖北省公安縣車胤中學434300）