例談在物理教學中促進前概念正遷移的策略

黃劍

有一則童話故事是這樣描述：“有一條魚，它很想了解陸地上發生的事，青蛙描述了陸地上的各種東西：鳥、牛、人.魚根據青蛙說的做出想象，——人被想象為用魚尾巴走路的魚，鳥是長著翅膀的魚，奶牛是長著乳房的魚.”“魚就是魚”這個故事讓筆者深受啟發：學習總是建立在學習者原有的基礎之上.

筆者從一線教師轉到教研員后，由于工作性質的轉變，聽課較多. 在與老師們一起評課議課時，教師經常抱怨學生“不用心”、“記不住”、“屢教不改”等等.這個現象對筆者的震撼非常大.經過長時間的觀課及思考發覺老師們在物理教學中對前概念的影響關注是不夠的，學生長期身披兩張皮，一張皮是老師在課堂中傳授的知識，另一張皮是學生在日常生活中長期積累的觀念、思維方式.因教師在教學中對前概念基本沒有自覺的干預，造成在學生的頭腦中經常會出現兩種觀念“和平共處”的情況，面對簡單的問題，科學知識常常占據主導地位，前概念則隱蔽著.遇到稍復雜的問題，科學知識往往抵擋不住前概念，前概念會自然而然地涌現出來.這也是我國中學物理課程在國內的教育中一直是“投入與產出”不成比例的原因.為了解決這個問題，筆者申報了省級課題“在初中物理教學中從學生的前概念出發建構科學概念的實踐研究”并已立項.在課題研究過程中，近一段時間筆者著重關注促進前概念正遷移的策略研究，并記錄了聽課中關于這類問題的點點滴滴.

1挖掘生活經驗，順勢遷移

在教學中充分挖掘、利用身邊的生活素材，把生活問題貫穿教學始末，將物理知識構建在學生的生活經驗上，讓物理知識在生活中得到升華，讓物理知識走出課堂，走進大自然、走向社會，讓物理回歸生活，與生活交融.通過生活經驗獲得的知識，學生更容易接受.比如學生都知道用筷子夾菜靈活方便、撬瓶蓋省力，但平時未深究原因，知其然不知其所以然，在學習杠桿的相關知識時，讓學生自己用杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，進行討論分析，用筷子夾菜，阻力臂比動力臂長，雖然費了力，但省距離，可以靈活方便地夾菜；用筷子撬瓶蓋時：在阻力、阻力臂一定時，加長了動力臂可以減小動力，從而可以省力.順勢遷移，促進了運用杠桿平衡條件解決問題.再如，學生都知道在高山上呼吸較困難，是因為高山上空氣少.這就可以用作教師講解“海拔越高氣壓越低”這個知識的正遷移. 在初中物理概念教學中，教師要巧妙地運用學生在生活中感知過的經驗，來促進概念的同化. 這樣在引導學生獨立學習的同時，既立足于生活，又有利于培養學生的創造性思維和發散性思維，也有利于培養和發展學生的獨立解決問題的能力.這樣做也實現了發揮學生主體作用的目的.這些利于正遷移的生活經驗的挖掘和利用，正是契合了“從生活走向物理”的理念

2類比遷移，變抽象為具體

有意義學習必須以學習者原有的認知結構為基礎.運用類比可以使學生對將要學習的新知識提供一個相近的表象，所以容易刺激學生回憶起頭腦中已有的經驗表象，以此為契機促進知識或經驗的正遷移.通過合理的類比，能讓初中學生看到許多深奧的物理規律其實與生活中的許多事物都是相似的，能讓學生更深刻地記住并理解物理概念.比如類比固態、液態、氣態物質的分子結構分別跟教室里座位上坐著的學生、課間教室里走動的學生、課間操場上跑動的學生類似，這樣可以對分子間的作用力、距離等有個初步具體形象的認識，強化對這方面抽象概念的學習.在學習電阻時可以把導線比作道路，電流通過導線就好比人沿著道路行走.道路的長短、寬窄一樣而路面狀況不同，人在泥濘的路面上難走些，在沙石的路面上好走些，在水泥路面上更好走些.這好比“長度、橫截面積相同，材料不同的導體”.路面狀況及道路寬窄都相同時，道路越長人受阻的機會越多，通過就越困難.這好比“材料、橫截面積相同，導體越長電阻越大”.其他條件相同，道路越寬行人越容易通過，這好比“長短、材料相同，導體橫截面積越大電阻越小”.學生在學習的過程，首先會本能地用舊的認知方法和概念去理解新的知識和概念，如果新知識與舊知識有可類比性，不存在質的變化，知識同化過程就會非常順利.所以在教學中應當充分了解和挖掘那些存在于學生頭腦中與將學的新知識相似度高的原有知識與經驗作為新知識學習的同化固定點.

3聯想遷移，新知識的起點

可充分利用前科學概念進行廣泛聯想，幫助學生理解、掌握新概念，從而促進正遷移.比如，在學習用刻度尺測長度時，經過物理課堂學會正確地使用規則以及怎么讀數、怎么減小誤差后，在以后的電流表、電壓表、天平標尺、彈簧測力計、量筒等測量工具的學習時，可以聯想相同的知識點促進新知識的同化，即共性都是要先觀察分度值、估讀分度值的下一位、放置的方法、關注零刻度線是否磨損、量程、注意事項等，不但促進了新概念的學習，還鞏固了這類概念.總之，知識不會無中生有地產生，只有在舊的知識基礎和新的知識養分的結合和融通中形成.一個見多識廣的學生在理解和掌握新知識時會特別快，一些孤陋寡聞的學生，由于他們大腦中的前概念不夠豐富，所以許多新概念對他們而言不能使用同化方法理解和掌握，學習就會比較吃力.初中學生的前科學概念是一種資源，初中物理教師應該珍視學生的這個財富.充分利用前概念積極的一面，將它作為學習新知識的起點和臺階.

4實驗遷移，意義建構

進行意義建構的過程好比是有機體生長的過程而并非是建造房屋般的填充過程.因此，教師應當是學生意義建構的幫助者，而非知識的提供者和灌輸者.中國教育之通病是教用腦的人不用手，不教用手的人用腦，所以難出大師.教師應給學生動手實驗的機會，因實驗不但使學生原知識經驗的價值被肯定，而且加深了感性認識，擴展了經驗，也在創設的問題情境中強化了概念的學習.

比如，認識浮力時讓學生經歷四個實驗：一是感受浮力的存在（用手壓水面上的空礦泉水瓶）；二是測量浮力的大小（用彈簧秤、裝有水的燒杯、金屬塊）；三是確定浮力的方向（用自制的器材如圖1所示）；四是通過實驗研究浮力產生的原因（用自制的器材如圖2所示）.

這樣在學生動手體驗和實驗觀察過程中由淺入深、層層遞進地進行了浮力相關知識的意義建構.增加讓學生自己動手做實驗的機會，通過實驗為學生提供必要的感性材料，只有當實驗演示的情境與學生原有認知結構緊密相聯，并相互作用，新實驗所要觀察的現象、探索的規律和驗證的結論，才能牢牢地拴在原有認知結構的錨鏈上，才能轉化為知識和能力.

5經驗遷移，猜想的依據

在科學探究的學習過程中，猜想這一步驟有著舉足輕重的地位，它是物理智慧中最活躍的成分，對學生猜想能力的培養，也是物理探究過程中的一個重要環節，而且猜想決定了科學探究的方向.因此，在物理教學的過程中，引導學生科學合理的猜想就顯得格外重要.然而任何科學猜想都不是憑空產生的，它需要根據所觀察到的現象，運用學過的知識和已有經驗，對問題的可能答案做出假定， 特別應該注意要讓學生說出猜想的理由和依據，要能舉出相關的實例來證明沒有一定的知識和經驗，猜想恐怕只能是無本之木，無源之水.

比如依據平常坐板凳比坐圓木舒服，而坐軟沙發比坐木凳更舒服的生活經驗猜想壓強跟受力面積有關，依據向墻壁按圖釘需用力按壓的生活經驗猜想壓強與壓力有關；依據高速路上要限速以及對不同的車的限速不一樣的經驗，猜想動能可能與物體的質量和速度有關等等.

總之，學生在學習前，大腦中原有的知識對學生知識的建構起到的作用是促進而非阻礙，或者另一種可能是促進作用大于阻礙作用，所以前科學概念的正遷移作用是物理概念學習的優勢基礎和鋪墊，充分利用它可以使學生盡快地掌握新概念從而擴充圖示.對教師和學生來說，在知識建構過程中，學前概念是一種資源.我們應把這種“資源”作為讓學生理解新知識的“生長點”，引導學生從學前概念中生長出新的科學概念.新課程倡導教師充分開發和利用校內外各種課程資源，每個學生都有強大的內存，蘊含著豐富的課程資源，物理前概念資源是源于學生的一種重要的課程資源，將其有效利用于課堂教學正是基于開發課程資源的實際需要.