促進(jìn)前概念轉(zhuǎn)變的“五步法”微課教學(xué)設(shè)計模式探析

［摘 要］受周圍環(huán)境和生活經(jīng)驗的影響，初中學(xué)生在接觸物理之前已經(jīng)對物理現(xiàn)象形成了具體的認(rèn)知，即前概念，這些前概念有的正確，有的不夠完整，有的甚至完全錯誤。前概念對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)會產(chǎn)生積極或消極的影響。文章以“力和運動的關(guān)系”的教學(xué)為例，將微課數(shù)字化資源的利用作為轉(zhuǎn)變學(xué)生前概念的契機，探究了促進(jìn)前概念轉(zhuǎn)變的“五步法”微課教學(xué)設(shè)計模式。

［關(guān)鍵詞］前概念；微課教學(xué)設(shè)計模式；力和運動的關(guān)系

［中圖分類號］" " G633.7" " " " " " " " ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2025）02-0043-03

物理概念是整個物理知識體系的基石。學(xué)生只有準(zhǔn)確掌握物理概念，才能進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理規(guī)律，從而形成完整的物理知識體系。對初中學(xué)生而言，他們在學(xué)習(xí)物理知識之前就已經(jīng)形成了一定的認(rèn)知，我們稱之為“前概念”。然而，受認(rèn)知水平限制，很多前概念是錯誤的。“力和運動的關(guān)系”是最難理解的概念之一，學(xué)生往往存在“有力才有運動，撤去力物體停止運動”的錯誤觀念。筆者在多年的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，即使學(xué)生建立了“牛頓第一定律”的新概念，這些錯誤的前概念仍然會影響他們對新概念的理解和應(yīng)用。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要有以下兩種：一是受日常生活中常見現(xiàn)象的影響。在學(xué)習(xí)物理知識之前，學(xué)生往往認(rèn)為力是維持物體運動的原因。生活中確實存在一些支持他們這一觀點的現(xiàn)象，比如教室中的桌子，需要外力推動才會移動，沒有外力作用則保持靜止。學(xué)生接觸到這些現(xiàn)象后，經(jīng)過簡單的思維加工，容易形成片面或錯誤的慣性思維和觀點。二是受生活中通俗語言的影響。比如“風(fēng)吹草動，風(fēng)止云息”，這些通俗語言會潛移默化地影響學(xué)生的認(rèn)知，使他們更加確信“有力才有運動”。這一錯誤的前概念會給接下來建立“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”這一新概念造成很大的阻礙。

如何轉(zhuǎn)變錯誤的前概念？前概念具有廣泛性、自發(fā)性、頑固性、隱蔽性等特點，傳統(tǒng)的教學(xué)在改變學(xué)生錯誤的前概念方面效果有限。比如，學(xué)生學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，雖然能夠熟練背誦，但這只是記憶層面的改變。隨著時間的推移，當(dāng)記憶逐漸模糊時，那些未被真正扭轉(zhuǎn)的錯誤前概念又會重新占據(jù)主導(dǎo)地位，導(dǎo)致學(xué)生反復(fù)出錯。而微課具有內(nèi)容精練、資源豐富、結(jié)構(gòu)獨立、傳播方便等優(yōu)勢，還能為學(xué)生提供反復(fù)回顧和學(xué)習(xí)知識的機會。因此，巧用微課可以有效促進(jìn)學(xué)生前概念的轉(zhuǎn)變。以“力和運動的關(guān)系”為例，針對學(xué)生前概念的特點和形成原因，筆者提出了“五步法”微課教學(xué)設(shè)計模式（見圖1）。

下面以“力和運動的關(guān)系”的微課設(shè)計為例，闡述“五步法”微課教學(xué)設(shè)計模式。

一、外顯——以日常經(jīng)驗為基礎(chǔ)，收集展示前概念

學(xué)生通常以日常生活中的感知作為理解物理現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)。因此，在設(shè)計微課之前，教師需對學(xué)生已有的前概念進(jìn)行摸底和診斷。獲取學(xué)生前概念的途徑多種多樣，包括發(fā)放問卷、與學(xué)生對話以及教學(xué)觀察（如教師之間相互聽課和課堂觀察）等。通過這些方式，教師可以了解學(xué)生頭腦中存在哪些前概念。在“力和運動的關(guān)系”的微課教學(xué)設(shè)計中，筆者通過與學(xué)生交談發(fā)現(xiàn)，學(xué)生基于自身的生活經(jīng)驗，很自然地認(rèn)為力是維持物體運動的原因，即“有力才有運動，撤去力，物體停止運動”。因此，在微課教學(xué)設(shè)計的第一個環(huán)節(jié)（見表1），筆者就讓學(xué)生暴露出他們的這一前概念。

二、沖突——創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論指出，認(rèn)知沖突是人的原有圖式與新感受到的事件或客體之間的對立性矛盾。國內(nèi)外研究表明，這種認(rèn)知沖突會導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知心理的不平衡，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲，促使學(xué)生通過解決這種認(rèn)知沖突來恢復(fù)心理平衡。因此，創(chuàng)設(shè)問題情境以引發(fā)認(rèn)知沖突，是轉(zhuǎn)變學(xué)生前概念的關(guān)鍵一步。在“力和運動的關(guān)系”的微課教學(xué)設(shè)計中，筆者在引出學(xué)生的前概念后，繼續(xù)創(chuàng)設(shè)情境，以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突（見表2）。

三、探究——通過直觀實驗，促進(jìn)認(rèn)知順應(yīng)

皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論指出，當(dāng)個體面臨新刺激時，總是試圖把它納入原有的圖式中，這個過程被稱為“同化”。然而，如果個體頭腦中已有的圖式不能同化這個新刺激，就必須對原有圖式進(jìn)行修改或者重建新的圖式，以容納這個新刺激，這個過程被稱為“順應(yīng)”。以“力和運動的關(guān)系”探究環(huán)節(jié)的微課教學(xué)設(shè)計（見表3）為例，在該環(huán)節(jié)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、分析等一系列活動，歸納總結(jié)出探究問題的規(guī)律，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的順應(yīng)。

四、澄清——利用物理概念圖，建立科學(xué)概念

概念圖可以用來組織與表征知識，展示概念節(jié)點之間的意義聯(lián)系，并通過具體事例加以說明，將所有基本概念有機地聯(lián)系起來。這種組織結(jié)構(gòu)圖有助于厘清概念之間的關(guān)系，使得知識體系得以更加直觀形象地展示，實現(xiàn)思維的可視化。在“力和運動的關(guān)系”微課教學(xué)設(shè)計的前面幾個環(huán)節(jié)中，學(xué)生了解了“力不是維持物體運動的原因”，建立了“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”的新認(rèn)識。然而，這些新認(rèn)識往往是分散的，導(dǎo)致學(xué)生很難整體把握力和運動的關(guān)系。此時，概念圖便能夠發(fā)揮重要作用，它可以將學(xué)生頭腦中形成的新認(rèn)知精細(xì)化，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、結(jié)構(gòu)化，幫助學(xué)生建立起完備的科學(xué)概念體系，實現(xiàn)從前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變（見表4）。

五、練習(xí)——鞏固新認(rèn)知，深化科學(xué)概念理解

布魯納認(rèn)為，學(xué)生經(jīng)歷某件事情越是多樣，就越有可能把該事情與其他事件聯(lián)系起來。多種多樣的訓(xùn)練有助于揭示各事物之間的共性，并突出每一事物的獨特性。前概念具有頑固性和反復(fù)性等特點，教師可借助變式練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變錯誤的前概念。變式練習(xí)提供了大量包含某一概念的不同事例，可幫助學(xué)生鞏固新認(rèn)知，并深化對新概念的理解。“力和運動的關(guān)系”練習(xí)環(huán)節(jié)的微課教學(xué)設(shè)計詳見表5。

筆者通過實踐研究發(fā)現(xiàn)：這五個教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，層層遞進(jìn)，循序漸進(jìn)地展開，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，對于轉(zhuǎn)變學(xué)生關(guān)于“力和運動的關(guān)系”的前概念起到了較好的效果。通過測試，結(jié)果顯示通過“五步法”微課教學(xué)，學(xué)生能夠更全面、更深入地理解和掌握力和運動的關(guān)系。

［" "參" "考" "文" "獻(xiàn)" "］

[1]" 陳慶軍，吳能平.物理前概念研究，對構(gòu)建科學(xué)概念的啟示[J].物理教師，2011，32（5）：9-11.

[2]" 童小雪，趙汝木.中學(xué)生物理前概念的成因及轉(zhuǎn)化研究[J].聊城大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，28（2）：60-70，75.

[3]" 賴小琴.物理前概念及糾正錯誤前概念的策略[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2002（3）：89-93.

[4]" 曾琦，章學(xué)云.初中生物理前概念的干預(yù)教學(xué)實驗[J].教育研究與實驗，2007（2）：70-72.

[5]" 馮偉.從建構(gòu)主義視角研究物理前概念的轉(zhuǎn)變策略[J].教育與職業(yè)，2006（23）：181-182.

［6］" 顧宋博.轉(zhuǎn)變“力與運動的關(guān)系”前概念的教學(xué)策略實踐探索[J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2015，44（1/2）：55-58.

［7］" 王震，李雪.力和運動關(guān)系的前概念形成原因及教學(xué)對策[J].教學(xué)與管理，2020（12）：104-106.

［8］" 劉婭楠，張金良.概念圖的構(gòu)建與應(yīng)用分析[J].中學(xué)教學(xué)參考，2013（32）：32-33.

（責(zé)任編輯" " 黃春香）