淺談高中物理前概念教學

劉正斌

在高中物理課堂教學中，重視和加強概念教學，幫助形成清晰、理解正確、掌握深刻、運用靈活的物理概念，是貫徹義務教育物理教學大綱，強化素質教育，改進課堂教學的重要內容。高中物理教學中的基礎知識，概括起來可分為物理現象、物理事實、物理概念和物理規律四大部分，而物理概念則是物理基礎知識的核心內容之一。可以這樣說，若沒有一系列物理概念作基礎，就無法形成物理學體系。所以，要使學生比較系統學習物理基礎知識，首要的就是要掌握好物理概念。物理概念不僅是基礎知識的重要內容，而且是除概念之外的其它一切基礎知識的基礎，因為定律、原理、公式和定則等基礎知識都是以概念為“細胞”組成的。筆者結合自身教學實踐，談談自己的幾點看法。

一、高中物理前概念的形成原因

（一）先入為主的日常生活經驗形成前物理概念。

學生在日常生活中，已從大量的物理現象中獲得了不少物理方面的感性知識，積累了許多生活經驗，但這些憑自觀感覺學習到的東西不一定都是正確的。例如，輕小物體在空中下落比重物體下落的慢等。

（二）不正確的課外渠道形成前物理概念。

學生在日常生活中，通過廣播、電視、報刊雜志等渠道，可以獲取大量的物理知識，但其中不少是錯誤的。例如，萬有引力和重力不分，重量、重力、質量不分等。

（三）對語詞的曲解形成前物理概念。

物理教學中的概念通過詞語說明和定義，使直觀材料的特征更鮮明、更突出，揭示了事物之間的內部聯系。但是學生常用在生活中形成的對詞語的理解來理解物理概念，并由此產生對物理概念的曲解。例如，“加”就是總體上數量在變大，因而認為“加速度”就是描述“物體增加的速度”； “失重”就是指“重力消失了”； “合力”就是“幾個力之和”。

（四）數學慣性形成前物理概念。

數學知識是學習和研究物理學的重要工具，但物理學不同于數學，物理學更重要的是物理事實、物理本質和物理關系。學生由于從小就接受數學教育，在思考物理問題時常常有“數學慣性”，以數學關系來理解物理概念。例如，由歐姆定律導出的公式R=U/I，學生認為R的大小與U成正比，與I成反比，忽視了三者之間相互不能割裂的物理關系。

二、高中物理前概念的策略

（一）進行實驗感知。

實驗感知的策略是指在人為條件下運用儀器、設備使研究的現象反復出現，通過人的知覺和感覺有目的地進行觀測、研究，提煉出有效的程序、規則、方法、技巧及調控方式。實施實驗感知策略的程序是：（1）、觀察。觀察是利用人的各種感覺器官及科學儀器，有計劃、有目的地對自然狀態和客觀事物進行視、聽、聞、嘗、觸、測，收集獲取信息，從而把握研究對象的多種屬性。觀察要與思考相結合，觀測是前奏。（2）、推測。推測是將收集的信息進行整理，由一個或幾個已知判斷引出新的判斷，這是進行思維推理、發現規律的認識過程。（3）、實驗。實驗是在人為控制的條件下，應用各種科學儀器、設備使研究現象反復出現從而有目的地進行觀測、研究的一種方法。它是科學概念形成的基礎。

例如，建立“機械振動”這一概念時，我們可以讓學生先觀察風中的樹枝的擺動、水中浮標的上下運動、鐘擺的擺動等現象，讓學生思考這些現象的共同運動特點；然后告訴學生這些都是機械振動，指導學生推理出機械振動的概念是“物體在平衡位置附近往復運動”；然后再演示彈簧振子和單擺實驗，進一步讓學生建立機械振動的科學概念，把握“平衡位置”和“往復運動”的本質特點。

（二）激發認知沖突。

針對前概念現象，在物理概念教學中，了解或設法去發現學生中可能存在的相關的各種“前概念”，將其顯性化，然后從物理學研究問題的需要，針對學生中的前概念，引導學生思考與討論，讓學生自己發現已有經驗的不足甚至錯誤，激發認知沖突，使學生自覺地對前概念修正、完善甚至放棄，并進一步轉變為主動學習科學的物理概念的需求。這就要求教師精心創設前概念情境，將物理前概念顯性化。教師可以采用設置形成認知沖突的問題情境而導入：一般應注重設置能充分暴露學生錯誤前概念的情境，針對性強，能通過學生的表達充分暴露其前概念的錯誤，也就是在學習科學概念之前，讓學生清楚自己原來是怎么想的。當新奇、生動的現象出乎學生的意料之外時，好奇的心理驅使他們積極地思索。教師要及時地抓住學生閃現出的認知矛盾，調動學生的主觀能動性，積極探究、解決問題。

（三）正確理解概念。

概念是用一定的語詞來記載和標志的，借助語詞可以對感性材料進行抽象與概括，揭露事物的本質屬性和共同特征.物理教學中的概念（這里把物理教學中的概念，定理，定律等統稱為物理概念）通過語詞說明和定義，使直觀材料的特征更鮮明，更突出，還可以彌補直觀材料的不足，揭示事物之間的內部聯系.但實踐告訴我們，學生常用在生活中形成的對語詞的理解來理解物理概念，并由此產生對物理概念的曲解.例如，“加”就是總體上數量在變大，因而認為“加速度”就是描述“物體增加的速度”；在勻速直線運動中，“勻速”指的就是“速度保持不變”，因而對勻速圓周運動中的“勻速”也理解為“速度保持不變”。

三、高中物理前概念的影響

前概念和科學的物理概念同是來源于人的實踐活動，他們都是由認識主體的認識活動所產生。根據其是否易于轉換成科學的物理概念，可將其分成兩類，一類是雖然與科學的物理概念不一致，但在提供給學生一定的預備知識之后，再輔之以有關的實驗引導，便不難使學生形成正確的物理概念，例如從不同物質輕重的概念轉換成密度的概念。從結構上來說，這類概念在學生頭腦里的形成并不涉及認知結構的轉變，是屬于認知同化過程。然而另一類前概念則與此大不一樣，在學生的原有經驗中，這些前概念在兒童的頭腦中已經有了相當長的發展時間，且已形成了系統的卻并非科學的概念。

總之，對于物理前概念，并不能全盤否定，必須一分為二地分析對待。學生基本正確但不全面的前概念，可加以利用、生成新概念；錯誤的前概念，應轉化為科學的概念。對高中物理教師來說，了解和研究學生已經具備的前概念，充分地挖掘、恰當地利用或轉化這些前概念，教學工作將取得事半功倍的效果。