论“前概念”及物理教学策略

2013-12-15 | 所属栏目:现代职业教育 | 点击:次

李绍凤
【摘要】教学实践证明，学生头脑中错误的前概念严重干扰物理教学，是导致物理难学、学生怕学的一个十分重要的原因。本文从前概念的概念、前概念的特点及消除前概念的策略三方面对前概念进行阐述。通过研究学生的前概念的特点，预测它对教学的干扰，寻找解决问题的有效策略，提高物理教学效益。
【关键词】前概念隐蔽性负迁移性正向迁移
教学中，学生对错误概念的“屡教不改”是常见的现象，这一现象也使教师困惑不已。究其原因，是相当一部分学生头脑中前概念的因素在起作用。爱因斯坦说：“根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去”。前概念是学生生活中亲耳所闻，亲眼所见，长期积累并被认可的，因而在他们观念中是根深蒂固的。这些前概念有其积极的一面，因为它能解释一些现象，但它们是有局限性的，或者是有错误的。所以，如何应对学生头脑中前概念的挑战是教师必须面对的一个课题。
一、关于前概念的概念
关于前概念，德国的Naehtigall在《规范与前概念》一文中是这样定义的：“前概念是学生在没有接受正式的物理教育以前，对所感知的现象，生活中的常识与经验进行总结加工所得出的认识和理解”。教材的编写由于要考虑容量，知识的体系和内在的逻辑性，加上存在于学生认识中的前概念，又是隐蔽的、可变化的，所以课本中很少提及种种前概念。如果我们在教学中也是书上有什么讲什么，尽管我们说得天花乱坠，我们的教学却完全可能成为毛泽东在延安整风时所批评的那种“对牛弹琴”。为什么在教学中学生的一些错误总是难以避免、难以清除?就是因为学生在学习中总是自觉或不自觉地运用前概念去判断、分析、解决问题。我们教学的任务就是在充分重视前概念存在的前提下，引起科学概念与前概念之间的思维冲突，在冲突中动摇改变前概念的思维结构，逐渐建立起科学的物理概念。
二、前概念的特点
1.隐蔽性
当学生对某类物理现象形成观念时，由于学生年龄和思维能力的限制，这种观念通常处于一种模糊状态，学生往往难于用自己的语言表达清楚。当教师讲授某种知识时，如果不特别与前概念联系起来比较的话，则在学生的头脑中经常会出现两种观念共处的情况。例如利用牛顿第三定律解释拔河比赛甲队为什么能战胜乙队，一部分学生便会脱口而出：“甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队的力”。有一些学生，他们在听课时往往不能自觉地把所学知识与自己头脑中的错误观念联系进行“思想交锋”，过后头脑中仍是“两极观念俱在，各派各的用场”，在关键时刻，错误的观念还会时不时涌现出来影响问题的解决，这就是前概念的隐蔽性。
2.伪装性
教学中经常可以看到一种现象：学生在学习了有关知识之后，记住了相关的物理术语、定义、定律等，并能用它们去解决一些问题，但他们固守及暴露出来的观念仍是原来的错误观念。例如有些学生解释在雨中转动雨伞，边缘处的水滴飞出这个现象时，认为是水珠受到了离心力的作用，还由F=mrw²导出伞的转速愈大，离心力越大，水珠就越易飞出的结论。这说明错误的前概念有时会披上科学的外衣。
3.顽固性
前概念是学生大脑中业已形成的观念，一旦形成，就会在人的思维中形成定势，不会轻易地让位于科学概念，很难在一个有限的学习时间内彻底消除。用传统的灌输式的教学方法，即使在学习中被纠正过，也很容易反复。例如学生看到马拉车，人踢球等许多现象，产生了感性认识，进而经过头脑的加工上升为理性认识，于是逐步地概括出他们自己的关于力和速度相联系的结论。由于学生年龄的限制，特别是缺乏逻辑思维和科学方法的训练，因而他们的观念往往是模糊的、未加工的、不清晰的甚至是错误的。
4.差异性
学生不同的经历、思考和理解生成的前概念可谓千差万别。例如，对于漂浮这一概念，学生的认识就有很多种，如轻的物体能漂浮、体积大的物体能漂浮、片状的物体能漂浮、空心的物体能漂浮，等等。
5.共同性
虽然学生的已有知识概念具有差异性，但不同学生的前概念中总是或多或少存在着一些普遍的、类似的认识，在某些节点上，学生的前概念更是惊人的吻合。例如，在初学汽车刹车过程中所受的力时，大部分学生会认为刹车时汽车朝原方向运动，还受一个朝运动方向的力。
6.负迁移性
学生在对各个物理知识结构的学习中，先前的知识结构对新的认知结构的建立起着积极的推动作用，但也会产生负面影响。目前学生在日常生活中观察到的正确现象，也会对新知识的学习形成负迁移。比如，学生在日常生活中看到铁块沉入水中，又感觉铁很重，于是就在头脑中形成了铁块可以沉入任何液体中的前概念，当学习阿基米德定律，讲铁块可浮在水银面上时，许多学生不相信。这就是学生原先形成的前概念变成了新知识学习的障碍，产生了负迁移的结果。
三、消除前概念的策略
1.充分了解学生的前概念，为概念教学铺垫基础。学生的头脑不是一张白纸，他们带着许多个人的主观概念进入课堂，这就要求教师对学生带入课堂中的前概念有足够的了解和认识，只有了解学生在哪些方面存在前概念，这些概念是如何建立起来的，才能有针对性地帮助学生澄清并纠正错误的前概念。因此，教师在指导学生学习物理概念之前，应通过一定的方式，如小组讨论、提问、问卷调查、试题测试等，全面了解学生大脑中前概念的存在情况，以便有效地进行概念教学。例如学生经常把重物对支持物的压力视为该重物所受的重力，这实际上是他们的潜意识中有一条“定理”：“力总是沿着力的方向大小不变地传递给另一物体”，如果把这个“定理”揭示出来，自然也有利于对它的批驳。
2.利用正确的前概念进行教学，实现正向迁移。若学生形成的前概念与所要学习的概念基本一致，就可引导学生充分利用其一致部分进行知识迁移，帮助学生建立正确概念。这种方法是把学生已获得的前概念与物理学科学概念作对照，但假定学生已经获得的概念是基本正确的，只是需要用物理学的观点重新加以阐释。如学生普遍认为在光滑平面上匀速运动的物体总受到运动方向上推动力的作用。这一观念的实质可以说包含了守恒量的思想，学生认为对于一个不变的运动，可能会有另一个不变的量(力)的存在。只不过实际上这个守恒量不是力而是动量。
3.提高学生对前概念的细微分辨力，促进学生理解科学概念。一般说来，人们认识概念常常从区分概念开始，要区分概念就要进行比较，通过比较鉴别可以找出概念的独有特征，掌握科学概念的本质。学生在理解科学概念时，会与前面学过的相似知识做比较，如学生对静止在桌子上的书受到桌子对它向上的支持力难以理解，认为没有生命的桌子不会给书施力，这时老师就可以用手托书或用放在弹簧秤上的书做比较，这样学生就比较容易理解。
4.帮助学生澄清错误的前概念，为形成科学概念排除干扰。由于学生形成了顽固的错误前概念，在这种情况下学习新概念往往难以奏效。这时就要通过创设一定的情境，使新知识与学生的前概念产生冲突，让学生暴露出错误观念，重新审视自己原有的生活经验，找出矛盾所在，经历思想上的冲突和震撼，造成认知结构的不平衡，促成原有知识结构的顺应，用科学的概念取代原有的错误观念，实现错误前概念向科学概念的转变。创设冲突情境的方法有多种，如合作学习法、实验法、头脑风暴法等。通过问题情境的创设，学生的前概念与新现象产生矛盾，这时他们就容易领悟到建立新概念及规律的意义和需要，就会主动放弃错误的前概念。
5.重视概念教学，建立概念结构。由于知识经验的关系，学生掌握的许多概念是孤立、片面的，没有纳入概念系统，特别容易受前面知识的影响形成错误的前概念。因此，物理教学应重视概念教学，教学中要充分发挥前概念的有利作用，及时纠正学生错误的前概念，帮助学生正确理解概念的内涵和外延，建立各概念间的联系，使知识条理化、系统化，这样学生才能掌握和巩固物理概念。
由于前概念根深蒂固，前概念向物理概念的转变需要克服旧模式的惯性，是思维结构的转变，是学生头脑中引发的一场革命，因而是一个充满艰辛的过程，不可能一蹴而就。因此，教师从战略上不能指望在一节课内就能完全消除一个错误观念的影响，要有长期、反复进行“斗争”的思想准备，在教学中要充分关注前概念并采取相应的教学对策，重视培养学生的思维能力，帮助学生形成正确的感性认识和思维方式，提高学生自觉检查和消除错误观念的能力，只有这样，才能真正提高学生物理学习的质量。
参考文献
1.何乐晓，《如何应对学生头脑中前概念的挑战》，《物理通报》2003年第3期；
2.王荣恺，《改造前概念建立科学的物理概念》，《安徽教育科研》2000年第6期；
3.瞿晓峰，《从前概念走向科学概念——论建构主义理论指导下的科学探究概念教学》，《江苏省常州市教育教研室专题策划》；
4.陈建华，《“前概念"与物理教学》，《物理教学探讨》2006年第4期(上半月)；
5.郑花娥，《高中物理学习中“前概念"的认识》，《时代教育》第7期。
单位：云南省昆明市嵩明县教师进修学校

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