前概念与物理概念教学

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摘 要 ： 前概念一般是指学生在学习某科学概念之前由长期的日常经验形成的对事物、现象的看法和观念.而中学生考虑问题容易产生表面性,且往往会被表面现象所迷惑,而看不到事物本质,所以易形成一些错误的前概念.在物理教学中,不能忽视学生大脑中形成的前概念,对正确的应加以利用,对错误的要认真引导消除.本文结合具体教学案例分析前概念对物理概念教学的影响.

关 键 词 ： 前概念 物理概念 自由落体运动 高中物理教学

在高中物理教学中,重视和加强概念教学,帮助学生形成清晰、理解正确、掌握深刻、运用灵活的物理概念,是贯彻物理教学大纲、强化素质教育、改进课堂教学的重要内容.但学生在学习之前或多或少对生活中的一些现象或规律已经有了自己的经验,有了自己的思维方式,像这种学生在没有接受正式的物理学教育以前,通过自己的观察、体验和思考对各种物理现象与物理过程的理解和认识叫前概念.学生的前概念对物理教学影响极大,有的物理概念即使教师讲过好多遍,学生仍弄不清楚,就是因为学生的前概念对他们来说根深蒂固.要纠正学生的前概念,教师不仅要花大力气还要肯动脑筋.

物理概念的掌握不是一件容易的事.当前物理概念教学存在一些不容忽视的问题.教师传授抽象的事物、定义和现象及其解释,学生很少进行实践探索和研究.教师往往认为学生与自己的认识和理解水平没什么区别,想让学生立刻明白那些经过几个世纪才总结出来的,并且教师自己经过多年才领会很深的概念.教师习惯把精力集中在孤立的事实、公式、定义、运算上,而没有集中在分析、解释、探索其含义和科学依据上.形成传统的教学模式：“教就是讲”、“学就是听”、“能通过大量的选择测试就证明已经理解”.然而学生真正掌握物理知识并非如此简单.前概念是学生内隐的思维结果,是潜移默化形成的.因此,它以潜在的形式存在,平时并不表现出来,其表现带有隐蔽性.同时前概念还有一种思维惯性,学生自己也很难发现.而教师在讲授科学的物理概念时,学生很快就会联想到他们头脑中的前概念,当学生解释物理问题时,前概念就会立即表现出来.

当前概念与物理课程内容有微妙差别时就成了思维结构转变的极大阻力.成年人解释一些科学现象时也会表现出一种前概念的质疑方式,因为那些被迫学习的科学知识已经忘记好长时间了.我们不应该把前概念看成是一种思维垃圾,而应该把它们作为一种物理含义可被转化的结构而接受下来.由前概念向物理概念的转换也需要思维结构的改变.当物理方面的思维准则改变时,“学生会惊异和奇怪”,“必须经历一个思想上的冲突”,“感受到对新事物的阻力”,“当他们在新的思维结构下获得更多的成功时,他们就会接受它”.因此,教师的指导思想是：把前概念转换过来,而不是抛弃前概念.不能只是把物理概念强加给学生,这样物理概念对学生来说毫无意义,学生不理解它们,只是把它们的公式和定义的形式背下来,很容易忘记,物理教学在学生头脑中留下的只是物理词汇.在教学中,让学生基于他们的前概念对现象进行预测,让学生针对前概念进行争论,然后产生思维冲突,感觉到有改变思维准则的需要,这时（而不是在先前）把物理概念介绍给学生,这些概念仍有可能不被接受.要让学生确信,在更大范围内,物理概念是更有效的,可以先从质的方面,然后从量的方面进行预测.当你介绍概念时,要先从思想上开始,然后再归纳其定义,让学生把新的概念应用到包含深刻意义的现象中.下面探讨高中物理《自由落体运动》概念教学.

一、提出问题

落体运动的快慢与什么因素有关?

提问：以经验来看是否重的物体一定下落得快?

二、教师演示实验

①先让一张硬纸片和一张薄纸片同时从同一高度下落.（观察结果：重的物体下落得快）

②把薄纸片揉成纸团再和硬纸片同时从同一高度下落.（观察结果：轻的物体下落得快）

点评1：教师通过演示实验中的现象,使学生产生疑问,提出需要解决的问题,让学生推测或设想可能的答案.这一环节把教学的基点定在拓展学生思维和培养素质上,试着像科学家一样提出假说,激活了学生思维.

③把一纸片揉团和铁片同时从同一高度下落到水平桌面.（让同学用耳朵听声音,结果只有一个声音,说明轻重不同的物体同时落地.）

点评2：用实验排除直观教学中的直觉思维对理性认识的干扰,省时省力,颇具说服力,效果好.

三、纠正非科学的经验和观念

（1）引问：生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素影响?

（2）猜想：影响下落快慢的因素是空气阻力吗?

（在不考虑空气阻力时候,轻重物体下落快慢相同.）

点评3：学生从实验中获得感知,再进行比较、概括,进行思维加工,总结出结论.教师不是对自己做的演示实验进行自我总结,而是在学生自我发展的基础上,通过梳理学生认知结果归纳出结论,使学生感受到成功的喜悦.

四、教师演示实验（2）

牛顿管实验.

引导学生从观察到的实验现象得出结论.

点评4：学以致用,出奇演示,激发学生兴趣,加深理解.

五、得出概念

物体仅在重力作用下,从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动.

展示物理现象、物理事实,紧密联系生活实际,大胆让学生参与教学,用演示实验排除前概念对接受新知识的干扰,启发诱导,过渡自然,层层递进,让学生认识到在不受空气阻力作用下质量不同的物体下落快慢是相同的.学生通过实验意识到自己之前的观点是不正确的,对原有的认识进行重组,形成正确的观点.

因此,教师只要在教学之前,了解学生原有的概念和思维方式,弄清其与新知识间的相融或相悖之处,就能使教学做到有的放矢,找出学生错误的或模糊的观点,以及不合理的思维方式,在课堂教学中有针对性地进行讲解.关注学生的前概念还有助于教师把教学双方的对立与学生的看法联系起来,深刻了解使学生做出反应的重要性,从而改进教学形式和方法,为学生创造更好的学习环境,提高课堂教学效率.还要教会学生用科学的思维方式去思考问题,这有利于学生获得新知识,对于培养学生的创造力,提高学生的科学素质也有积极的作用,符合当前素质教育对学生的培养要求.